平行布置，且主機洞B與主變尾閘洞C的軸線方向與堅硬巖體A的走向相同；主機洞B通過四條平行的甬道與主變尾閘洞C連通；所述主變尾閘洞C通過四條平行的尾水支洞D與尾水主洞E連通。
[0059]主機洞B和主變尾閘洞C的洞形采用圓拱直墻形，尾水支洞D及尾水主洞E采用長廊形。
[0060]所述主機洞B及主變尾閘洞C的埋深為主機洞B洞跨0.87倍，主機洞B與主變尾閘洞C之間、各尾水支洞D之間的巖體厚度為主機洞B洞跨的1.0倍。
[0061]上述方案實現(xiàn)了在寬度較窄的堅硬巖體內(nèi)布置水電站地下廠房，能夠較好地適應(yīng)了某些特殊的地形和地質(zhì)條件，其方案更加科學(xué)，可減少圍巖的加強支護成本，降低工期滯后風(fēng)險、施工期安全風(fēng)險，運行安全；壓縮了主機洞與主變尾閘洞之間的巖墻厚度，并使四條尾水支洞共用一條尾水主洞，在保證圍巖穩(wěn)定的條件下，節(jié)省了空間。
[0062]圖2為本實用新型實施例提供的水電站地下廠房主洞室結(jié)構(gòu)的主截面示意圖；如圖2所示，本實用新型所述的水電站地下廠房主洞室結(jié)構(gòu)，包括立柱1、拱梁2、拱板3、密封隔墻4、進風(fēng)口 51以及出風(fēng)口 52。
[0063]主機洞橫截面的具體結(jié)構(gòu)如下:
[0064]主機洞的橫截面形狀為城門拱形，兩側(cè)緊挨著巖壁6的位置分別設(shè)置立柱I。立柱I的頂部設(shè)置由橫梁組成的圈梁；圈梁相對兩側(cè)的橫梁之間設(shè)置有一組拱梁2。在拱梁2的上方，設(shè)置覆蓋整個主機洞頂部的拱板3，所述拱板3與拱梁2的弧形相適應(yīng)；拱板通過拱梁2及拱梁2兩側(cè)的橫梁支撐。
[0065]圖2為內(nèi)置兩根弦桿的拱梁的橫截面示意圖；圖3為內(nèi)置三根弦桿的拱梁的橫截面示意圖；圖4為內(nèi)置四根弦桿的拱梁的橫截面示意圖；圖5為內(nèi)置三根弦桿的拱梁的三維示意圖。如圖2-圖5所示，本實用新型所述的拱梁，包括外圍混凝土 201、箍筋202、縱筋203、上弦桿204、下弦桿206、混凝土 205及207、斜腹桿208、水平直連桿209。
[0066]拱梁2為桁架內(nèi)置式鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)，通常具有兩根、三根或四根弦桿的結(jié)構(gòu)形式。
[0067]兩根弦桿的拱梁截面如圖2所示，采用兩根平行的冷彎、焊接或無縫結(jié)構(gòu)用鋼管作為該結(jié)構(gòu)中的上弦桿204和下弦桿206，上弦桿204和下弦桿206之間通過多根斜腹桿208連接，斜腹桿208與上下兩根弦桿的夾角為45°。在上弦桿204和下弦桿206內(nèi)分別填充混凝土 205及207，混凝土 205及207均采用自密實混凝土。上弦桿204、下弦桿206、斜腹桿208、混凝土 205及207共同構(gòu)成鋼管混凝土組合桁架；在鋼管混凝土組合桁架外沿鋼管混凝土組合桁架的軸線等間距綁扎多根箍筋202，各箍筋202間通過若干根縱筋203連接，構(gòu)成截面為矩形的筒狀結(jié)構(gòu)。然后支模在箍筋202及縱筋204圍成的筒狀結(jié)構(gòu)的范圍內(nèi)澆注外圍混凝土 201，構(gòu)成組合桁架內(nèi)置式重載梁構(gòu)件。兩根弦桿的拱梁結(jié)構(gòu)，其橫截面積最小，制備也最為簡便，成本最低，但承載力相對較低，適合尺寸較小、對承載力要求不高的地下洞室。
[0068]三根弦桿的拱梁截面如圖3所示，其三維結(jié)構(gòu)如圖5所示。與兩根弦桿不同的是，三根弦桿由兩根上弦桿204和一根下弦桿206組成，兩根上弦桿204之間通過等間距分布的多根水平直連桿209連接，兩根上弦桿204和下弦桿206之間分別通過若干根斜腹桿208連接。三根弦桿的拱梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及承載力均比兩根弦桿的結(jié)構(gòu)形式好，且橫截面的面積較小，成本不高，可以滿足絕大多數(shù)的地下洞室的承載需求。因此，本實施例的拱梁2選用三根弦桿的結(jié)構(gòu)形式。
