溢洪道下游施工滯后時(shí)的臨時(shí)發(fā)電方法及堆石自潰壩的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種溢洪道下游施工滯后時(shí)的臨時(shí)發(fā)電方法及堆石自潰壩，本發(fā)明是在大壩填筑進(jìn)度已滿足擋水和發(fā)電要求，溢洪道僅完成引渠段施工，而溢洪道下游段施工未完成情況下采取的臨時(shí)發(fā)電技術(shù)方案；該技術(shù)方案是在不影響當(dāng)溢洪道下游段施工的情況下，利用溢洪道已完成的混凝土結(jié)構(gòu)，構(gòu)筑一道堆石自潰壩，將堆石自潰壩上游水位提升至發(fā)電機(jī)組的引水隧洞以上，以滿足發(fā)電機(jī)組的發(fā)電條件，使發(fā)電機(jī)組提前進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)；當(dāng)溢洪道下游段施工完成后，關(guān)閉溢洪道閘門，使上游水位高于堆石自潰壩頂后，然后打開閘門，實(shí)現(xiàn)堆石自潰壩的自動潰壩，或在閘墩頂部采用長臂挖掘機(jī)輔助完成堆石自潰壩的潰壩過程。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、斷面結(jié)構(gòu)尺寸小，容易實(shí)施。
【專利說明】
溢洪道下游施工滯后時(shí)的臨時(shí)發(fā)電方法及堆石自潰壩
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種溢洪道下游施工滯后時(shí)的臨時(shí)發(fā)電方法及堆石自潰壩，屬于水利水電工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有中小型土石壩水利水電工程中，經(jīng)典的代表樞紐布置格局為堆石壩+開敞式溢洪道+引水發(fā)電系統(tǒng)，其中溢洪道的底板高程一般低于引水隧洞的底板高程。當(dāng)大壩填筑進(jìn)度滿足擋水和發(fā)電要求時(shí)，因?yàn)橐绾榈阑炷翝仓蛘唛l門安裝進(jìn)度滯后可能導(dǎo)致工程不能提前蓄水發(fā)電，進(jìn)而影響發(fā)電效益和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。有些工程為了克服上述困難也采取檢修閘門臨時(shí)擋水的措施，但該方案由于閘門安裝、焊接和調(diào)試時(shí)間倉促且經(jīng)濟(jì)性差，所以在工程中采用的較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，提供一種溢洪道下游施工滯后時(shí)的臨時(shí)發(fā)電方法及堆石自潰壩，既可確保工程臨時(shí)擋水至發(fā)電水位高程，又可以保證下游溢洪道的正常施工;并當(dāng)閘門具備擋水條件時(shí)，又可實(shí)現(xiàn)堆石自潰壩自動潰壩，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:
本發(fā)明的一種溢洪道下游施工滯后時(shí)臨時(shí)發(fā)電的方法為，該方法是在大壩填筑進(jìn)度已滿足擋水和發(fā)電要求，溢洪道僅完成引渠段施工，而溢洪道下游段施工未完成情況下采取的臨時(shí)發(fā)電技術(shù)方案;該技術(shù)方案是在不影響當(dāng)溢洪道下游段施工的情況下，利用溢洪道已完成的混凝土結(jié)構(gòu)，構(gòu)筑一道堆石自潰壩，將堆石自潰壩上游水位提升至發(fā)電機(jī)組的引水隧洞以上，以滿足發(fā)電機(jī)組的發(fā)電條件，使發(fā)電機(jī)組提前進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)；當(dāng)溢洪道下游段施工完成后，關(guān)閉溢洪道閘門，使上游水位高于堆石自潰壩頂后，然后打開閘門，實(shí)現(xiàn)堆石自潰壩的自動潰壩，或在閘墩頂部采用長臂挖掘機(jī)輔助完成堆石自潰壩的潰壩過程。
