竖井式进水口或出水口的前池防渗排水结构及其施工方法

技术领域

本发明涉抽水蓄能电站工程技术领域，具体涉及竖井式进水口或出水口的前池防渗排水结构及其施工方法。

背景技术

抽水蓄能电站水库采用全库盆防渗结构，在库底及周边设置有排水系统，一般由排水廊道和与之连通的排水管网组成，廊道与排水兼交通廊道或者排水兼交通隧洞连接通向库外低高层部位，实现排水。当进/出水口采用竖井式进/出水口时，在进/出水口部位将形成一个约10-20m左右的深坑，前池内的渗水无法通过库底廊道排泄，需要布置独立的排水系统，但是由于该部位比库周其他部位低，要实现库底的排水必须将该部位的排水系统与库周排水系统连通或者设置独立的出口，一般投资较高，而且相应结构及其施工较为复杂。

发明内容

本发明的第一目的在于，提供一种可结合防渗系统排水作用和功能要求，保证排水有效性的防渗排水结构。为此，本发明采用以下技术方案：

竖井式进水口或出水口的前池防渗排水结构，在水库的库岸、库底和前池上共同设置表面防渗结构，所述前池的库底设置有竖井式进/出水口结构，所述表面防渗结构的下部设置排水廊道，所述排水廊道在库底的四周设置连通库盆外部的第一排水廊道，所述前池的顶部周边和底部四周分别设置第二排水廊道和第三排水廊道，所述第二排水廊道与同一结构层内的第一排水廊道相连通，所述第三排水廊道与第二排水廊道之间的前池岸坡段设置连通廊道，以使工程正常运行期间形成自流排水状态，在前池放空检修期间配合设备进行辅助排水状态；所述库底和前池在其表面防渗结构下部设有渗水汇集机构，所述渗水汇集机构接通排水廊道。

进一步地：所述表面防渗结构在库岸上设置库岸面板，所述库底上设置与库岸面板连接的库底面板，所述前池在其岸坡和底部分别设置相互连接的前池岸坡面板和前池底部面板，所述前池岸坡面板与库底面板连接。

进一步地：所述表面防渗结构的下部全面设置有排水垫层，所述排水垫层覆盖排水廊道。

进一步地：所述渗水汇集机构在排水垫层内设置连通排水廊道的水平排水花管；所述排水廊道的侧边设置导引部，所述导引部在排水廊道的顶部侧边设置排水槽，所述排水槽内沿排水廊道延伸方向埋设纵向排水花管，所述水平排水花管的端部连接于纵向排水花管上，所述排水廊道的侧边设有排水管，所述排水管的进水口连接纵向排水花管，所述排水管的出水口接通排水廊道内的排水沟。

进一步地：所述水平排水花管在前池内设有第一排水花管，所述第一排水花管端部连通竖井式进/出水口结构两侧的第三排水廊道；所述水平排水花管在库底内设有第二排水花管，所述第二排水花管端部连通第一排水廊道和第二排水廊道。

进一步地：所述第一排水廊道和第三排水廊道内的导引部为双侧结构，同时设置于廊道两侧的侧边内；所述第二排水廊道内的导引部为单侧结构，设置于第二排水廊道相对库底侧的侧边内。