[0069]四根弦桿的拱梁截面如圖4所示，由兩根上弦桿204和兩根下弦桿206組成，兩根上弦桿204和兩根下弦桿206之間分別通過多根等間距分布的水平直連桿209連接，上弦桿204和下弦桿206之間分別通過多根斜腹桿208連接。四根弦桿的拱梁結(jié)構(gòu)的橫截面相對較大，成本也要高一些。
[0070]這種組合桁架內(nèi)置式的拱梁結(jié)構(gòu)，充分利用組合桁架傳力明確的特點，發(fā)揮外部混凝土和內(nèi)置桁架的組合優(yōu)勢，在控制構(gòu)件截面尺寸的前提下實現(xiàn)較高的構(gòu)件剛度和承載力。在梁的純彎段，組合桁架上下弦桿分別充當(dāng)拉桿和壓桿，能夠有效限制外部混凝土裂縫開展，提高梁的抗彎剛度和抗彎承載力；在梁的彎剪區(qū)，組合桁架斜腹桿充當(dāng)斜拉桿和壓桿，傳遞大部分剪力，從而減少了彎剪區(qū)混凝土剪應(yīng)力水平，限制了斜裂縫開展并提高了梁抗剪承載力；外包混凝土能夠提高其抗彎剛度和承載力，提高整體穩(wěn)定性，同時其抗火性能和耐腐蝕能力好，減少相關(guān)維修費用。該類拱梁構(gòu)件的剛度和承載力要大于現(xiàn)有的各種鋼管桁架結(jié)構(gòu)以及鋼管混凝土組合桁架結(jié)構(gòu)。
[0071]拱板3采用壓型鋼模板的組合板結(jié)構(gòu)，可以通過壓型鋼模板一體澆筑成型，但整體澆筑對支護要求較高，因此為了簡化支護，加快施工速度，拱板3與各拱梁2之間分別通過若干個支撐塊8連接，因此在拱梁2建設(shè)完畢并達到要求后，在進行拱板3的施工，簡化了支護的裝拆，加快了施工速度。
[0072]支撐塊8可以使鋼板等結(jié)構(gòu)，并通過拱梁2、拱板3的鋼筋進行連接。
[0073]由于拱板3為輕型結(jié)構(gòu)，為了加強位于兩拱梁2之間的拱板3的支撐強度，以保證滿足通風(fēng)設(shè)備安裝及檢修等的載荷要求，相鄰拱梁2之間的拱板3上分別設(shè)置有一組與拱梁2相垂直的肋梁7。為了進一步強化拱板3的整體支撐強度，所述肋梁7的設(shè)置位置與各支撐塊8相對應(yīng)，各肋梁7兩端分別于對應(yīng)的支撐塊8相連，從而分別通過拱梁2及肋梁7和支撐塊8構(gòu)成對拱板3在兩個方向上的支撐。
[0074]為了強化通風(fēng)效果，設(shè)置有密封隔墻4。拱板3的上部空間通過兩排密封隔墻4分隔成三部分空間:左右兩側(cè)的空間為排氣空間，中間部分的空間為進氣空間。進風(fēng)口 51設(shè)置于與進氣空間相對的拱板3上，出風(fēng)口 52設(shè)置于與排氣空間相對應(yīng)的拱板3上。進風(fēng)口51、回風(fēng)口 52、進氣空間、排氣空間的設(shè)置可根據(jù)具體的廠房尺寸、廠房內(nèi)設(shè)備布置形式進行設(shè)置。
[0075]分開設(shè)置的進氣空間和排氣空間，可以使進風(fēng)和出風(fēng)互不影響，形成良性循環(huán)，提高了地下洞室的通風(fēng)效果。
[0076]最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種布置在堅硬巖體內(nèi)的水電站地下廠房，其特征在于，包括:主機洞、主變尾閘洞、尾水支洞及尾水主洞； 所述主機洞與主變尾閘洞平行布置，且主機洞與主變尾閘洞的軸線方向與堅硬巖體的走向相同；主機洞通過四條平行的甬道與主變尾閘洞連通； 所述主變尾閘洞通過四條平行的尾水支洞與尾水主洞連通； 所述主機洞包括: 立柱； 立柱頂部由橫梁組成的圈梁； 圈梁相對兩側(cè)的橫梁之間設(shè)置有一組拱梁。