一种连续冲沙式沉沙池结构及其检修操作方法与流程

1.本发明涉及水利水电工程沉沙池，具体涉及一种连续冲沙与定期冲沙相结合的地面沉沙池结构及其检修方法。


背景技术：

2.在多泥沙河段，为防止水流挟带泥沙进入水电站引水系统，减少泥沙对水道的淤积和对水轮机的磨损，水利水电工程常在取水口后、输水隧洞前设置沉沙池。
3.传统沉沙池型式按冲洗方式，可分为定期冲洗式及连续冲洗式沉沙池。对于定期冲洗式沉沙池，其结构简单、运行可靠、不易发生故障，但池内流速不均匀、水流含沙量较大时冲洗工作频繁、管理复杂；对于连续冲洗式沉沙池，其特点是沉沙、冲沙及供水可同时进行，但其结构较为复杂，水流含沙量较大时存在沉沙池的池室淤积问题。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种连续冲沙式沉沙池结构及其检修操作方法，可实现沉沙池连续排水进行发电，水电站正常运行情况下，对沉沙池池室进行定期冲沙及检修，并有效提高冲沙效率。
5.技术方案为：一种连续冲沙式沉沙池结构，顺水流方向依次为进水渠道、工作闸门段、上游连接段、工作段、下游连接段和下游排沙廊道系统；工作闸门段、上游连接段和工作段均由两厢并列组成；工作段范围内的1#池厢和2#池厢底部分别设有1#池厢冲沙支廊道和2#池厢冲沙支廊道；冲沙主廊道与1#池厢冲沙支廊道和2#池厢冲沙支廊道相交连通；1#池厢冲沙支廊道、2#池厢冲沙支廊道和冲沙主廊道并列贯穿下游连接段后构成下游排沙廊道系统；下游排沙廊道系统将泥沙排至下游河道；下游连接段的侧墙设进水孔与输水隧洞连接；1#池厢和2#池厢在工作闸门段和下游连接段均设有闸门控制水的流向；1#池厢冲沙支廊道、2#池厢冲沙支廊道和冲沙主廊道均设有闸门控制沙的流向。
6.基于上述技术特征：1#池厢和2#池厢在工作闸门段内分别设置1#工作闸门和2#工作闸门；
7.1#池厢和2#池厢在下游连接段的迎水面墙身上分别设置1#事故闸门和2#事故闸门；
8.冲沙主廊道上设置主廊道检修闸门，且主廊道检修闸门位于1#池厢和2#池厢之间；
9.1#池厢冲沙支廊道、2#池厢冲沙支廊道和冲沙主廊道在下游连接段的下游侧分别设有冲沙支廊道1#工作闸门、冲沙支廊道2#工作闸门和冲沙主廊道工作闸门。
10.基于上述技术特征：在工作闸门段内，1#工作闸门和2#工作闸门的下游处还分别设有1#检修闸门和2#检修闸门。
11.基于上述技术特征：1#事故闸门和2#事故闸门均为双向挡水；冲沙主廊道检修闸门、冲沙支廊道1#工作闸门、冲沙支廊道2#工作闸门和冲沙主廊道工作闸门均为双向挡水
排沙。
12.基于上述技术特征：设定1#池厢为待检修池室，2#池厢为正常运行池室；所有闸门初始状态为开启；检修操作步骤为：
13.s1：关闭1#工作闸门、1#事故闸门，1#池厢内水体经1#池厢冲沙支廊道排入下游河道；
14.s2：关闭冲沙支廊道2#工作闸门，利用2#池厢内的水体，经冲沙主廊道对1#池厢进行冲洗；
15.s3：关闭冲沙主廊道检修闸门，开启1#工作闸门，利用上游来水对1#池厢进行冲洗；
16.s4：关闭1#工作闸门，1#池厢内水体经1#池厢冲沙支廊道及下游排沙廊道系统排出后，关闭冲沙支廊道1#工作闸门，打开冲沙支廊道2#工作闸门；进行1#池厢检修；
17.s5：完成1#池厢检修后，依次打开1#事故闸门、1#工作闸门、冲沙主廊道检修闸门及冲沙支廊道1#工作闸门。
18.上述步骤中通过开启和关闭不同闸门的顺序，实现一厢池室正常运行，另一厢池室正常检修的目的。
19.如上所述，本发明涉及的一种连续冲沙式沉沙池结构及其检修操作方法，具有以下有益效果：本发明较常规沉沙池增加了一道冲沙主廊道检修闸门，通过控制各闸门开启，可实现一厢检修一厢正常运行。本发明较常规沉沙池运行、冲沙更加灵活，能在沉沙池发生故障时降低停机检修带来的经济损失。
附图说明
20.图1为本发明沉沙池结构平面示意图。
21.图2为图1的a-a断面图。
22.构件标号说明
23.1进水渠道
24.2工作闸门段
25.3上游连接段
26.4工作段
27.5下游连接段
28.6下游排沙廊道系统
29.7输水隧洞
30.8冲沙廊道
31.91#池厢
32.102#池厢
33.111#工作闸门
34.122#工作闸门
35.131#检修闸门
36.142#检修闸门
37.15冲沙主廊道检修闸门
38.161#事故闸门
39.172#事故闸门
40.18冲沙支廊道1#工作闸门
41.19冲沙支廊道2#工作闸门
42.20冲沙主廊道工作闸门
43.211#池厢冲沙支廊道
44.22冲沙主廊道
45.232#池厢冲沙支廊道
具体实施方式
