一種導(dǎo)流洞封堵頭排氣結(jié)構(gòu)及其排氣方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)流洞封堵頭排氣結(jié)構(gòu)及其排氣方法，屬于水利水電工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)流洞堵頭施工完成后，在導(dǎo)流洞堵頭與進(jìn)口閘門之間，會(huì)形成一個(gè)空腔，隨著水庫蓄水，水位升高，此空腔會(huì)被滲水不斷壓縮，當(dāng)壓力值達(dá)到一定值時(shí)就有可能產(chǎn)生氣爆。在現(xiàn)有的技術(shù)中采用的是導(dǎo)流洞堵頭前段鉆孔，形成連接外界大氣與空腔的排氣孔，隨著前段導(dǎo)流洞滲水，不斷排氣，其排氣緩慢，空腔存在時(shí)間較長，而且施工難度較大，對于埋深較深的導(dǎo)流洞，成本較高。
[0003]為了降低排氣孔的施工難度及保證排氣氣孔施工質(zhì)量，目前在水利水電工程施工中，大都在導(dǎo)流洞封堵后采用了排氣裝置。例如，公開號為CN203296026U的中國專利公開了一種用于導(dǎo)流洞下閘和封堵后的排氣裝置，包括作為導(dǎo)流洞下閘所用的閘門井、閘門和導(dǎo)流洞封堵所用的混凝土堵頭，在閘門井的位置設(shè)有可將混凝土堵頭和閘門之間的空腔中的氣體排出的裝置。該氣體排出的裝置是由無縫鋼管預(yù)埋在所述閘門井下游墻內(nèi)和閘門井上方沿導(dǎo)流洞所穿越的山體坡面布設(shè)的排氣鋼管。該排氣裝置能夠避免采取在導(dǎo)流洞所穿越山體頂部設(shè)置排氣孔，可以降低排氣孔的施工難度，降低排氣裝置的成本。但是該排氣方式是在導(dǎo)流洞進(jìn)口鋼閘門后預(yù)一根埋排氣鋼管，此技術(shù)方案一般只在低水頭的情況下使用，其結(jié)構(gòu)只設(shè)置有排氣管，未能設(shè)置排水管，從而導(dǎo)致排氣過程只能通過導(dǎo)流洞滲水，當(dāng)滲水壓力足夠大時(shí)，將導(dǎo)流洞與閘門之間的空氣通過排氣管逼出，這種排氣方法，排氣時(shí)間長，導(dǎo)流洞中空腔從在時(shí)間長，對結(jié)構(gòu)安全不利，同時(shí)如果在高水頭、大流量、庫水位上升較快的時(shí)候，排氣管會(huì)被淹沒，導(dǎo)致空腔中的氣體需要很大的壓力才能排出。
[0004]1、再如，公開號為CN203270527U的中國專利公開了一種用于導(dǎo)流洞下閘和封堵后防止氣爆的裝置，包括作為導(dǎo)流洞下閘所用的閘門和導(dǎo)流洞封堵所用的混凝土堵頭，特征是在混凝土堵頭中和閘門與混凝土堵頭之間設(shè)有充水和排氣的裝置。充水和排氣裝置是由無縫鋼管預(yù)埋在所述混凝土堵頭中的充水鋼管和排氣鋼管。當(dāng)導(dǎo)流洞下閘和封堵后，閘門與混凝土堵頭之間的氣體被阻隔，利用預(yù)埋于混凝土堵頭內(nèi)的充水鋼管和設(shè)置于導(dǎo)流洞襯砌混凝土頂部和混凝土堵頭頂部的排氣鋼管實(shí)現(xiàn)將氣體排出。由于避免了采取在導(dǎo)流洞所穿越山體頂部設(shè)置排氣孔，可以降低排氣孔的施工難度，降低排氣裝置的成本。但是該排氣結(jié)構(gòu)是在堵頭頂部預(yù)埋排氣鋼管和排水鋼管進(jìn)行充水排氣，排氣鋼管與排水鋼管末端設(shè)置閥門，在沖水排氣后，只能通過末端一個(gè)閥門抵擋水壓力，在高水頭情況，與閥門老化的情況下，會(huì)從排氣管和排水管形成滲漏通道，對結(jié)構(gòu)安全極為不利。由于該技術(shù)方案中排氣管布置于堵頭頂部，排氣管前段沒有彎頭，排氣方向與排水方向一致，因此會(huì)出現(xiàn)堵管的情況，排氣過程很難控制，具體施工操作性差；同時(shí)難以對排水鋼管和排氣鋼管進(jìn)行接觸灌漿。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種導(dǎo)流洞封堵頭排氣結(jié)構(gòu)及其排氣方法。從而快速地排出導(dǎo)流洞前段的空腔，以防止壓力增大產(chǎn)生氣爆，危害堵頭結(jié)構(gòu)安全。
[0006]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)。
[0007]一種導(dǎo)流洞封堵頭排氣結(jié)構(gòu)，包括導(dǎo)流筒及設(shè)置于導(dǎo)流筒內(nèi)部封堵區(qū)域段的混凝土堵頭，在混凝土堵頭底部預(yù)埋有排氣管和排水管，所述導(dǎo)流筒內(nèi)位于混凝土堵頭上下游側(cè)均設(shè)置有圍堰，在混凝土堵頭內(nèi)還設(shè)置有灌漿廊道及與灌漿廊道連通的閘門井。
[0008]所述排水管上分別設(shè)置有端部排水蝶閥和中部排水蝶閥，并在排水管上位于端部排水蝶閥和中部排水蝶閥之間設(shè)置有排水三通閥。