[0005]前述方法中，所述利用溢洪道已完成的混凝土結(jié)構(gòu)，包括溢洪道的引渠段底板、弓丨渠段兩側(cè)的閘墩、溢洪道的堰體;所述堆石自潰壩位于堰體上游與引渠段兩側(cè)閘墩之間的引渠段底板上;堆石自潰壩的壩高控制在死水位以上I?2m;且不超過20米，堆石自潰壩的壩頂寬度控制在3?10m。
[0006]前述方法中，所述堆石自潰壩上游和下游均為坡面;上游坡面的坡度控制在1:0.5?1: 1.3之間；下游坡面的坡度控制在1: 0.5?1:1之間。
[0007]前述方法中，所述堆石自潰壩包括自潰壩填筑體，自潰壩填筑體采用筑壩時(shí)開挖出來的石渣和砂礫石料，從中選出最大粒徑小于60cm，滲透系數(shù)大于i X 10-1 cm/s的石料碾壓后構(gòu)成;碾壓后的孔隙率小于22%;自潰壩填筑體的下游坡腳設(shè)有支擋結(jié)構(gòu)，支擋結(jié)構(gòu)采用格賓護(hù)墊或鋼筋籠;在自潰壩填筑體與引渠段底板、引渠段兩側(cè)的閘墩以及溢洪道的堰體之間設(shè)有防滲體。
[0008]前述方法中，所述防滲體包括位于內(nèi)層的碎石墊層和位于外層的混凝土噴涂層；在碎石墊層與混凝土噴涂層之間設(shè)有土工布；
前述方法中，所述碎石墊層采用最大粒徑不大于80_的碎石鋪設(shè)碾壓而成，其中粒徑小于5 mm的碎石點(diǎn)碎石總量的2 5?5 O %，碾壓后的孔隙率小于19 %;碎石墊層的鋪設(shè)厚度控制在20?40cm之間。
[0009]前述方法中，所述混凝土噴涂層采用強(qiáng)度為C20的砼混噴涂而成;噴涂厚度為10?15cm;在防滲體與溢洪道已完成的混凝土結(jié)構(gòu)接觸部位噴涂厚度加厚至20cmo
[0010]前述方法中，所述土工布兩邊和底邊與引渠段兩側(cè)的閘墩和溢洪道的堰體錨固連接，土工布頂端與壩頂錨固連接，連接寬度不小于50cm。
[0011]前述方法中，所述自潰壩填筑體采用分層攤鋪，逐層碾壓的方式進(jìn)行鋪設(shè)，每層的攤鋪厚度控制在80?120cm之間。
[0012]按上述方法構(gòu)成的本發(fā)明的一種堆石自潰壩為，所述堆石自潰壩位于溢洪道堰體上游與引渠段兩側(cè)閘墩之間的引渠段底板上;堆石自潰壩包括自潰壩填筑體，自潰壩填筑體的下游坡腳設(shè)有支擋結(jié)構(gòu)，在自潰壩填筑體與引渠段底板、引渠段兩側(cè)的閘墩以及溢洪道的堰體之間設(shè)有防滲體;防滲體包括位于內(nèi)層的碎石墊層和位于外層的混凝土噴涂層；在碎石墊層與混凝土噴涂層之間設(shè)有土工布;土工布兩邊和底邊與引渠段兩側(cè)的閘墩和溢洪道的堰體錨固連接，土工布頂邊與自潰壩填筑體頂部錨固連接，連接寬度不小于50cm;自潰壩填筑體內(nèi)設(shè)有加筋。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以提前實(shí)現(xiàn)工程發(fā)電蓄水，同時(shí)通過自潰壩的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)自動潰壩，能夠有效避免不能及時(shí)潰壩帶來的意外事故，保證工程和下人民的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。本發(fā)明結(jié)構(gòu)型式簡單、斷面結(jié)構(gòu)尺寸小，容易布置，作用明顯，安全可靠，具有較好的運(yùn)行條件和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中標(biāo)記為:1_自潰壩填筑體，2-支擋結(jié)構(gòu)，3-引渠段底板，4-引渠段兩側(cè)的閘墩，5-溢洪道的堰體，6-碎石墊層，7-混凝土噴涂層，8-土工布，9-加筋、10-溢洪道門槽。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不作為對本發(fā)明的任何限制。
