适用岩坎施工的抽蓄电站侧式进出水口结构的制作方法

本技术涉及一种适用岩坎施工的抽蓄电站侧式进/出水口结构。适用于抽水蓄能电站工程的进/出水口结构领域。

背景技术：

1、抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站，可将电网负荷低时的多余电能，转变为电网高峰时期的高价值电能，近年来广泛建设。常规抽水蓄能电站站址资源有限，开发规模受限，难以满足以新能源为主体的新型电力系统运行要求。建设混合式抽水蓄能电站为储能发展提供了新思路。混合式抽水蓄能电站一般利用常规水电站水库做上水库或下水库，修建一个下水库或上水库，同时增建可逆机组或抽水泵而建成的抽蓄电站。

2、混合式抽水蓄能电站的一大重难点在于进/出水口施工，为了减少对已建水库的影响，通常有岩坎和岩塞两种施工方式，前者在施工期采用预留岩坎作为围堰挡水，下库进/出水口施工完成后，采用水下爆破方式拆除预留的岩坎；后者是施工期在山体内侧开挖隧洞及进/出水口，预留一部分岩塞挡水，施工完成后，采用水下爆破方式拆除预留的岩塞。岩塞式进/出水口具有造价低、施工速度快、施工期受季节影响小等特点，是深水条件下修建隧洞进水口的一种有效、便捷、经济的施工方法，其缺点则是对地质条件需要很高，施工过程较为复杂，岩塞爆破需一次成型，技术难度大，施工风险高，因此大部分地质条件较差的混合式抽水蓄能电站项目还是需要采用岩坎施工方式。

3、对于岩坎施工的混合式抽水蓄能电站，进/出水口尺寸大小直接决定了岩坎开挖工程量、边坡开挖支护高度以及混凝土浇筑量和工期，进而直接决定了工程总投资的高低。在传统的抽水蓄能电站中，进/出水口施工限制条件较少，一般采用明挖的方式，为了满足抽水蓄能电站复杂的水力学条件，进/出水口的尺寸，无论是长度还是宽度均较大。例如福建周宁抽水蓄能电站，拦污栅段长11.3m，扩散段长42.0m，总长度53.3m，安徽金寨抽水蓄能电站，拦污栅段长10.0m，扩散段长47.0m，总长度57.0m，其他众多抽水蓄能电站的进/出水口总长度也在50～60m左右。但是在岩坎施工的混合式抽水蓄能电站中，如果依旧采用传统的抽水蓄能电站的进/出水口尺寸，将大大增加开挖工程量、开挖难度，最终导致施工时间和工程投资增加。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种适用岩坎施工的抽蓄电站侧式进/出水口结构。

2、本实用新型所采用的技术方案是：一种适用岩坎施工的抽蓄电站侧式进/出水口结构，其特征在于，包括从内端至外端依次布置的扩散段、拦污栅段和防涡段；

3、所述防涡段顶部设防涡梁，该防涡梁为上下布置的多层结构，包括上下交替布置的纵向梁结构层和横向梁结构层；

4、其中，纵向梁结构层包括至少一根垂直进出水水流方向布置的纵向梁；横向梁结构层包括至少一根垂直纵向梁结构布置的横向梁。

5、所述纵向梁结构层内相邻纵向梁之间间距为0.5～1.5m均可；所述横向梁结构层内相邻纵向梁之间间距为0.5～1.5m均可。

6、所述防涡梁包括下、中、上三层结构，下、上层为纵向梁结构层，中层为横向梁结构层；

7、所述下、上层结构内形成由相邻纵向梁和相邻横向梁形成的空隙，空隙的长宽高为1.1m×1.1m×0.5m。

8、所述上层结构顶面位于水库死水位以下0.3～0.5m。

9、所述纵向梁结构层和横向梁结构层之间的梁接触断面安装有橡胶片。

10、所述防涡段包括位于两侧的边墩和位于两边墩上方的所述防涡梁。

11、所述防涡段内两边墩之间的中间位置设有中墩。

12、所述拦污栅段包括用于安装拦污栅的拦污栅槽和位于拦污栅槽上方的检修平台；

13、所述检修平台包括工作平台、凹形支墩和柱形支墩，凹形支墩和柱形支墩支撑上方的工作平台，工作平台中间镂空，镂空尺寸略大于拦污栅尺寸，工作平台的高程高于水库死水位0.5～1.5m。

