[實用新型]適用于狹窄河谷高拱壩堰體的泄洪消能工結構

有效

• 申請號: 201320580699.4
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN203594005U
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 趙繼勇;鄧軍;崔進;張佳能;池明陽;金健;居浩;何建峰
• 申請（專利權）人: 中國水電顧問集團貴陽勘測設計研究院
• 主分類號: E02B8/06
• 分類號: E02B8/06
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 谷慶紅

技術領域

本實用新型涉及適用于狹窄河谷高拱壩堰體的泄洪消能工結構，屬于水利水電工程技術領域。

背景技術

水電水利工程當在狹窄河谷建高拱壩堰體時，由于泄洪落差大、單寬流量大，如何合理地將洪水安全宣泄到下游河段，減輕下游水墊塘底板沖擊動壓和防止岸坡沖刷，減小泄洪霧化對壩肩穩定的影響，是一個十分重要的研究課題。

現有狹窄河谷高拱壩泄洪消能工一般僅采用中孔窄縫達到一定泄洪規模的橫向收縮和垂向、縱向擴散，但表孔泄洪未實現，存在以下不足：一、由于未能全面實現橫向收縮和垂向、縱向擴散，造成消力塘寬度規模大，需要開挖兩壩肩，工程量及投資大；二、中表孔泄洪水流在空中出現碰撞，泄洪霧化問題相對嚴重，對于狹窄河谷兩壩肩巖體卸荷裂隙發育、邊坡穩定突出情況，嚴重影響壩肩穩定安全；三、中表孔泄洪水流落點在消力塘內相互重疊、沖擊較多，底板沖擊水壓力較大，需要較大規模的水墊塘，工程投資大。

發明內容

本實用新型的目的在于提供適用于狹窄河谷高拱壩堰體的泄洪消能工結構，克服現有技術的不足，既能解決狹窄河谷高拱壩兩壩肩巖體卸荷裂隙發育、邊坡穩定突出情況的消能問題，又能減小消力塘寬度少開挖兩壩肩，不形成高陡邊坡，減小對邊坡穩定的影響，同時還能減小水墊塘底板沖擊動壓力。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：適用于狹窄河谷高拱壩堰體的泄洪消能工結構，包括筑在狹窄河谷中的高拱壩堰體，高拱壩堰體的上部設置有表孔，高拱壩堰體的中部設置有中孔，所述的表孔的堰面曲線段與表孔的出口直線段相切形成跌流結構，表孔的出口直線段上設置有寬尾墩。

所述的堰面曲線段采用實用堰流曲線，包括WES標準型曲線、克奧型曲線，堰面曲線段按照1：0.8～1.2的斜率與出口直線段相切形成跌流。

所述的寬尾墩的縮窄率ε為0.3～0.7，寬尾墩縮窄角θ為15°～30°。

所述的中孔的出水段采用窄縫的結構形式。

本實用新型的有益效果在于：在原中孔窄縫消能工基礎上，實現了高拱壩中、表孔泄洪水流的橫向收縮和垂向、縱向擴散，充分利用下游狹窄河道的縱向空間，減小了橫向空間的應用，從而解決了狹窄河谷高拱壩兩壩肩巖體卸荷裂隙發育、邊坡穩定突出情況的消能問題，減小了消力塘寬度少開挖兩壩肩，不形成高陡邊坡，采用碰撞消能產生霧化減小了對邊坡穩定影響，同時減小了水墊塘底板沖擊動壓力。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型的俯視圖；

圖3為本實用新型的局部正視圖；

圖4為圖2中A-A的剖視圖。

其中，1-高拱壩堰體，2-表孔，3-中孔，21-堰面曲線段，22-出口直線段,23-寬尾墩，a-表孔近點落水點，b-表孔遠點落水點，c-中孔3的中孔近點落水點，d-中孔遠點落水點。

具體實施方式

下面結合附圖進一步描述本實用新型的技術方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。

如圖1，適用于狹窄河谷高拱壩堰體的泄洪消能工結構，包括筑在狹窄河谷中的高拱壩堰體1，高拱壩堰體1的上部設置有表孔2，高拱壩堰體1的中部設置有中孔3，所述的表孔2的堰面曲線段21與表孔2的出口直線段22相切形成跌流結構，表孔2的出口直線段22上設置有寬尾墩23，這樣可以實現泄洪水流橫向縮窄和垂向、縱向擴散。

如圖2、圖3，所述的堰面曲線段21采用實用堰流曲線，包括WES標準型曲線、克奧型曲線，堰面曲線段21按照1：0.8～1.2的斜率與出口直線段22相切形成跌流，其中WES堰面曲線根據根據容許負壓的大小，取75%～95%表孔最大堰上水頭Hzmax為定型設計水頭Hd。

如圖4，所述的寬尾墩的縮窄率ε為0.3～0.7，寬尾墩縮窄角θ為15°～30°，其中縮窄率ε=b/B，b為出口寬度，B為縮窄前寬度；寬尾墩縮窄角θ為arc（Tan（d/L），d為單側寬尾墩尾部寬度，L為寬尾墩長度），一般為15°～30°；寬尾墩始折點位置參數，（x，y為從堰頂高程為原點，始折點向下游的水平和垂直向距離，Hd為堰上設計水頭），一般ξ為0.5～1，η為0.7～1。

所述的中孔3的出水段采用窄縫的結構形式。

表孔2采用跌流＋寬尾墩消能工結構，表孔2的數量根據實際需求設計，可為多個，下泄水舌橫向收縮及垂向和縱向擴散效果顯著，呈現典型的收縮射流流態，充分利用下游河道的縱向空間，使表孔2水流水舌位于水墊塘中前部，實現了表孔2的表孔近點落水點a，表孔遠點落水點b與中孔3的中孔近點落水點c、中孔遠點落水點d的分離，減少了與中孔3泄洪水舌（位于水墊塘中后部）重疊、沖擊，又可減小跌流水流過于集中于壩后，從而危及大壩壩基安全；同時橫向縮窄減小對下游岸坡的沖刷、減少消力塘寬度要求而開挖兩壩肩形成高陡邊坡規模和減小與其它泄洪建筑物泄流水舌的碰撞產生霧化問題，從而保證了狹窄河谷高拱壩兩壩肩巖體卸荷裂隙發育、邊坡穩定突出等情況下的壩肩邊坡穩定安全。