本发明公开了一种兼顾蓄水期导流隧洞生态流量泄放和永久堵头完工后隧洞充水排气的方法，本发明不需要局部开启闸门泄放生态流量，避免了闸门振动造成对闸门和门槽的损伤；本发明通过控制进水支管的水下深度实现对生态流量的动态调节，实现水库蓄水和生态泄放双目标的平衡。本发明同时解决了导流隧洞永久堵头完工后隧洞充水、排气的难题，实现多重利用，节约工程费用。
1.一种兼顾蓄水期导流隧洞生态流量泄放和永久堵头完工后隧洞充水排气的方法，其特征是，包括以下步骤：S1、在导流隧洞混凝土衬砌和进口结构施工时，埋入通水埋管和通气埋管；
S2、在导流隧洞下闸前完成主管与进水支管、通气支管、通水埋管的连通，通气支管与通气埋管的连通；
S3、在导流隧洞下闸前完成各组缆索与主管、浮船的连接；
S4、放下导流隧洞闸门，水库开始蓄水，蓄水位上升；
S5、各浮船随着蓄水位的上升而上升，缆索被拉紧，主管浮起；
S6、当蓄水位较低，进水支管的进水量无法满足下游泄流量需求时，将主管首部管口沉入水下，以增大泄流能力；当蓄水位较高，进水支管的进水量能够满足下游泄流量需求时，控制主管首部缆索长度，使首部管口在水面以上，进行通气；
S7、通过调节缆索长度控制进水支管的水下深度，实现对进水支管进水量的调节，满足不同时段下游河道流量需求；
S8、当蓄水完成后，生态流量由永久泄流通道下泄，将进水支管提出水面，导流隧洞不再泄放生态流量；
S9、当导流隧洞永久堵头完工后，将进水支管放入水中，通过主管、通水埋管对隧洞进行充水，通过通气埋管、通气支管、主管进行排气；
2.根据权利要求1所述的一种兼顾蓄水期导流隧洞生态流量泄放和永久堵头完工后隧洞充水排气的方法，其特征是，步骤S1中，通水埋管埋于导流隧洞边墙底部。
3.根据权利要求1所述的一种兼顾蓄水期导流隧洞生态流量泄放和永久堵头完工后隧洞充水排气的方法，其特征是，步骤S1中，通气埋管埋于隧洞进口结构顶部。
4.根据权利要求1所述的一种兼顾蓄水期导流隧洞生态流量泄放和永久堵头完工后隧洞充水排气的方法，其特征是，步骤S1中，通水埋管出口距导流隧洞进口结构的水平距离不应小于5m。
5.根据权利要求1所述的一种兼顾蓄水期导流隧洞生态流量泄放和永久堵头完工后隧洞充水排气的方法，其特征是，步骤S1中，通气埋管直径不小于10cm，出口位于闸门之后。
6.根据权利要求1所述的一种兼顾蓄水期导流隧洞生态流量泄放和永久堵头完工后隧洞充水排气的方法，其特征是，步骤S2中，进水支管长度为其直径的3～4倍。
7.根据权利要求1所述的一种兼顾蓄水期导流隧洞生态流量泄放和永久堵头完工后隧洞充水排气的方法，其特征是，步骤S3中，主管上相邻缆索的间距不大于50m。
8.根据权利要求1所述的一种兼顾蓄水期导流隧洞生态流量泄放和永久堵头完工后隧洞充水排气的方法，其特征是，步骤S3中，在进水支管与主管连接处设置一组缆索。
9.根据权利要求1所述的一种兼顾蓄水期导流隧洞生态流量泄放和永久堵头完工后隧洞充水排气的方法，其特征是，步骤S3中，各浮船上设置卷绕器，用于调节缆索的长度。
一种兼顾蓄水期导流隧洞生态流量泄放和永久堵头完工后隧
洞充水排气的方法
技术领域
[0001] 本发明具体涉及一种兼顾蓄水期导流隧洞生态流量泄放和永久堵头完工后隧洞充水排气的方法。
背景技术
[0002] 在水库工程通过蓄水验收后，对导流隧洞进口闸门进行下闸，水库开始蓄水。根据环保要求，蓄水期间，需要考虑生态流量泄放措施，以保证下游河道的生态需水量。环保要求的生态流量一般不小于河道平均流量的8％～10％，流量较大，难以采用水泵抽排的方式进行泄放。对于混凝土大坝，可以采用设置底孔的方式泄放生态流量；对于土石坝，坝体无法设置过水通道，只能通过岸边的导流隧洞、放空洞或泄洪洞(道)进行生态流量泄放。导流隧洞作为高程最低的泄水通道，为保证蓄水期下游河道不断流，一般首选为生态流量泄放通道。导流隧洞下闸后为了泄放生态流量，可采用局部开启和闸门旁设置旁通管的方式。闸门局部开启仅限于蓄水位较低时的情况，在蓄水位上升到最大下闸水位或启闭机安装高程前，就必须将闸门下到底；并且闸门局部开启易造成闸门振动，会对闸门和门槽结构造成损坏，因此在重要工程中，禁止闸门局部开启。设置旁通管的方式则存在难以控制泄放流量、蓄水完成后难以关闭等困难。
