【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种适用于地下高压储气硐室自排水系统及施工和使用方法，属于地下高压储气硐室。
技术介绍
1、高压储气是一种新型蓄能方式，其硐室布置区域通常在地表100米以下的岩层中，承受气体压力极大，通常为10～20mpa，故在高压储气的工作中，对气体的密封性提出了特别高的要求。深部地下高压储气硐室是空气压缩储能系统的核心构筑物，地下硐室的气密性的密闭程度是压缩系统保证空气储能能源转化效率的关键。在储气硐室运行过程中，由硐室内高低气压差所产生的的温度变化在-30℃-70℃之间，介此在硐室内会产生大量的冷凝水积累，但是在地下密闭且高压的环境中冷凝水既难以自流或蒸发排出，同时又难以将冷凝水抽出。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种适用于地下高压储气硐室自排水系统，此系统能够在保证地下硐室气密性的前提下有效排出因高低气压差与温差所产生的冷凝水，并且经久耐用，施工简单，操作便捷。
2、为了实现上述的技术特征，本专利技术的目的是这样实现的：一种适用于地下高压储气硐室自排水系统，包括钢封堵头，所述钢封堵头的正下方设置有用于提供顶起动力的电控液压千斤顶，电控液压千斤顶安装布置的集水槽的内部；地下硐室密闭圆筒形钢衬与天然围岩之间填充混凝土衬砌，地下硐室密闭圆筒形钢衬和混凝土衬砌上并位于钢封堵头所在位置设置有封堵孔，封堵孔的外表面设置有密封层，集水槽的底部侧面连通有排水管道。
3、所述钢封堵头采用钢材在工厂预制而成，且单块钢封堵头呈圆台状。
4、所述钢封
5、所述高性能弹簧的轴线与钢封堵头下部圆台的侧边呈垂直布置。
6、所述密封层采用高分子丁基橡胶材料覆层。
7、所述地下硐室密闭圆筒形钢衬为工厂预制钢板现场拼接而成，布置于硐室四周，钢板之间满焊。
8、所述天然围岩为ⅱ或ⅰ级围岩，裂隙不发育，完整性好，抗压强度高。
9、所述混凝土衬砌为大面积现浇c40自密实混凝土。
10、一种适用于地下高压储气硐室自排水系统的施工方法，包括以下步骤：
11、步骤一，钢封堵头与高性能弹簧的预制：
12、在工厂中，先将钢封堵头与高性能弹簧加工成型，进而将钢封堵头与高性能弹簧焊接；
13、步骤二，地下硐室密闭圆筒形钢衬弧形钢板的预制：
14、在工厂中，将钢板制作成弧形钢板，以备现场拼接使用；其中预留一块钢板作为布置排水槽的钢板，该块钢板需预留排水槽孔洞；
15、步骤三：储气硐室的开凿：
16、在ⅱ或ⅰ级天然围岩中开凿出储气硐室，硐室开凿成隧道式；待整体硐室开凿完成后，开凿预留集水槽的区域，集水槽布设在靠近检修通道处，集水槽先开凿至预留排水管道的深度，分为上部和下部，集水槽上部呈圆台型，开凿后向四面继续开凿出弹簧槽；预埋排水管道位于集水槽底部；
17、步骤四，地下硐室密闭圆筒形钢衬的运输及安装：
18、采用运输设备将单块弧形钢板运输到现场，将所有构件运输至现场后，首先在现场对弧形钢板进行组装拼接，待多块弧形钢板拼接成圆筒形，组成地下硐室密闭圆筒形钢衬主体后，采用满焊的方式将弧形钢板之间的焊缝全部焊满，保证地下硐室密闭圆筒形钢衬的气密性；在集水槽布设区域，钢板预留排水槽孔洞需与集水槽开凿孔洞对齐；
19、步骤五，混凝土衬砌的浇筑与排水管道的布设：
20、待弧形钢板焊接完成后，形成地下硐室密闭圆筒形钢衬，采用先下层后上层的顺序，对地下硐室密闭圆筒形钢衬外侧分层浇筑自密实混凝土，使钢筋网埋设于混凝土衬砌中，并保证地下硐室密闭圆筒形钢衬与混凝土层之间充分填充，以使混凝土层能均匀传递荷载；
21、步骤六，钢封堵头的安装：
22、待混凝土衬砌浇筑完毕后，在集水槽底部布设电控液压千斤顶，使电控液压千斤顶升降平台与钢封堵头下底面对齐，同一时间在预留的弹簧槽中浇筑素混凝土，在混凝土初凝前将高性能弹簧的尾部埋进素混凝土中，待混凝土终凝，使高性能弹簧与天然围岩之间柔性连接；
23、步骤七，密封层的设置：
24、待高性能弹簧安装完毕以后，需在地下硐室密闭圆筒形钢衬与混凝土衬砌侧边使用环氧树脂底漆与丁基橡胶密封条胶结形成密封层，保证排水系统未开启期间的气密性。
25、一种适用于地下高压储气硐室自排水系统的使用方法，包括以下步骤：
26、电控液压千斤顶的使用：
27、排水系统通过电控液压千斤顶的升降控制封堵孔的开合，电控液压千斤顶的电控系统设置在检修通道内，检修工作人员控制电控液压千斤顶抬升可开启封堵孔，开启封堵孔期间，冷凝水会受储气硐室内气压和外界的气压差自行排水，待无水排出以后，检修工作人员控制电控液压千斤顶降低钢封堵头，封堵孔闭合；
28、排水系统使用周期：
29、该排水系统需要检修人员每一个月排出冷凝水一次；
30、排水系统使用条件：