46.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
47.须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
48.如图1和图2所示，一种连续冲沙式沉沙池结构，混凝土筑成，由两厢池室组成，分别为1#池厢9和2#池厢10。顺水流方向依次为进水渠道1、工作闸门段2、上游连接段3、工作段4、下游连接段5和下游排沙廊道系统6。工作闸门段2与上游进水渠道1相连；上游连接段3用于连接工作闸门段2与工作段4；工作段4底部设冲沙廊道8，包括1#池厢冲沙支廊道21、2#池厢冲沙支廊道23和冲沙主廊道22。
49.工作闸门段2、上游连接段3和工作段4均由两厢并列组成。水流通过进水渠道1后分流为两个支流，分别进入1#池厢9和2#池厢10，然后汇集在下游连接段5。下游连接段5的侧墙设进水孔与输水隧洞7连接，沉沙后的水流经过输水隧洞7提供水利发电，保证电站正常运行。
50.工作段4范围内的1#池厢9和2#池厢10底部分别设有1#池厢冲沙支廊道21和2#池厢冲沙支廊道23；冲沙主廊道22与1#池厢冲沙支廊道21和2#池厢冲沙支廊道23相交连通；如图1所示，工作段4底部，各冲沙支廊道与冲沙主廊道22垂直相交。1#池厢冲沙支廊道21、2#池厢冲沙支廊道23和冲沙主廊道22并列贯穿下游连接段5后构成下游排沙廊道系统6；排沙廊道系统6将泥沙在末端合并后排至下游河道。
51.1#池厢9和2#池厢10在工作闸门段2和下游连接段5均设有闸门控制水的流向。具体为：1#池厢9在工作闸门段2内设置1#工作闸门11，在下游连接段5的迎水面墙身上设置1#事故闸门16；2#池厢10在工作闸门段2内设置2#工作闸门12；在下游连接段5的迎水面墙身上设置2#事故闸门17。
52.工作闸门段2范围内，1#工作闸门11和2#工作闸门12的下游处可分别设有1#检修闸门13和2#检修闸门14。
53.1#池厢冲沙支廊道21、2#池厢冲沙支廊道23和冲沙主廊道22均设有闸门控制沙的流向。具体为：冲沙主廊道22上设置主廊道检修闸门15，且主廊道检修闸门15位于1#池厢9和2#池厢10之间，如图2所示，池厢间墙体内设置主廊道检修闸门15。1#池厢冲沙支廊道21、2#池厢冲沙支廊道23和冲沙主廊道22在下游连接段5的下游侧分别设有冲沙支廊道1#工作闸门18、冲沙支廊道2#工作闸门19和冲沙主廊道工作闸门20。
54.1#事故闸门16和2#事故闸门17均为双向挡水；冲沙主廊道检修闸门15、冲沙支廊道1#工作闸门18、冲沙支廊道2#工作闸门19和冲沙主廊道工作闸门20均为双向挡水排沙。
55.但1#检修闸门13、2#检修闸门14单向挡水即可，不需要进行双向挡水；双向挡水的作用是不会发生倒流，哪边水位高都可以通过闸门挡住。
56.工作闸门段2的各检修闸门及工作闸门、冲沙主廊道检修闸门15、下游连接段5的各事故闸门及冲沙支廊道工作闸门和沙主廊道工作闸门20在连续供水、电站正常运行期间，均处于常开状态。
57.本发明提供的连续冲沙式沉沙池结构，在连续不断供水、电站正常运行情况下，单厢池室检修操作方法为：
58.设定1#池厢9为待检修池室，2#池厢10为正常运行池室；所有闸门初始状态为开启；检修运行步骤为：
59.s1：关闭所述1#工作闸门11、所述1#事故闸门16，所述1#池厢9内水体经所述1#池厢冲沙支廊道21排入下游河道；
60.s2：关闭冲沙支廊道2#工作闸门19，利用所述2#池厢10内的水体，经冲沙主廊道22对1#池厢9进行冲洗。
61.该步操作的目的就是利用水位差，将2#池厢10中的水通过冲沙主廊道22进入1#池厢9对其进行冲洗。
62.s3：关闭冲沙主廊道检修闸门15，开启1#工作闸门11，利用上游来水对1#池厢9进行冲洗。
63.s4：关闭1#工作闸门11，1#池厢9内水体经1#池厢冲沙支廊道21及所述下游排沙廊道系统6排出后，关闭冲沙支廊道1#工作闸门18，打开冲沙支廊道2#工作闸门19；进行1#池厢9检修。
64.这样做的目的就是为了保证可以实现1#池厢9检修，2#池厢10可以正常工作，降低检修带来的损失。2#池厢10内的上层清水通过2#事故闸门17然后进入输水隧洞7发电，下层的水流携带着泥沙通过冲沙支廊道2#工作闸门19排入下游河道。
65.s5：完成1#池厢9检修后，依次打开1#事故闸门16、所述1#工作闸门11、所述冲沙主廊道检修闸门15及所述冲沙支廊道1#工作闸门18。
66.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。