进一步地：所述纵向排水花管外侧包裹有网片。

进一步地：所述排水槽内填充无砂混凝土排水体。

进一步地：所述连通廊道底部设置人行踏步。

本发明的第二目的在于，提供一种施工便捷的施工方法。为此，本发明采用以下技术方案：

竖井式进水口或出水口的前池防渗排水结构的施工方法，包括如下步骤：

S1：完成库盆开挖后，在所述竖井式进/出水口的部位开挖前池的基坑；

S2：在所述库底四周开挖第一排水廊道基坑，在前池顶部周边及底部四周分别开挖第二排水廊道和第三排水廊道基坑，并将第二排水廊道基坑与第一排水廊道基坑贯通；

S3：在所述前池基坑的岸坡段开挖连通廊道基坑；

S4：浇筑所述排水廊道，并对排水廊道结构缝内设置止水，同时预留纵向排水槽和预埋排水管；

S5：铺设所述排水垫层，并在排水垫层内埋设水平排水花管，且预留排水廊道的顶部及周边区域；

S6：安装所述排水廊道侧边内的纵向排水花管，将纵向排水花管与排水管以及水平排水花管牢固连通，并在纵向排水槽内浇筑无砂混凝土；

S7：铺设所述排水廊道的顶部及周边区域的排水垫层；

S8：施工所述表面防渗结构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过前池顶部四周的排水廊道接通库底渗水向基坑排泄的通道，不仅降低前池内排水压力，也提高了防渗结构渗漏监测的准确性；合理利用表面防渗结构排水的功能要求，利用连通廊道将前池底部第三排水廊道与前池顶部的第二排水廊道连通，虽然在运行期间前池底部廊道以及连通廊道的部分处于充水状态，但由于其廊道位于表面防渗结构下部，前池库底排水廊道和前池基坑上部排水廊道的底板均低于水库运行的最低水位，可以保证表面防渗结构的安全运行；前池放空检修期间可以采用水泵设备等对前池底部第三排水廊道进行抽水，从而保证放空过程中防渗面板安全，维护简单。相比传统的需要通过开挖排水隧洞排泄前池底部排水廊道的方案相比，投资大幅降低。

附图说明

图1为本发明的平面布置示意图；

图2为本发明图1中的整体剖面图；

图3为本发明图1中A-A处的剖面图；

图4为本发明图1中B-B处的剖面图；

图5为本发明1号、3号排水廊道的剖面图；

图6为本发明2号排水廊道的剖面图；

图7为本发明连通廊道的剖面图。

附图中的标记为：1-库岸；101-库岸面板；2-库底；201-库底面板；3-分界线；4-前池；401-前池岸坡面板；402-前池底部面板；6-分阶段；7-竖井式进/出水口结构；8-第一排水廊道；9-第二排水廊道；10-第三排水廊道；11-连通廊道；12-排水垫层；13-水平排水花管；131-第一排水花管；132-第二排水花管；14-纵向排水槽；15-纵向排水花管；16-排水管；17-排水沟；18-人行踏步。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

如图1-7所示，竖井式进水口或出水口的前池防渗排水结构，在水库的库岸1、库底2和前池4上共同设置表面防渗结构，前池4的库底设置有竖井式进/出水口结构7，表面防渗结构的下部设置排水廊道，排水廊道在库底2的四周设置连通库盆外部的第一排水廊道8，前池4的顶部周边和底部四周分别设置第二排水廊道9和第三排水廊道10，第二排水廊道9与第一排水廊道8位于同一结构层内的，以此可使第二排水廊道9与第一排水廊道8直接连通；由于，前池4所在位置与库中的距离相较前池4与库周远，第二排水廊道9为环绕前池4的环线布置，第二排水廊道9与第三排水廊道10之间设置有连通廊道11，且连通廊道11位于前池4岸坡段内，第一排水廊道8、第二排水廊道9和第三排水廊道10形成排水体系，以使工程正常运行期间形成自流排水状态，在前池6放空检修期间配合水泵等设备进行辅助排水状态。

本实施例中，表面防渗结构在库岸1上设置库岸面板101，库底2上设置与库岸面板101平顺连接过渡的库底面板201，前池4在其岸坡和底部分别设置相互连接的前池岸坡面板401和前池底部面板402，前池岸坡面板401与库底面板201平顺连接过渡。

如图1所示，库岸1与库底2之间以此形成分界线3，通过分界线3将库岸1与库底2的所在区域进行划分，且前池4岸坡段与前池4底板之间形成分阶段6，通过分阶段6将前池4的岸坡段和底部所在区域进行划分。