[0017]本發(fā)明的一種溢洪道下游施工滯后時(shí)臨時(shí)發(fā)電的方法，如圖1所示，該方法是在大壩填筑進(jìn)度已滿足擋水和發(fā)電要求，溢洪道僅完成引渠段施工，而溢洪道下游段施工未完成情況下采取的臨時(shí)發(fā)電技術(shù)方案；該技術(shù)方案是在不影響當(dāng)溢洪道下游段施工的情況下，利用溢洪道已完成的混凝土結(jié)構(gòu)，構(gòu)筑一道堆石自潰壩，將堆石自潰壩上游水位提升至發(fā)電機(jī)組的引水隧洞以上，以滿足發(fā)電機(jī)組的發(fā)電條件，使發(fā)電機(jī)組提前進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)；當(dāng)溢洪道下游段施工完成后，關(guān)閉溢洪道閘門，使上游水位高于堆石自潰壩頂后，然后打開閘門，實(shí)現(xiàn)堆石自潰壩的自動潰壩，或在閘墩頂部采用長臂挖掘機(jī)輔助完成堆石自潰壩的潰壩過程。所述利用溢洪道已完成的混凝土結(jié)構(gòu)，包括溢洪道的引渠段底板、引渠段兩側(cè)的閘墩、溢洪道的堰體;所述堆石自潰壩位于堰體上游與引渠段兩側(cè)閘墩之間的引渠段底板上；堆石自潰壩的壩高控制在死水位以上I?2m;且不超過20米，堆石自潰壩的壩頂寬度控制在3?1m。堆石自潰壩上游和下游均為坡面;上游坡面的坡度控制在1: 0.5?1: 1.3之間；下游坡面的坡度控制在1: 0.5?1:1之間。堆石自潰壩包括自潰壩填筑體，自潰壩填筑體采用筑壩時(shí)開挖出來的石渣和砂爍石料，從中選出最大粒徑小于60cm，滲透系數(shù)大于i X 10-lcm/s的石料碾壓后構(gòu)成;碾壓后的孔隙率小于22%;自潰壩填筑體的下游坡腳設(shè)有支擋結(jié)構(gòu)，支擋結(jié)構(gòu)采用格賓護(hù)墊或鋼筋籠;在自潰壩填筑體與引渠段底板、引渠段兩側(cè)的閘墩以及溢洪道的堰體之間設(shè)有防滲體。防滲體包括位于內(nèi)層的碎石墊層和位于外層的混凝土噴涂層;在碎石墊層與混凝土噴涂層之間設(shè)有土工布。碎石墊層采用最大粒徑不大于80mm的碎石鋪設(shè)碾壓而成，其中粒徑小于5mm的碎石點(diǎn)碎石總量的25?50%，碾壓后的孔隙率小于19%;碎石墊層的鋪設(shè)厚度控制在20?40cm之間。混凝土噴涂層采用強(qiáng)度為C20的砼混噴涂而成;噴涂厚度為10?15cm;在防滲體與溢洪道已完成的混凝土結(jié)構(gòu)接觸部位噴涂厚度加厚至20cm。土工布兩邊和底邊與引渠段兩側(cè)的閘墩和溢洪道的堰體錨固連接，土工布頂端與壩頂錨固連接，連接寬度不小于50cm。自潰壩填筑體采用分層攤鋪，逐層碾壓的方式進(jìn)行鋪設(shè)，每層的攤鋪厚度控制在80?120cm之間。
[0018]按上述方法構(gòu)成的本發(fā)明的一種堆石自潰壩，如圖1所示:所述堆石自潰壩位于溢洪道堰體上游與引渠段兩側(cè)閘墩之間的引渠段底板上;堆石自潰壩包括自潰壩填筑體I，自潰壩填筑體I的下游坡腳設(shè)有支擋結(jié)構(gòu)2，在自潰壩填筑體I與引渠段底板3、引渠段兩側(cè)的閘墩4以及溢洪道的堰體5之間設(shè)有防滲體11;防滲體11包括位于內(nèi)層的碎石墊層6和位于外層的混凝土噴涂層7;在碎石墊層6與混凝土噴涂層7之間設(shè)有土工布8; 土工布8兩邊和底邊與引渠段兩側(cè)的閘墩4和溢洪道的堰體5錨固連接，土工布8頂邊與自潰壩填筑體I頂部錨固連接，連接寬度不小于50cm;自潰壩填筑體I內(nèi)設(shè)有加筋9。
實(shí)施例
[0019]本例如圖1所示，包括自潰壩填筑體1、支擋結(jié)構(gòu)2、引渠段底板3、引渠段兩側(cè)的閘墩4、溢洪道的堰體5等。溢洪道的堰體5邊緣設(shè)有溢洪道門槽10。在引渠段底板3、溢洪道的堰體5和引渠段兩側(cè)的閘墩4之間設(shè)有由自潰壩防滲體11、自潰壩填筑體I和位于自潰壩填筑體I下游坡腳的支擋結(jié)構(gòu)2組成的堆石自潰壩。其中防滲體11包括位于內(nèi)層的碎石墊層6和位于外層的混凝土噴涂層7;防滲體起到防滲和固坡作用，對于重要的工程可以考慮在碎石墊層6與混凝土噴涂層7之間設(shè)置土工布8聯(lián)合防滲。
[0020]混凝土噴涂層7采用強(qiáng)度C20的砼混噴射厚度10?15cm，在混凝土噴涂層7周邊和混凝土接觸部位厚度宜適當(dāng)加厚至20cm;碎石墊層6的滲透系數(shù)小于i X 10_3cm/s，最大粒徑不大于80mm，小于5mm顆粒含量25?50%，水平結(jié)構(gòu)寬度2?4m，填筑碾壓后的孔隙率小于19%；