[0003] 另一方面，在导流隧洞永久堵头完成后，导流隧洞进口闸门和永久堵头之间的洞段逐渐被渗水填满，同时空腔内的空气被压缩，为避免发生气爆，一般在永久堵头完工后在导流隧洞进口洞段打设排气孔，但排气孔也存在被围岩封堵的风险。
发明内容
[0004] 针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种兼顾蓄水期导流隧洞生态流量泄放和永久堵头完工后隧洞充水排气的方法。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
[0006] 一种兼顾蓄水期导流隧洞生态流量泄放和永久堵头完工后隧洞充水排气的方法，包括以下步骤：
[0007] S1、在导流隧洞混凝土衬砌和进口结构施工时，埋入通水埋管和通气埋管；
[0008] S2、在导流隧洞下闸前完成主管与进水支管、通气支管、通水埋管的连通，完成通气支管与通气埋管的连通；
[0009] S3、在导流隧洞下闸前完成各组缆索与主管、浮船的连接；
[0010] S4、放下导流隧洞闸门，水库开始蓄水，蓄水位上升；
[0011] S5、各浮船随着蓄水位的上升而上升，缆索被拉紧，主管浮起；
[0012] S6、保持主管的首部管口在水面以上，进行通气；
[0013] S7、通过调节缆索长度控制进水支管的水下深度，实现对进水支管进水量的调节，满足不同时段下游河道流量需求；
[0014] S8、当蓄水完成后，生态流量由永久泄流通道下泄，将进水支管提出水面，导流隧洞不再泄放生态流量；
[0015] S9、当导流隧洞永久堵头完工后，将进水支管放入水中，通过主管、通水埋管对隧洞进行充水，通过通气埋管、通气支管、主管进行排气；
[0016] S10、充水、排气完成后，切割主管和通气支管。
[0017] 进一步地，步骤S1中，通水埋管埋于导流隧洞边墙底部。
[0018] 进一步地，步骤S1中，通气埋管埋于导流隧洞进口结构顶部。
[0019] 进一步地，步骤S1中，通水埋管出口距导流隧洞进口结构的水平距离不应小于5m。
[0020] 进一步地，步骤S1中，通气埋管直径不小于10cm，出口位于闸门之后。
[0021] 进一步地，步骤S2中，进水支管长度为其直径的3～4倍。
[0022] 进一步地，步骤S3中，主管上相邻缆索的间距不大于50m。
[0023] 进一步地，步骤S3中，在进水支管与据主管连接处设置一组缆索。
[0024] 进一步地，步骤S3中，各浮船上设置卷绕器，用于调节缆索的长度。
[0025] 本发明的有益效果是：
[0026] (1)本发明的方法可以适用于蓄水期利用导流隧洞进行生态流量泄放的水库工程；本发明通过在导流隧洞进口设置浮动式输水管、排气管进行蓄水期生态流量泄放，以及永久堵头完工后对隧洞内充水排气，不需将闸门局部开启，不需要设置旁通管，方便调节生态流量，且排气效果好。
[0027] (2)本发明不需要局部开启闸门泄放生态流量，避免了闸门振动造成对闸门和门槽的损伤；本发明通过控制进水支管的水下深度实现对生态流量的动态调节，实现水库蓄水和生态泄放双目标的平衡。本发明同时解决了导流隧洞永久堵头完工后隧洞充水、排气的难题，实现多重利用，节约工程费用。
附图说明
[0028] 图1为本发明中主管管口位于蓄水位以上、进水支管位于蓄水位以下的侧视图(显示出了各管道、导流隧洞、缆索、浮船的相对位置)。
[0029] 图2为图1的俯视图(显示出了通水埋管和通气埋管的设置位置)。
[0030] 图3为图1、图2的左视图(显示出了通水埋管和通气埋管的高低关系)。
[0031] 图中标号：
[0032] 1‑主管；2‑通水埋管；3‑通气支管；4‑通气埋管；5‑进水支管；6‑缆索；7‑浮船；8‑导流隧洞进口结构；9‑闸门；10‑隧洞混凝土衬砌；11‑蓄水水位；12‑原始地面。
具体实施方式
[0033] 以下结合附图对本发明的技术方案做进一步详细说明，应当指出的是，具体实施方式只是对本发明的详细说明，不应视为对本发明的限定。