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布置在堅硬巖體內(nèi)的水電站地下廠房，其特征在于，所述堅硬巖體為BQ值大于550的巖體，包括:花崗巖、正長巖、閃長巖、輝綠巖、玄武巖、安山巖、片麻巖、石英片巖、硅質(zhì)板巖、石英巖、硅質(zhì)膠結(jié)的礫巖、石英砂巖或硅質(zhì)石灰?guī)r。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布置在堅硬巖體內(nèi)的水電站地下廠房，其特征在于，所述主機洞及主變尾閘洞的埋深為主機洞洞跨0.87倍。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布置在堅硬巖體內(nèi)的水電站地下廠房，其特征在于，所述主機洞與主變尾閘洞之間、各尾水支洞之間的巖體厚度為主機洞洞跨的1.0倍。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布置在堅硬巖體內(nèi)的水電站地下廠房，其特征在于，所述主機洞及主變尾閘洞軸線與地應(yīng)力方向的夾角為不小于50°。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布置在堅硬巖體內(nèi)的水電站地下廠房，其特征在于，所述拱梁包括: 兩根以上的平行鋼管作為拱梁的弦桿； 連接各弦桿的多根斜腹桿； 將弦桿和斜腹桿包圍的構(gòu)成矩形截面的箍筋及連接各箍筋的縱筋； 澆注在箍筋及縱筋范圍內(nèi)的外圍混凝土。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布置在堅硬巖體內(nèi)的水電站地下廠房，其特征在于，還包括:設(shè)置在拱梁上方，覆蓋整個主洞室頂部的拱板；所述拱板與拱梁的弧形相適應(yīng)；拱板通過拱梁及拱梁兩側(cè)的橫梁支撐。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的布置在堅硬巖體內(nèi)的水電站地下廠房，其特征在于，在相鄰所述拱梁之間的拱板上設(shè)置多根與拱梁垂直的肋梁，并在肋梁與拱梁相交的位置設(shè)置連接拱梁與拱板的支撐塊。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的布置在堅硬巖體內(nèi)的水電站地下廠房，其特征在于，所述拱板上設(shè)置有連通其上部空間和下部空間的進風(fēng)口和回風(fēng)口。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的布置在堅硬巖體內(nèi)的水電站地下廠房，其特征在于，所述拱板的上方設(shè)置密封隔墻，將拱板的上部空間分隔為進氣空間和排氣空間；所述進風(fēng)口設(shè)置于與進氣空間相對的拱板上，所述回風(fēng)口設(shè)置于與排氣空間相對的拱板上。
【專利摘要】本實用新型涉及水電站地下廠房設(shè)計領(lǐng)域，尤其是涉及一種布置在堅硬巖體內(nèi)的水電站地下廠房。包括：主機洞、主變尾閘洞、尾水支洞及尾水主洞；所述主機洞與主變尾閘洞平行布置，且主機洞與主變尾閘洞的軸線方向與堅硬巖體的走向相同；主機洞通過四條平行的甬道與主變尾閘洞連通；所述主變尾閘洞通過四條平行的尾水支洞與尾水主洞連通。本實用新型實現(xiàn)了在寬度較窄的堅硬巖體內(nèi)布置水電站地下廠房，能夠較好地適應(yīng)了某些特殊的地形和地質(zhì)條件，其方案更加科學(xué)，可減少圍巖的加強支護成本，降低工期滯后風(fēng)險、施工期安全風(fēng)險，運行安全，同時還可以解決地下廠房的通風(fēng)問題。
【IPC分類】E02B9/00
【公開號】CN204715313
【申請?zhí)枴緾N201520306973
【發(fā)明人】陳宏明, 羅繼勇, 盧義駢, 覃永恒
【申請人】廣西壯族自治區(qū)水利電力勘測設(shè)計研究院
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年5月13日