31、在地下储气硐室的运行过程中，硐室内气压在10-20mpa之间循环，排水系统在硐室内气压运行到10~14mpa时开启。
32、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
33、1、本专利技术通过硐室空间内与外界的气压差使水自排，有效解决了在地下储气硐室高压环境下的排水问题，提高了硐室的实储容量，间接提高了储能效率。
34、2、本专利技术通过布置钢封堵头与高分子材料的方式使硐室无论在排水过程中还是未排水的时段都有效保证了硐室的气密性。
35、3、本专利技术通过电控液压千斤顶自行选择排水时间，操作简单，使用便捷。
36、4、本专利技术通过上述的钢封堵头保证了其结构强度和稳定性。
37、5、通过采用多组高性能弹簧能够用于对钢封堵头进行弹性支撑。
38、6、由于地下硐室场地面积较大，需分批分段浇筑，防止在混凝土衬砌中出现局部脱空区域。
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1.一种适用于地下高压储气硐室自排水系统，其特征在于：包括钢封堵头（3），所述钢封堵头（3）的正下方设置有用于提供顶起动力的电控液压千斤顶（2），电控液压千斤顶（2）安装布置的集水槽（11）的内部；地下硐室密闭圆筒形钢衬（4）与天然围岩（8）之间填充混凝土衬砌（5），地下硐室密闭圆筒形钢衬（4）和混凝土衬砌（5）上并位于钢封堵头（3）所在位置设置有封堵孔（10），封堵孔（10）的外表面设置有密封层（7），集水槽（11）的底部侧面连通有排水管道（9）。
2.根据权利要求1所述的一种适用于地下高压储气硐室自排水系统，其特征在于：所述钢封堵头（3）采用钢材在工厂预制而成，且单块钢封堵头（3）呈圆台状。
3.根据权利要求2所述的一种适用于地下高压储气硐室自排水系统，其特征在于：所述钢封堵头（3）的侧边均匀焊接固定有多组高性能弹簧（1），高性能弹簧（1）安装在弹簧槽（6）的内部，弹簧槽（6）设置在混凝土衬砌（5）的内部。
4.根据权利要求3所述的一种适用于地下高压储气硐室自排水系统，其特征在于：所述高性能弹簧（1）的轴线与钢封堵头（3）下部圆台的侧边呈垂
5.根据权利要求3所述的一种适用于地下高压储气硐室自排水系统，其特征在于：所述密封层（7）采用高分子丁基橡胶材料覆层。
6.根据权利要求3所述的一种适用于地下高压储气硐室自排水系统，其特征在于：所述地下硐室密闭圆筒形钢衬（4）为工厂预制钢板现场拼接而成，布置于硐室四周，钢板之间满焊。
7.根据权利要求3所述的一种适用于地下高压储气硐室自排水系统，其特征在于：所述天然围岩（8）为Ⅱ或Ⅰ级围岩，裂隙不发育，完整性好，抗压强度高。
8.根据权利要求3所述的一种适用于地下高压储气硐室自排水系统，其特征在于：所述混凝土衬砌（5）为大面积现浇C40自密实混凝土。
9.权利要求4-8任意一项所述一种适用于地下高压储气硐室自排水系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.权利要求4-8任意一项所述一种适用于地下高压储气硐室自排水系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种适用于地下高压储气硐室自排水系统，其特征在于：包括钢封堵头（3），所述钢封堵头（3）的正下方设置有用于提供顶起动力的电控液压千斤顶（2），电控液压千斤顶（2）安装布置的集水槽（11）的内部；地下硐室密闭圆筒形钢衬（4）与天然围岩（8）之间填充混凝土衬砌（5），地下硐室密闭圆筒形钢衬（4）和混凝土衬砌（5）上并位于钢封堵头（3）所在位置设置有封堵孔（10），封堵孔（10）的外表面设置有密封层（7），集水槽（11）的底部侧面连通有排水管道（9）。
2.根据权利要求1所述的一种适用于地下高压储气硐室自排水系统，其特征在于：所述钢封堵头（3）采用钢材在工厂预制而成，且单块钢封堵头（3）呈圆台状。
3.根据权利要求2所述的一种适用于地下高压储气硐室自排水系统，其特征在于：所述钢封堵头（3）的侧边均匀焊接固定有多组高性能弹簧（1），高性能弹簧（1）安装在弹簧槽（6）的内部，弹簧槽（6）设置在混凝土衬砌（5）的内部。
4.根据权利要求3所述的一种适用于地下高压储气硐室自排水系统，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚健，赵亮亮，胡港，丁柳建，王永平，张文涛，贺文强，程雪军，刘志惠，吴昊轩，余再富，文浪，钟鸣，
申请(专利权)人：中国葛洲坝集团勘测设计有限公司，
类型：发明
国别省市：
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