[0034] 如图1‑3所示，一种兼顾蓄水期导流隧洞生态流量泄放和永久堵头完工后隧洞充水排气的方法，包括如下步骤：
[0035] S1、在导流隧洞混凝土衬砌10和进口结构8施工时，分别在导流隧洞边墙底部和进口结构顶部埋入通水埋管2和通气埋管4，通水埋管2采用钢管，直径根据最大泄水量确定，通水埋管2出口距导流隧洞进口结构的水平距离不应小于5m，通气埋管4可采用钢管或PVC管，直径不小于10cm，通气埋管4的出口位于闸门之后；
[0036] S2、在导流隧洞下闸前完成主管1与进水支管5、通气支管3、通水埋管2的连通，通气支管3与通气埋管4的连通；具体实施时，可以采用增加岔管或者热熔等方式连通；
[0037] 主管1、通气支管3采用柔性管材，直径分别与通水埋管2、通气埋管4的直径相同，主管1的长度根据最大蓄水深度确定，并能保证进水支管5提出水面，进水支管5的直径、进水支管5与主管1的连接位置由最大泄水量确定，进水支管5长度为(3～4)d左右，d为进水支管5的直径；这样可以利用管嘴出流效应提高支管5的过流能力。
[0038] 进水支管5的泄流量可采用管嘴出流公式计算： 其中Q为流量，μ＝2
0.82为流量系数，A为进水支管5的断面面积，g为重力加速度9.81m/s ，H0为进水支管5管口距水面的深度。例如：进水支管5过水断面直径d＝0.6m，长度2m，管口位于水下深度15m，则
3
过流流量Q＝4.0m/s。反之，根据过流流量，亦可计算出进水支管5的直径。在设计过流情况下，进水支管5管口水深不小于其10倍直径。因为管嘴出流的条件：(1)管嘴长度(3～4)d；
(2)水深大于等于10d，d为进水支管5的直径。
[0039] S3、在导流隧洞下闸前完成各组缆索6与主管1、浮船7的连接，主管1上相邻缆索6的间距不大于50m，缆索6和浮船7的数目根据主管1的长度确定，在进水支管5与据主管1连接处设置一组缆索，各浮船7上设置卷绕器，可以调节缆索6的长度。因缆索间距过大则主管1存在拉力过大而被拉断的风险，所以设置一个最大间距。主管1上相邻缆索6的间距不大于
50m，这个间距能比较方便的调整1的倾斜状态。
[0040] S4、放下导流隧洞闸门9，水库开始蓄水，蓄水位11缓慢上升；
[0041] S5、各浮船7随着蓄水位11的上升而上升，缆索6依次拉紧受力，主管1首部和管体缓慢浮起；
[0042] S6、当蓄水位11较低，进水支管5的进水量无法满足下游泄流量需求时，将主管1首部管口沉入水下，以增大泄流能力；当蓄水位11较高，进水支管5的进水量能够满足下游泄流量需求时，控制主管1首部缆索长度，使首部管口在水面以上，实现通气的目的；
[0043] S7、通过调节进水支管5处的缆索6长度控制进水支管5的水下深度，进而实现对进水支管5进水量的调节，从而满足不同时段下游河道流量需求；
[0044] 通气埋管4，通水埋管2被埋在导流隧洞结构中，不能移动；主管1是倾斜悬浮在水中的状态，当小幅改变进水支管5的深度时，只须调节进水支管5处的缆索长度即可；当需将其提出蓄水位以上时，可以改变通气主管1整体的倾斜度，由较倾斜改为较竖直，则需要协同改变其他浮船的位置和缆索的长度。
[0045] S8、当蓄水完成后，生态流量由永久泄流通道下泄，将进水支管5提出水面，导流隧洞不再泄放生态流量；永久泄流通道包括：发电引水隧洞、放空洞、溢洪道等，因每个水库设计运行情况不同，这些通道设置高程有所差别，但一般都比导流隧洞高。
[0046] S9、步骤S8完成之后开始施工永久堵头；当导流隧洞永久堵头完工后，将进水支管5放入水中较小深度(如：不大于1m)，保持主管1首部管口在水面以上，通过进水支管5、主管
1、通水埋管2对隧洞进行缓慢充水，同时，隧洞内空气通过通气埋管4、通气支管3、主管1排出；
[0047] 通气支管3位于导流隧洞进口结构顶部，为排气通道，随着隧洞充水，隧洞内气压升高，即使通气支管3中有水，空气也会被压出。
[0048] S10、当导流隧洞完成充水、排气后，水下作业分别切割主管1、通气支管3与通水埋管2、通气埋管4的连接处。
[0049] 显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
