[發明專利]用于溢洪道或泄洪洞出口的挑流斜鼻坎

無效

• 申請號: 201010197322.1
• 申請日: 2010-06-11
• 公開（公告）號: CN101864754A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 刁明軍;方旭東;劉賢鵬;文俊;邱春;徐蘭蘭
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: E02B8/06
• 分類號: E02B8/06
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 黃幼陵;肖睿澤

技術領域

本發明屬于水利水電工程中使用的泄洪消能設施，特別涉及一種用于溢洪道或泄洪洞出口的挑流斜鼻坎。

背景技術

在水利水電工程中，泄洪消能是非常關鍵的技術問題。對大量實際工程資料的統計分析顯示，泄洪消能設施的造價約占工程總造價的40％～50％，因此，選擇合適的泄洪消能設施對優化樞紐布置、節約投資具有重要意義。

從自溢洪道或者泄洪洞流出的水流能量較大，因此需在自溢洪道或者泄洪洞出口設置消能設施，減輕水流對河道的沖刷。溢洪道或泄洪洞出口的消能設施，一般選擇挑流消能方式，現有的挑流鼻坎以連續坎、差動坎、窄縫坎、高低坎、擴散坎、斜切坎、扭曲坎、舌型坎等挑坎體型應用最為廣泛，但是對于溢洪道或者泄洪洞出口河道轉向較大的工程，由于受地形地質條件和下游河道的限制，現有的挑流鼻坎無法滿足消能防沖的要求，難以避免水流對出口河道左右岸的沖刷破壞。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于溢洪道或泄洪洞出口河道轉向較大的特殊地形地質條件的挑流斜鼻坎，以減輕水流對出口河道和岸坡的沖刷破壞。

本發明所述用于溢洪道或泄洪洞出口的挑流斜鼻坎，由第一側邊墻、第二側邊墻和所述兩側邊墻之間的底板構成；所述底板為變橫坡比的扭曲面，所述第一側邊墻為直邊墻，所述第二側邊墻由直墻段及與直墻段相切的圓弧段組成；第一側邊墻與第二側邊墻的相對位置：第一側邊墻的起始端端部與第二側邊墻直墻段的端部平齊，且第一側邊墻與第二側邊墻直墻段之間相隔一距離平行安裝；使用時，第一側邊墻的起始端和第二側邊墻的直墻段端為水流的入口，第二側邊墻的圓弧段端部與第一側邊墻末端端部的連線為水流出口邊緣線。

上述挑流斜鼻坎中，第一側邊墻的長度L₁＝1d～3d，所述d為第一側邊墻與第二側邊墻直墻段之間的距離，第二側邊墻圓弧段的半徑r的取值以將溢洪道或泄洪洞的出口水流挑到下游河槽中心為限，在具體工程設計時，可結合水工模型確定，水流出口邊緣線與溢洪道或泄洪洞軸線的夾角θ取值范圍0～10°。

上述挑流斜鼻坎中，構成底板的變橫坡比扭曲面由一圓柱面變形而來，其橫坡比控制線為第一側邊墻的邊腳線和該邊腳線延長至第二側邊墻圓弧段所形成的弧線。

底板的橫坡比i＝(x-x₀)i₀/L₀，式中，x為底板的任一點縱向樁號，x₀為底板起始端縱向樁號，i₀為底板末端的橫坡比，控制i₀＝0.8～1.2，L₀為底板的長度。

底板高程控制方程為：

z＝z₀+R-[R²-(x-x₀)²]^0.5+yi，式中，z為底板上任一點高程，x為該點的縱向樁號，y為該點的橫向樁號，i為該點所在橫剖面的橫坡比，z₀為橫坡比控制線起始點高程，R為橫坡比控制線半徑，x₀為底板起始端縱向樁號。

上述挑流斜鼻坎中，第一側邊墻與第二側邊墻直墻段之間的距離d＝溢洪道或泄洪洞出口的寬度。

上述挑流斜鼻坎中，優選第二側邊墻直墻段與第一側邊墻的長度相同。

本發明所述挑流斜鼻坎設置在溢洪道或泄洪洞的出口處，第一側邊墻的起始端和第二側邊墻的直墻段端接溢洪道或泄洪洞的出口。

本發明具有以下有益效果：

1、在溢洪道或泄洪洞的出口處設置了本發明所述挑流斜鼻坎，可將進入該挑流斜鼻坎的水流形成窄而厚的水舌挑向空中，挑流水舌在空中繼續向上、下擴散，縱向拉開，而橫向擴散很小，落點范圍處于河道的河槽中心，因而有效解決了出口河道轉向較大的特殊地形地質條件下，來自溢洪道或泄洪洞的水流對出口河道左右岸的沖刷破壞，從而減少對河床和岸坡的保護措施，節約工程投資。

2、本發明所述挑流斜鼻坎，消能效果明顯，在配合下游消力池消能的情況下，消能率可達80％以上，在下游河道中形成的沖坑較淺。

3、本發明所述挑流斜鼻坎，結構簡單，易于制作，檢修方便。

附圖說明

圖1是本發明所述用于溢洪道或泄洪洞出口的挑流斜鼻坎的形狀構造示意圖；

圖2是圖1的側視圖；

圖3是圖1的俯視圖；

圖4是圖3的A-A剖視放大圖；

圖5是圖3的B-B剖視放大圖；

圖6是圖3的C-C剖視放大圖；

圖7是圖3的D-D剖視放大圖；