自潰壩填筑體I為上游防滲體的支撐體，為自潰壩的抗滑體，其填筑材料可以為開挖石渣、砂礫石料均可，滲透系數(shù)宜大于i X 10-lcm/s，最大粒徑小于60cm，填筑碾壓后的孔隙率小于22%，當(dāng)壩坡較陡或者填筑料源差時(shí)可以考慮在填筑體內(nèi)部布設(shè)土工格柵等加筋材料，以提高填筑體的整體抗滑能力。
[0021]下游坡腳的支擋結(jié)構(gòu)2主要是為了適應(yīng)有限的地形條件，確保自潰壩結(jié)構(gòu)斷面較小可以布置在引渠段的閘墩上游端線和溢洪道閘門或堰體之間，如不能滿足要求時(shí)，則需要按照本發(fā)明所示的堆筑下游坡腳，為滿足穩(wěn)定和抗滑力的要求，下游坡腳一般采用格賓護(hù)墊、鋼筋籠等支擋結(jié)構(gòu)，支擋結(jié)構(gòu)的材料、搭接和連接滿足相應(yīng)規(guī)程規(guī)范即可，下游坡腳支擋結(jié)構(gòu)在自潰過程中可以在閘墩頂部采用長臂挖機(jī)輔助垮塌。當(dāng)現(xiàn)場結(jié)構(gòu)和地下情況滿足一般自潰壩的條件時(shí)，下游坡腳支擋結(jié)構(gòu)可以取消。本發(fā)明適用于中、小型堆石壩樞紐工程布置中，適應(yīng)于臨時(shí)擋水要求，其中自潰壩需設(shè)置于溢洪道進(jìn)口段；自潰堆石壩壩高宜控制在20m以下、壩頂寬度3?10m，壩頂高程控制在死水位以上I?2m。上、下游壩坡可以根據(jù)溢洪道進(jìn)口閘墩、閘門槽、溢洪道堰體和填筑材料等綜合確定，考慮使用時(shí)段和保護(hù)對象，上游壩坡坡比宜控制在1: 0.5?1: 1.3，下游壩坡建議控制宜控制在1: 0.5?1:1之間，當(dāng)壩坡坡比小于1:0.8時(shí)可以考慮在填筑體內(nèi)加筋，提高填筑體的抗滑力。為了便于潰壩過程順利結(jié)束，在潰壩過程中可以在閘墩頂部使用長臂挖機(jī)輔助潰壩過程。
[0022]本發(fā)明按以下步驟施工:
(I)運(yùn)輸上游防滲體的碎石墊層、土石填筑層至填筑倉面，分別攤鋪上述材料后，其中碎石墊層攤鋪厚度控制在20?40cm，土石填筑層攤鋪厚度控制在80?120cm，進(jìn)行夯實(shí)或者碾壓。
[0023](2)堆筑下游坡腳支擋結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)尺寸可以根據(jù)現(xiàn)場施工場地和施工便利綜合確定。
[0024](3)對碎石墊層料上游噴射混凝土 10?15cm或者鋪設(shè)土工布。當(dāng)采用土工布時(shí)，應(yīng)保證和兩岸閘墩或者擋墻之間進(jìn)行錨固，并在壩頂位置錨固在半透水墊層內(nèi)部50cm。
[0025](4)重復(fù)上述步驟直至自潰壩施工完成。
[0026]本發(fā)明的實(shí)施方式不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出的各種變化均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種溢洪道下游施工滯后時(shí)臨時(shí)發(fā)電的方法，其特征在于:該方法是在大壩填筑進(jìn)度已滿足擋水和發(fā)電要求，溢洪道僅完成引渠段施工，而溢洪道下游段施工未完成情況下采取的臨時(shí)發(fā)電技術(shù)方案;該技術(shù)方案是在不影響當(dāng)溢洪道下游段施工的情況下，利用溢洪道已完成的混凝土結(jié)構(gòu)，構(gòu)筑一道堆石自潰壩，將堆石自潰壩上游水位提升至發(fā)電機(jī)組的引水隧洞以上，以滿足發(fā)電機(jī)組的發(fā)電條件，使發(fā)電機(jī)組提前進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)；當(dāng)溢洪道下游段施工完成后，關(guān)閉溢洪道閘門，使上游水位高于堆石自潰壩頂后，然后打開閘門，實(shí)現(xiàn)堆石自潰壩的自動潰壩，或在閘墩頂部采用長臂挖掘機(jī)輔助完成堆石自潰壩的潰壩過程。