如图1-7所示，该实施例中的第一排水廊道8、第二排水廊道9、第三排水廊道10以及连通廊道11采用相同的结构形式，内部为城门洞型，外部根据槽挖体型设置，顶部与库盆开挖高程一致。

如图5-7所示，在该实施例中，库底2和前池4在其表面防渗结构下部设有渗水汇集机构，渗水汇集机构接通排水廊道。其中，表面防渗结构的下部全面设置有排水垫层12，通过排水垫层12分隔表面防渗结构与库盆底部，并使排水垫层12覆盖排水廊道及其顶部及周边区域。

具体的，渗水汇集机构在排水垫层12内设置连通排水廊道的水平排水花管13。其中，水平排水花管13在前池4内设有第一排水花管131，第一排水花管131端部连通竖井式进/出水口结构7两侧的第三排水廊道10；水平排水花管13在库底2内设有第二排水花管132，第二排水花管132端部连通第一排水廊道8和第二排水廊道9。

具体的，排水廊道的侧边设置导引部，导引部在排水廊道的顶部侧边设置排水槽14，排水槽14内沿排水廊道延伸方向埋设纵向排水花管15，水平排水花管13的端部连接于纵向排水花管15上，以此将通过水平排水花管13收集的渗水导引至纵向排水花管15内，排水廊道的侧边设有排水管16，排水管16的进水口连接纵向排水花管15，排水管16的出水口接通排水廊道内的排水沟17，以此可将所有收集的渗水排入排水沟17内。

其中，第一排水廊道8和第三排水廊道10内的导引部为双侧结构，同时设置于廊道两侧的侧边内；由于第二排水廊道9相对前池4底部侧的侧边邻近前池4岸坡段，且前池4岸坡段下降趋势，以此可将第二排水廊道9内的导引部为单侧结构，导引部设置于第二排水廊道9相对库底2侧的侧边内。

如图5-6所示，其中，库底2以及前池4库底周边部位的渗水通过水平排水花管13收集，再分别经过纵向排水花管15、排水管16排到廊道排水沟17内。排水槽14内填充无砂混凝土排水体，因此通过排水槽14可收集排水廊道顶部附近的渗水，再通过纵向排水花管15、排水管16排到廊道排水沟17内。由此可进一步保障整体防渗的效果。

其中，纵向排水花管15外包两层间距1mm的不锈钢钢丝网片。

如图7所示，连通廊道11底部设置人行踏步18，可使人员进行通行。

请参阅图1-7，在库盆对该防渗排水结构施工时，具体施工步骤如下：

S1：完成库盆开挖后，在竖井式进/出水口7的部位开挖前池4的基坑；

S2：在库底2四周开挖第一排水廊道8基坑，在前池4顶部周边及底部四周分别开挖第二排水廊道9和第三排水廊道10基坑，并将第二排水廊道9基坑与第一排水廊道8基坑贯通；

S3：在前池4基坑的岸坡段开挖连通廊道11基坑；

S4：分别浇筑第一排水廊道8、第二排水廊道9和第三排水廊道10，并对排水廊道设置结构缝，结构缝内设置一圈封闭的铜止水，同时预留纵向排水槽14和预埋排水管16；

S5：铺设排水垫层12，并在排水垫层12内埋设水平排水花管13，且预留第一排水廊道8、第二排水廊道9和第三排水廊道10的顶部及周边区域；

S6：安装排水廊道侧边内的纵向排水花管15，将纵向排水花管15与排水管16以及水平排水花管13牢固连通，并在纵向排水槽14内浇筑无砂混凝土；

S7：铺设排水廊道的顶部及周边区域的排水垫层12；

S8：施工表面防渗结构。

以上实施例仅为本发明的一种较优技术方案，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的原理和本质情况下可以对实施例中的技术方案或参数进行修改或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。