[實用新型]狹窄河谷拱壩大泄量高效消能工結構

有效

• 申請號: 201220298196.3
• 申請日: 2012-06-25
• 公開（公告）號: CN202626957U
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 張雄;朱雄;馮樹榮
• 申請（專利權）人: 中國水電顧問集團中南勘測設計研究院
• 主分類號: E02B8/06
• 分類號: E02B8/06
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;李發軍

技術領域

本實用新型涉及水電工程泄水建筑物領域，具體為一種狹窄河谷拱壩大泄量高效消能工結構。

背景技術

現有技術條件下，一般狹窄河谷混凝土拱壩均采用壩身泄洪、挑流消能型式，通常采用表孔、中孔、深孔，設置挑流鼻坎將水流高高挑起，拋向下游遠離大壩壩腳，或在空中碰撞消能，這種結構在洪水流量不大的峽谷地區運用情況良好；對于洪水流量大的，則遠離大壩在岸邊設置泄洪隧洞、岸邊溢洪道等泄水建筑物，但這種結構需要岸邊具備布置泄水建筑物的條件，且工程投資較高。如果在大流量狹窄河谷直接采用傳統的挑流消能型式，就會造成壩下游嚴重的沖刷破壞，危及兩岸邊坡穩定，甚至造成大壩的失穩破壞。

發明內容

為了克服現有的工程狹窄河谷、超大洪水的情況，容易造成壩下游嚴重的沖刷破壞，危及兩岸邊坡穩定，甚至造成大壩的失穩破壞的不足，本實用新型旨在提供一種狹窄河谷拱壩大泄量高效消能工結構，該泄洪消能工結構，具有泄放超大洪水能力，同時具有很好的消能功能；既可解決安全泄洪的要求，同時較好的解決了下游消能的難題，又可確保工程安全。

為了實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：

一種狹窄河谷拱壩大泄量高效消能工結構，其結構特點是，包括位于河床部位拱壩壩身的泄洪表孔和深孔，以及位于拱壩下游的水墊塘，其中表孔和深孔均采用寬尾墩，所述表孔和深孔的孔口底部連接有挑坎。

所述表孔和深孔均采用寬尾墩是指表孔和深孔的孔側壁收縮比例隨水頭增加而減少。

進一步地，所述水墊塘的底部寬度超過挑坎挑射水幕的總寬度。

為了保證水流能夠盡可能地實現消能，所述挑坎的俯角優選為20°~arccot0.7。進一步地，所述挑坎的俯角更優選為42°。所述的俯角是指挑坎與水平面所成的夾角，且挑坎斜向下設置。

采用寬尾墩可以將下泄水流沿高度方向縱向拉開，形成水幕；配合采用大俯角，可以使水幕的前后落點進一步拉開，增加落水面積，充分利用水墊塘的水體進行消能。

為了保護河兩岸的岸坡，所述水墊塘兩側的河岸具有混凝土護坡。

藉由上述結構，本實用新型包括位于河床部位拱壩壩身的泄洪表孔、深孔及下游的水墊塘，其中表孔、深孔都采用寬尾墩，寬尾墩的收縮比例隨水頭增加而減小，配合采用大俯角挑坎。水墊塘的底部寬度以超過挑射水幕總寬度為宜，長度應滿足水躍消能長度要求。

本實用新型的工作原理是，將改進后的拱壩壩身表孔、深孔泄水建筑物閘墩尾部加寬，形成收縮比較小的出口，以迫使水流橫向收縮、縱向拉開；將挑坎設置成大俯角，使近壩水流充分拉開；同時，調整各泄水建筑物閘墩收縮角度，使出口下泄水流形成基本平行的水幕，在空中充分摻氣。由于本實用新型針對河谷特別狹窄、洪水流量特別大的情況，需在下游配合使用水墊塘，以確保下游岸坡穩定安全。

具有可比性的傳統解決方案是采用重力壩，配合使用寬尾墩與水墊塘消能，混凝土量將會顯著增加，因此本實用新型所述水電工程拱壩高效消能工結構有效節約了成本，且結構簡單，便于實現。

本實用新型具有泄放超大洪水能力，同時具有很好的消能功能；既解決了安全泄洪的要求，同時較好的解決了下游消能的難題，確保工程安全，主要適用于水電工程狹窄河谷、大洪水流量條件下拱壩的高效消能工。

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步闡述。

附圖說明

圖1是本實用新型一種實施例的平面布置圖；

圖2是圖1中表孔中心剖面圖；

圖3是圖1中深孔中心剖面圖。

在圖中

1-拱壩；??????2-表孔；????3-深孔；????4-水墊塘；?

5-寬尾墩；????6-挑坎；???7-混凝土護坡。????

具體實施方式

一種狹窄河谷拱壩大泄量高效消能工結構，如圖1所示，包括位于河床部位拱壩1壩身的泄洪表孔2和深孔3，以及位于拱壩1下游的水墊塘4，該水墊塘4兩側的河岸具有混凝土護坡7；如圖2和圖3所示，其中表孔2和深孔3均采用寬尾墩5，所述表孔2和深孔3的孔口底部連接有挑坎6；所述水墊塘4的底部寬度超過挑坎6挑射水幕的總寬度。所述挑坎6的俯角為42°。

以下以淋溪河水電站為例闡述本實用新型。