[發(fā)明專利]一種改善船閘閘門門庫水沙條件的結(jié)構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110214077.5
• 申請日: 2011-07-28
• 公開（公告）號: CN102286962A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡亞安;黃岳;宣國祥;李云;李君;李中華
• 申請（專利權(quán)）人: 水利部交通運(yùn)輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院
• 主分類號: E02B7/20
• 分類號: E02B7/20;E02B8/06
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 任立;姚姣陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能夠改善多沙通航河流船閘閘門門庫水流條件和泥沙沉積狀況的工程結(jié)構(gòu)，具體的說是一種改善船閘閘門門庫水沙條件的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

船閘是克服河流上建壩（或天然）形成的集中水位差的一種過船建筑物，它是由上下閘首、閘門、閘室等組成。閘門是閘室輸水過程中用以封閉閘室、在輸水結(jié)束完成船舶進(jìn)出閘的的關(guān)鍵設(shè)備，而門庫則是用于容納閘門啟閉的空間。

由于閘室結(jié)構(gòu)的限制，閘門門庫內(nèi)無法布置含出水孔的輸水廊道，因此門庫屬于閘室內(nèi)的非出水區(qū)域。而在閘室充、泄水過程中，從閘室內(nèi)出水區(qū)域進(jìn)入閘室內(nèi)的水流將向門庫內(nèi)流動，并在閘門發(fā)生反射，從而在閘門門庫內(nèi)產(chǎn)生明顯的縱向水流以及往復(fù)波動，并會在門庫邊界突變處產(chǎn)生分離流、旋轉(zhuǎn)水流等不良水力現(xiàn)象，導(dǎo)致閘門門庫內(nèi)的水流流態(tài)十分復(fù)雜，這將直接影響到閘門的運(yùn)行安全。

此外，我國的通航河流中大多數(shù)為多沙河流，鑒于葛洲壩三座船閘的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，影響船閘閘門運(yùn)行除水力學(xué)問題外，還有閘門門庫泥沙沉積問題。葛洲壩1號船閘閘門門庫最大泥沙沉積厚度達(dá)3m左右，泥沙沉積使人字閘門不得不在很厚的淤泥層中啟閉，顯著增大了人字門啟閉時(shí)的阻力矩，加劇了人字門底樞及止水摩損程度。

因而，如何改善船閘閘門門庫的水流條件及泥沙沉積問題，已成為建設(shè)、設(shè)計(jì)和科研人員非常關(guān)注的一個問題，而國內(nèi)外在此方面鮮有成功案例可供借鑒。發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在缺點(diǎn)，提出一種既能夠改善船閘閘門門庫內(nèi)的水沙條件，同時(shí)又可降低施工難度，方便檢修，節(jié)約工程投資，降低運(yùn)行成本的結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是：本發(fā)明提高一種改善船閘閘門門庫水沙條件的結(jié)構(gòu)，包括閘門門庫、閘室和閘門，在所述閘門門庫的閘室出水支廊道末端設(shè)置有輔助出水廊道，所述輔助出水廊道呈U形或矩形；所述輔助出水廊道頂部的最小淹沒水深不小于船閘門檻水深；所述輔助出水廊道側(cè)壁設(shè)有若干出水孔；利用輔助出水廊道達(dá)到分散水流及沖沙的目的。

本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是：前述的改善船閘閘門門庫水沙條件的結(jié)構(gòu)，所述輔助出水廊寬度小于等于所述閘門門庫寬度，在結(jié)構(gòu)允許的情況下應(yīng)盡可能的將輔助出水廊的寬度覆蓋至整個門庫區(qū)域。

前述的改善船閘閘門門庫水沙條件的結(jié)構(gòu)，所述出水孔為方形，單個出水孔的面積不超過原有閘室的單個出水孔面積的1/20，所述輔助出水廊道上的出水孔總面積為原有單個閘室出水孔面積的1～1.35倍，當(dāng)分支廊道首尾末端的水位壓力差滿足大于1mH₂O時(shí)；保證了出水孔的出流流速大于泥沙的起動流速，達(dá)到了防止泥沙沉積的目的。

進(jìn)一步的，前述的改善船閘閘門門庫水沙條件的結(jié)構(gòu)，所述輔助出水廊道的出水孔外側(cè)與閘墻之間設(shè)置有消力梁。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：（1）在靠近船閘閘門門庫的閘室出水支廊道末端加設(shè)U形或矩形輔助出水廊道，顯著地減小了閘門門庫內(nèi)的非出水區(qū)域，有效地改善了船閘門庫內(nèi)的水流條件；（2）在分支廊道首尾末端的剩余壓力大于1mH₂O的前提下，以及所設(shè)置的一定數(shù)量的出水小孔，保證了出水孔出流流速大于泥沙的起動流速，達(dá)到了防止泥沙沉積的目的；（3）在輔助出水廊道與閘墻之間設(shè)置消力梁等消能設(shè)施，降低了輔助出水廊道出流的紊動，進(jìn)一步改善了閘門門庫內(nèi)的水流條件；（4）輔助出水廊道的結(jié)構(gòu)簡單，施工與維護(hù)方便，在保證船閘閘門運(yùn)行安全的同時(shí)，還可大大降低船閘的運(yùn)行維護(hù)成本。

在船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中閘門門庫內(nèi)的水流條件及閘室內(nèi)的泥沙沉積問題一直是科研和設(shè)計(jì)人員所關(guān)注的焦點(diǎn)，本發(fā)明有效地改善了閘門門庫內(nèi)的水流條件，同時(shí)還可防止門庫內(nèi)泥沙沉積，而且結(jié)構(gòu)簡單、施工方便，顯著節(jié)約了運(yùn)行和維護(hù)成本，具有很好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的船閘總體平面示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的輔助出水廊道示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例二的船閘總體平面示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例二的輔助出水廊道示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1