输水工程中的分段保水自动控制输水方法技术

本发明专利技术是一种输水工程中的分段保水自动控制输水方法。其特征在于在远距离输水工程线路中分段设置结合井，结合井设置间距以其间隧洞内水压力在０．２～０．３ＭＰａ为宜。结合井为混凝土竖井结构，在不同高度上连接上下游隧洞，在下游隧洞进口处设挡水堰，在竖井侧面高于挡水堰适当高度处设事故泄水口。本发明专利技术解决了长距离有压输水会造成隧洞压力过高而带来的结构和渗漏等难题，该方法在满足输水能力要求的基础上，既降低了隧洞内压，又达到了输水道保水的目的，从而实现了对整个引水线路进行控压设计的要求，特别是基本上解决了高压隧洞难以避免的渗漏问题。为工程的安全可靠性及运行操作的灵活性提供了保证。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术所属领域为水利及市政工程
，具体地说是适用于山区长距离输水工程中 的分段保水自动控制输水方法。
技术介绍
对于远距离城市引水供水工程，除了有保证长期安全可靠地供水的基本要求外，还应满 足城市供水的快速启动、灵活调节等特殊要求，即事故或检修停水后应能迅速再供水，避免 因长距离输水管道再次充水的时间过长而给市民生活和生产带来不利影响。为节省工程投资，引水供水工程输水线路采用单线设计时，在只有一条输水线的情况下， 如何保证长距离引水管线建成后能长期安全可靠地供水成为了整个引水工程系统中的关键， 其中输水方法及水力设计在此显得尤为重要。为縮短输水距离，便于输水管理，少占耕地林地，保护自然环境及降低工程造价，输水 建筑物以隧洞为主，再配以倒虹吸和沟埋管作为过沟连接建筑物。输水隧洞沿线地质情况复 杂，地质条件较差，为保证隧洞的安全运行并降低工程造价，输水隧洞应在低承压状态下输 水。同时，为縮短工期降低工程投资，部分长隧洞采用了掘进机开挖配预制钢筋混凝土管片 衬砌的施工方法(TBM)，而拼装的管片结构本身不能承担内水压荷载，内压荷载通过管片 的变形外传给围岩承担。经研究在HD (水头X内径)《110m2、围岩上覆厚度^20m时，围 岩能够承担此内压，因此，在进行输水工艺设计时需对隧洞承压加以限制。根据隧洞结构计 算，参考其他工程，为做到既经济又安全，宜将输水隧洞的内水压力控制在0.37MPa以内。在常规的无压输水工艺设计中存在着事故或检修停水时需要放空整个输水道，再供水时 又需要一次充水过程，对于长输水道而言这将不能满足城市供水的快速、灵活等要求，而全 有压输水工艺存在隧洞内压过高，运行不安全的隐患，对这些技术难题的研究和突破是保证 整个输水线路安全运行的关键，也是降低施工难度、工程投资和加快施工进度的必要条件。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在引水供水工程中能满足输水能力要求，既降低了隧洞内压， 又达到了输水道保水的目的分段保水自动控制输水方法。本专利技术通过对多种输水工艺及其水力学的研究，在行业内首次创新地应用分段保水自动控压输水工艺，即在线路中分段设置结合井，分段长度以内水压力控制在0.2MPa 0.3MPa 及地形等条件确定。结合井为混凝土竖井结构，平面尺寸稍大于隧洞内径，在不同高度上连 接上下游隧洞，在下游隧洞进口处设挡水堰及陡坡段，在竖井侧面高于挡水堰适当高度处设 事故泄水口。其作用如下在输水线路停止运行时，结合井内挡水堰可保留结合井间输水道 内约95%的水体，低流量运行时水流翻堰后利用斜段水体消除多余水头(能量)，正常运行 时该水头较小；如结合井下游输水道发生堵塞事故时，部分水体通过结合井事故泄水道泄放， 从而降低了隧洞的事故压力并将事故影响范围限制在结合井间的段内。