[0009]所述排氣管上分別設(shè)置有端部排氣蝶閥和中部排水蝶閥，并在排氣管上位于端部排氣蝶閥和中部排水蝶閥之間設(shè)置有排氣三通閥。
[0010]所述混凝土堵頭端部四角上還設(shè)置有排氣管支墩。
[0011]所述排氣管和排水管均帶彎頭管。
[0012]所述排氣管和排水管均采用鑄鐵管材制成。
[0013]所述圍堰為臨時(shí)草袋粘土圍堰。
[0014]本發(fā)明還提供了一種導(dǎo)流洞封堵頭排氣方法，其具體排氣方法步驟如下:
[0015](I)鋪設(shè)排氣管及排水管:根據(jù)導(dǎo)流洞的尺寸要求鋪設(shè)排氣管及排水管，并澆筑排氣管支墩；
[0016](2)修筑圍堰:采用草袋臨時(shí)粘土圍堰在導(dǎo)流洞上下游進(jìn)行修筑；
[0017](3)打開排水蝶閥:在步驟(2)所述圍堰修筑好后，依次打開排水管上的端部排水蝶閥和中部排水蝶閥；
[0018](4)澆筑混凝土堵頭；
[0019](5)打開排氣蝶閥:待混凝土堵頭澆筑完成后，因此打開排氣管上的端部蝶閥和中部蝶閥，并從下游側(cè)通過排水管向上游充水；
[0020](6)觀察排氣管排水情況:若排氣管出水，關(guān)閉閥門井內(nèi)中部排水蝶閥及中部排氣蝶閥，同時(shí)打開排水三通閥和排氣三通閥，灌入混凝土封閉；若排氣管不出水，重復(fù)步驟
(5)；
[0021]本發(fā)明還提供了一種導(dǎo)流洞封堵頭施工方法，其具體施工方法步驟如下:
[0022](I)在堵頭前修筑粘土臨時(shí)圍堰，并在堵頭段預(yù)埋排水管和排氣管，打開閥門井及出口處端部排水蝶閥，利用排水管排水，為堵頭混凝土施工提供干地條件；
[0023](2)在堵頭施工完成后，從堵頭排水管下游側(cè)用水泵向?qū)Я鞫辞岸纬渌?，使得空氣從排水管排出?br>[0024](3)向排水管中充水，直至導(dǎo)流洞的排氣管中排出水，然后關(guān)閉閥門井中的中部排氣蝶閥及中部排水蝶閥，并打開排水管和排氣管上的排水三通閥和排氣三通閥，從下游側(cè)灌漿封閉排氣管與排水管。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在一些導(dǎo)流洞埋深較深，頂部陡峭沒有鉆孔施工道路，打排氣孔難度較大的地區(qū)，導(dǎo)流洞封堵施工過程中，能快速地排出導(dǎo)流洞前段的空腔，以防止壓力增大產(chǎn)生氣爆，確保堵頭結(jié)構(gòu)安全，本發(fā)明所述排氣方法不受地形限制，工程投資省，施工方便，排氣耗時(shí)短，比原有的鉆孔排氣有明顯的優(yōu)勢，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，可在水利水電工程技術(shù)領(lǐng)域廣泛推廣應(yīng)用。
[0027]本發(fā)明通用性強(qiáng)，排氣方法適用于大多數(shù)導(dǎo)流洞排氣；排氣迅速，在堵頭施工完成，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%后，便可通過排水鋼管沖水，快速將氣體排出，排氣可靠性強(qiáng)。
[0028]本發(fā)明將排氣鋼管與排水鋼管同時(shí)布置于堵頭底部，同時(shí)設(shè)置灌漿廊道和閥門井，將排氣鋼管和排水鋼管控制閥門布置于堵頭內(nèi)部閥門井中，在堵頭內(nèi)部進(jìn)行排氣過程的控制，從而實(shí)現(xiàn)了可以通過蝶閥與三通閥配合，完成排氣后用低級配混凝土封閉排氣鋼管與排水鋼管，在蝶閥失效的情況下仍可安全使用；利用灌漿封閉排氣與排水管，提高了封堵體的可靠性。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明的平面布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明中帶彎頭排氣管的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4為本發(fā)明中導(dǎo)流洞堵頭排氣方法流程圖。
[0033]圖中:1-排氣管，2-排水管，3-圍堰，4-混凝土堵頭，5-導(dǎo)流洞，6_排氣管支墩，7-端部排水蝶閥，8-中部排水蝶閥，9-排水三通閥，10-端部排氣蝶閥，11-排氣三通閥，12 —中部排氣蝶閥，13 —灌漿廊道，14 一閥門井。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。
[0035]如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明所述的一種導(dǎo)流洞封堵頭排氣結(jié)構(gòu)，包括導(dǎo)流筒5及設(shè)置于導(dǎo)流筒5內(nèi)部封堵區(qū)域