14、所述扩散段从内端至外端尺寸逐渐增大，该扩散段包括位于两侧的扩散边墩和位于两扩散边墩上方的扩散顶墙，其中扩散边墩和扩散顶墙均为曲面。

15、所述扩散段的扩散边墩和扩散顶墙的弯曲曲线采用椭圆线，扩散边墩的椭圆长轴半径11.2m，短轴半径4.0m，扩散顶墙的椭圆长轴半径11.2m，短轴半径3.8m。

16、本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在进/出水口结构的外端设置防涡段，防涡段顶部设置防涡梁，用以消减旋涡，避免产生吸气旋涡，由于防涡梁消涡效果显著，使得较小、较短的扩散段即可使得水流流态稳定，因此进/出水口整体尺寸较小，减少了岩坎开挖工程量和开挖时间，降低了工程投资。

17、本实用新型通过多层纵横交错布置的纵向梁和横向梁结构消减旋涡，结构简单且稳定，安装时由下至上逐步安装，十分便捷，采用预制梁也减短了施工工期，减少施工难度。

技术特征：

1.一种适用岩坎施工的抽蓄电站侧式进/出水口结构，其特征在于，包括从内端至外端依次布置的扩散段、拦污栅段和防涡段；

2.根据权利要求1所述的适用岩坎施工的抽蓄电站侧式进/出水口结构，其特征在于：所述纵向梁结构层内相邻纵向梁之间间距为0.5~1.5m；所述横向梁结构层内相邻纵向梁之间间距为0.5~1.5m。

3.根据权利要求1所述的适用岩坎施工的抽蓄电站侧式进/出水口结构，其特征在于：所述防涡梁包括下、中、上三层结构，下、上层为纵向梁结构层，中层为横向梁结构层；

4.根据权利要求3所述的适用岩坎施工的抽蓄电站侧式进/出水口结构，其特征在于：所述上层结构顶面位于水库死水位以下0.3~0.5m。

5.根据权利要求1~4任意一项所述的适用岩坎施工的抽蓄电站侧式进/出水口结构，其特征在于：所述纵向梁结构层和横向梁结构层之间的梁接触断面安装有橡胶片。

6.根据权利要求1所述的适用岩坎施工的抽蓄电站侧式进/出水口结构，其特征在于：所述防涡段包括位于两侧的边墩和位于两边墩上方的所述防涡梁。

7.根据权利要求6所述的适用岩坎施工的抽蓄电站侧式进/出水口结构，其特征在于：所述防涡段内两边墩之间的中间位置设有中墩。

8.根据权利要求1所述的适用岩坎施工的抽蓄电站侧式进/出水口结构，其特征在于：所述拦污栅段包括用于安装拦污栅的拦污栅槽和位于拦污栅槽上方的检修平台；

9.根据权利要求1所述的适用岩坎施工的抽蓄电站侧式进/出水口结构，其特征在于：所述扩散段从内端至外端尺寸逐渐增大，该扩散段包括位于两侧的扩散边墩和位于两扩散边墩上方的扩散顶墙，其中扩散边墩和扩散顶墙均为曲面。

10.根据权利要求9所述的适用岩坎施工的抽蓄电站侧式进/出水口结构，其特征在于：所述扩散段的扩散边墩和扩散顶墙的弯曲曲线采用椭圆线，扩散边墩的椭圆长轴半径11.2m，短轴半径4.0m，扩散顶墙的椭圆长轴半径11.2m，短轴半径3.8m。

技术总结
本申请涉及一种适用岩坎施工的抽蓄电站侧式进/出水口结构。本申请适用于抽水蓄能电站工程的进/出水口结构领域。本申请要解决的技术问题是：提供一种适用岩坎施工的抽蓄电站侧式进/出水口结构。本申请所采用的技术方案是：一种适用岩坎施工的抽蓄电站侧式进/出水口结构，其特征在于，包括从内端至外端依次布置的扩散段、拦污栅段和防涡段；所述防涡段顶部设防涡梁，该防涡梁为上下布置的多层结构，包括上下交替布置的纵向梁结构层和横向梁结构层；其中，纵向梁结构层包括至少一根垂直进出水水流方向布置的纵向梁；横向梁结构层包括至少一根垂直纵向梁结构布置的横向梁。

技术研发人员：周天驰,冯仕能,朱安龙,张进海,聂鹏,蒋磊,徐小东,杨浩
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：20231208
技术公布日：2024/9/23