本专利技术成功地解决了长距离有压输水工艺会造成隧洞压力过高而带来的结构和渗漏等难 题，该工艺在满足输水能力要求的基础上，既降低了隧洞内压，又达到了输水道保水的目的， 隧洞内压由0.6MPa降为0.2MPa，从而实现了对整个引水线路进行控压设计的要求，隧洞每 延米节约投资5.5%，特别是基本上解决了高压隧洞难以避免的渗漏问题。为工程的安全可靠 性及运行操作的灵活性提供了保证。 附图说明图1为本专利技术的分段保水自动控压输水方法中的结合井的结构示意图。 图2为本专利技术的分段保水自动控压输水方法中结合井的布置示意图。 图中，l一上隧洞，2 —下隧洞，3—挡水堰，4一进水池，5—输水管系，6—水厂水库。 具体实施例方式如图2所示，分段保水自动控压输水方法是在线路中分段设置结合井，分段长度以内水 压力控制在0.2 0.3MPa及地形等条件(若遇山沟等情况)确定。输水工程主要包括的建筑 物有隧洞、结合井、输水管道等。运行方式采用首端闸(阀)控制，操作非常简单。结合井 为混凝土竖井结构，平面尺寸稍大于隧洞内径，在不同高度上连接上下游隧洞1、 2，在下游 隧洞进口处设挡水堰3，在竖井侧面高于挡水堰适当高度处设事故泄水口，如图1所示。为 达到保水的目的，且不使隧洞压力过高，隧洞的布置原则为隧洞洞顶最高点高程低于堰顶 高程0.5m，使隧洞最终压力控制在0.2MPa 0. 3Mpa为宜。昆明掌鸠河引水供水工程中采用本专利技术的方法，现已投入运行近一年，达到了预期的效 果。其中输水工程线路全长约97.3km，包括隧洞16座，总长约86km，沟埋管12座，总长 约2.3km;倒虹吸4座，总长约8.0km。工程建成后，具有每天向昆明市供应60X 104m3水的 供水能力。最小可利用水头为96.87m，最大可利用水头为121.87m;设计输水流量为8m3/s， 最大输水流量为10m3/s。权利要求1、一种，其特征在于在远距离输水工程线路中分段设置结合井，结合井设置间距以其间隧洞内水压力在0.2～0.3Mpa。2、 根据权利要求l所述的，其特征在于结合井 为混凝土竖井结构，在不同高度上连接上下游隧洞，在下游隧洞进口处设挡水堰，在竖井侧 面高于挡水堰适当高度处设事故泄水口。3、 根据权利要求1或2所述的，其特征在于隧 洞洞顶最高点高程低于堰顶高程0.5m，使隧洞最终压力控制在0.2MPa以内。全文摘要本专利技术是一种。其特征在于在远距离输水工程线路中分段设置结合井，结合井设置间距以其间隧洞内水压力在0.2～0.3MPa为宜。结合井为混凝土竖井结构，在不同高度上连接上下游隧洞，在下游隧洞进口处设挡水堰，在竖井侧面高于挡水堰适当高度处设事故泄水口。本专利技术解决了长距离有压输水会造成隧洞压力过高而带来的结构和渗漏等难题，该方法在满足输水能力要求的基础上，既降低了隧洞内压，又达到了输水道保水的目的，从而实现了对整个引水线路进行控压设计的要求，特别是基本上解决了高压隧洞难以避免的渗漏问题。为工程的安全可靠性及运行操作的灵活性提供了保证。文档编号E03B1/02GK101487279SQ20091009411公开日2009年7月22日 申请日期2009年2月19日 优先权日2009年2月19日专利技术者云 凌, 云 李, 马国萍, 黄光明 申请人:中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输水工程中的分段保水自动控制输水方法，其特征在于在远距离输水工程线路中分段设置结合井，结合井设置间距以其间隧洞内水压力在０．２～０．３Ｍｐａ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄光明，李云，凌云，马国萍，
申请(专利权)人：中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]