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于:所述利用溢洪道已完成的混凝土結(jié)構(gòu)，包括溢洪道的引渠段底板、引渠段兩側(cè)的閘墩、溢洪道的堰體;所述堆石自潰壩位于堰體上游與引渠段兩側(cè)閘墩之間的引渠段底板上;堆石自潰壩的壩高控制在死水位以上I?2m;且不超過20米，堆石自潰壩的壩頂寬度控制在3?I Om。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于:所述堆石自潰壩上游和下游均為坡面;上游坡面的坡度控制在1: 0.5?1: 1.3之間；下游坡面的坡度控制在1: 0.5?1:1之間。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于:所述堆石自潰壩包括自潰壩填筑體，自潰壩填筑體采用筑壩時(shí)開挖出來的石渣和砂爍石料，從中選出最大粒徑小于60cm，滲透系數(shù)大于i X 10-lcm/s的石料碾壓后構(gòu)成;碾壓后的孔隙率小于22%;自潰壩填筑體的下游坡腳設(shè)有支擋結(jié)構(gòu)，支擋結(jié)構(gòu)采用格賓護(hù)墊或鋼筋籠;在自潰壩填筑體與引渠段底板、引渠段兩側(cè)的閘墩以及溢洪道的堰體之間設(shè)有防滲體。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于:所述防滲體包括位于內(nèi)層的碎石墊層和位于外層的混凝土噴涂層;在碎石墊層與混凝土噴涂層之間設(shè)有土工布。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述方法，其特征在于:所述碎石墊層采用最大粒徑不大于80mm的碎石鋪設(shè)碾壓而成，其中粒徑小于5mm的碎石點(diǎn)碎石總量的25?50%，碾壓后的孔隙率小于19 %;碎石墊層的鋪設(shè)厚度控制在2 O?4 O cm之間。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述方法，其特征在于:所述混凝土噴涂層采用強(qiáng)度為C20的砼混噴涂而成;噴涂厚度為10?15cm;在防滲體與溢洪道已完成的混凝土結(jié)構(gòu)接觸部位噴涂厚度加厚至20cm。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述方法，其特征在于:所述土工布兩邊和底邊與引渠段兩側(cè)的閘墩和溢洪道的堰體錨固連接，土工布頂端與壩頂錨固連接，連接寬度不小于50cm。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述方法，其特征在于:所述自潰壩填筑體采用分層攤鋪，逐層碾壓的方式進(jìn)行鋪設(shè)，每層的攤鋪厚度控制在80?120cm之間。10.一種堆石自潰壩，其特征在于:所述堆石自潰壩位于溢洪道堰體上游與引渠段兩側(cè)閘墩之間的引渠段底板上;堆石自潰壩包括自潰壩填筑體(I)，自潰壩填筑體(I)的下游坡腳設(shè)有支擋結(jié)構(gòu)(2)，在自潰壩填筑體(I)與引渠段底板(3)、引渠段兩側(cè)的閘墩(4)以及溢洪道的堰體(5)之間設(shè)有防滲體(11);防滲體(11)包括位于內(nèi)層的碎石墊層(6)和位于外層的混凝土噴涂層(7);在碎石墊層(6)與混凝土噴涂層(7)之間設(shè)有土工布(8); 土工布(8)兩邊和底邊與引渠段兩側(cè)的閘墩(4)和溢洪道的堰體(5)錨固連接，土工布(8)頂邊與自潰壩填筑體(I)頂部錨固連接，連接寬度不小于50cm;自潰壩填筑體(I)內(nèi)設(shè)有加筋(9)。
【文檔編號】E02B7/16GK106049379SQ201610612233
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月31日
【發(fā)明人】張合作, 邱煥峰, 王蒙, 郝鵬, 程瑞林
【申請人】中國電建集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司