发明内容

为解决压气储能洞室密封的问题，克服现有压气储能洞室密封方法的不足，本发明提出一种适用范围更广、可行性更好、泄漏率更小、风险和成本更低的整体式橡胶囊密封的压气储能内衬洞室。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种整体式橡胶囊密封的压气储能内衬洞室，包括压气储能内衬洞室、整体式橡胶囊和排水沟，所述的压气储能内衬洞室开挖在完整性较好的围岩中，所述的整体式橡胶囊设置在所述的压气储能内衬洞室内，所述的排水沟开挖在所述的压气储能内衬洞室的底部，所述的整体式橡胶囊用于所述的压气储能内衬洞室的密封，所述的整体式橡胶囊充气膨胀时密贴于所述的压气储能内衬洞室的衬砌壁面；充气过程中，整体式橡胶囊紧贴压气储能内衬洞室的衬砌壁面，将内部压力传递至围岩，围岩体的反作用使整体式橡胶囊内外压力达到平衡对压气储能内衬洞室进行密封；放气过程中，整体式橡胶囊与压气储能内衬洞室的衬砌壁面脱离，给积聚在整体式橡胶囊和压气储能内衬洞室的衬砌壁面之间的水头压力一个释放的空间，渗透进入压气储能内衬洞室的地下水则通过排水沟排出洞外。

作为优选，所述的整体式橡胶囊由分段制作的橡胶囊在所述的压气储能内衬洞室的施工现场通过熔接机硫化连接而成。为了满足运输过程中限高、限重的要求，橡胶囊要尽可能的轻薄，并且要分段制作，直径可以根据工程现场的要求进行确定。将分段制作的橡胶囊在地下洞室施工现场通过熔接机硫化连接制作整体式橡胶囊，制作灵活、方便，能够更好地满足工程现场的要求，并保证整体式橡胶囊的整体性及其对压气储能内衬洞室的密封效果。

作为优选，所述的整体式橡胶囊充气膨胀时的形状与所述的压气储能内衬洞室的形状相同，所述的整体式橡胶囊充气膨胀时的外径与所述的压气储能内衬洞室的内径大小相等，即可保证整体式橡胶囊充气过程中不受到内外压差的作用。

作为优选，所述的压气储能内衬洞室的衬砌为浇筑的钢筋混凝土层，所述的压气储能内衬洞室的轴向的两端分别布置有头部基座和尾部基座，所述的头部基座和所述的尾部基座分别由钢筋混凝土浇筑而成，所述的压气储能内衬洞室、头部基座和尾部基座围成一容置腔，所述的整体式橡胶囊位于所述的容置腔内，所述的整体式橡胶囊的头部与一进气管道和一出气管道的一端相连通，所述的进气管道和所述的出气管道上分别设置有进气阀门和出气阀门，所述的进气管道的另一端与空气压缩机连接，所述的出气管道的另一端与发电机组连接，所述的空气压缩机和所述的发电机组分别与电网相连。头部基座和尾部基座分别由钢筋混凝土浇筑而成，头部基座和尾部基座嵌入围岩可以更好地限制压气储能内衬洞室的横向变形，为充气过程整体式橡胶囊的横向变形提供承载结构。

作为优选，所述的钢筋混凝土层上固定有多个吊扣，所述的多个吊扣分成两排沿所述的压气储能内衬洞室的轴向间隔布设，每个所述的吊扣设置在所述的压气储能内衬洞室的半高以上部位，所述的整体式橡胶囊的外壁固定有多根吊带，所述的多根吊带分成两排沿所述的压气储能内衬洞室的轴向间隔布设，每根所述的吊带设置在所述的整体式橡胶囊的半高以上部位，每根所述的吊带与一个所述的吊扣连接。采用上述连接结构后，整体式橡胶囊安装到位后一半以下吊挂在洞墙上，可以减少整体式橡胶囊的不规则运动和死折。

作为优选，每个所述的吊扣通过带有垫片的水泥钉固定于所述的钢筋混凝土层。施工过程中可以将吊带套在水泥钉上楔进钢筋混凝土层，实现对橡胶囊的固定。水泥钉钉头和垫片很薄，不会因为吊扣的凸起而刺破整体式橡胶囊。

作为优选，所述的钢筋混凝土层的内壁铺设有一层土工布层，所述的土工布层通过若干水泥钉固定于所述的钢筋混凝土层的内壁。相对柔软的土工布层可使容置腔的内表面更加平整，从而整体式橡胶囊充气之后受力更加均匀。

作为优选，每根所述的水泥钉与所述的土工布层之间压紧设置有垫片。垫片一方面可以保护土工布层，另一方面可以避免水泥钉穿透土工布层而失去作用。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1）本发明压气储能内衬洞室采用的整体式橡胶囊是一个整体，密封效果好，可避免现有的压气储能内衬洞室中由于密封材料的热熔衔接以及围岩裂缝等产生的空气泄漏；

2）本发明压气储能内衬洞室中整体式橡胶囊在放气工况下会从压气储能内衬洞室的内壁脱离，给积聚在整体式橡胶囊和压气储能内衬洞室的内壁之间的水头压力一个释放的空间，避免整体式橡胶囊被水头压力撕裂的风险；

3）本发明压气储能内衬洞室结构简单，充气后整体式橡胶囊内部的空气压力会和外部的围岩压力达到一个平衡，仅仅起到一个密封的效果，并不承受力的作用，因此，制作过程中不需要刻意增加橡胶囊材料的厚度，制作成本低廉，容易实施和推广，经济效益高；

4）相比于现有的压气储能内衬洞室，本发明压气储能内衬洞室的适用范围更广、可行性更好、泄漏率更小、风险和成本更低。