[實用新型]高拱壩泄洪表孔結構

有效

• 申請號: 201520295747.4
• 申請日: 2015-05-08
• 公開（公告）號: CN204608731U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 葉茂;黃武林;薛云飛;李仁鴻;陳林;呂海艷;王川;蒲云娟;黃躍
• 申請（專利權）人: 中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E02B8/06
• 分類號: E02B8/06
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 劉世平

技術領域

本實用新型涉及水利水電工程領域，尤其涉及一種高拱壩泄洪表孔結構。

背景技術

壩身表孔和深孔水舌空中碰撞的泄洪消能方式，利用水舌空中碰撞、散裂，減輕了水墊塘的消能負擔，已成功應用于二灘、溪洛渡、小灣、白鶴灘、拉西瓦等電站。但是，水舌空中碰撞會加重泄洪霧化問題，影響下游岸坡穩定和建筑物安全。為減小泄洪霧化強度，錦屏一級水電站采用了水舌空中不碰撞的新型泄洪消能方式，通過表孔水流的橫向縮窄、縱向拉伸，實現表孔和深孔水舌的空中穿插，減少碰撞甚至不發生碰撞。

為了縮窄表孔水舌，可在表孔設置寬尾墩，寬尾墩是一種典型的收縮式消能結構，設于閘墩尾部，使閘墩平尾變成寬尾，通過增大閘墩尾部寬度，減小過流寬度，使扁而平的水流急劇縮窄，變成薄而高的水舌，從而實現了表孔水流的縮窄拉伸，常用的寬尾墩體型為矩形寬尾墩。

表孔設置矩形寬尾墩將水流縮窄拉伸，主要存在兩個問題：1由于表孔過流速度不大，導致水流縮窄后縱向拉伸不夠充分，水墊塘底板的沖擊動壓超過控制標準；2通過增大寬尾墩的收縮角、減小收縮比，可增強水舌的縱向拉伸效果，但水流在短距離內大幅度收縮會產生急流沖擊波，在水舌上部形成不穩定水翅，并與深孔水舌發生碰撞。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：提供一種適用于表孔和深孔水舌空中不碰撞的泄洪消能方式的高拱壩泄洪表孔結構，該高拱壩泄洪表孔結構可增強水舌的穩定性，并使水舌在縱向上擴散充分，減小水墊塘底板的沖擊動壓。

為解決上述問題采用的技術方案是：高拱壩泄洪表孔結構包括具有泄洪表孔底板和閘墩的高拱壩，閘墩間隔設置在泄洪表孔底板上方，相鄰閘墩之間的空間為泄洪表孔，閘墩包括橫截面形狀為矩形的閘墩主體和位于閘墩主體側面且形狀為四面體形的縮窄結構；在縮窄結構的作用下，泄洪表孔的下游段的下部形成自上而下逐漸收縮的收縮部分；沿水流方向，收縮部分的高度由零開始逐漸增加；泄洪表孔底板的下游段中部設置有由泄洪表孔底板端部向內部延伸的透空結構，透空結構的最大寬度小于透空結構兩側的縮窄結構的最小距離。

進一步的是：沿水流方向，透空結構的長度為縮窄結構長度的20％～30％。

進一步的是：沿水流方向，透空結構的寬度逐漸增大。

本實用新型的有益效果是：1表孔水舌穩定性較好，不與中孔水舌發生碰撞；

2水舌縱向拉伸充分，水墊塘底板的沖擊動壓明顯低于控制標準；

3水舌下緣不會沖砸中孔啟閉機房。

附圖說明

圖1是高拱壩泄洪表孔結構俯視圖；

圖2是高拱壩泄洪表孔結構沿水流方向剖切的視圖；

圖3是高拱壩泄洪表孔結構逆水流方向的視圖；

圖中標記為：閘墩主體1、泄洪表孔底板2、泄洪表孔3、縮窄結構4、透空結構5、閘墩6。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進一步說明。

高拱壩泄洪表孔結構包括具有泄洪表孔底板2和閘墩6的高拱壩，閘墩6間隔設置在泄洪表孔底板2上方，相鄰閘墩6之間的空間為泄洪表孔3，閘墩6包括橫截面形狀為矩形的閘墩主體1和位于閘墩主體1側面且形狀為四面體形的縮窄結構4；在縮窄結構4的作用下，泄洪表孔3的下游段的下部形成自上而下逐漸收縮的收縮部分；沿水流方向，收縮部分的高度由零開始逐漸增加；泄洪表孔底板2的下游段中部設置有由泄洪表孔底板2端部向內部延伸的透空結構5，透空結構5的最大寬度小于透空結構5兩側的縮窄結構4的最小距離。

設置縮窄結構4，將水流縮窄的同時能夠增強水舌的穩定性。縮窄結構4是在寬尾墩基礎上演變的，將寬尾墩上游部分的寬度和高度縮窄為零，即可得出縮窄結構4。當水流經過縮窄結構4時，流速較高的下部水流收縮較快，而流速較低的上部水流收縮較慢，在滿足水舌縱向拉伸的條件下，可增強上部水舌的穩定性。

“泄洪表孔底板2的下游段中部設置有由泄洪表孔底板2端部向內部延伸的透空結構5，透空結構5的最大寬度小于透空結構5兩側的縮窄結構4的最小距離。”也就是泄洪表孔3出口段采用非完全透空底板，泄洪表孔底板2中間透空、兩側保留，透空結構5使水舌下緣向上游擴散，保留部分使水舌上緣向下游擴散，以增強水舌縱向拉伸效果，降低水墊塘底板的沖擊動壓。

進一步的，沿水流方向，透空結構5的長度為縮窄結構4長度的20％～30％。透空結構5的長度是其主要控制因素，透空長度過短會導致水舌縱向拉伸效果不好，水墊塘底板的沖擊動壓仍然偏大；透空長度過長會導致水舌下緣沖砸中孔啟閉機房，威脅建筑物的安全。

進一步的，沿水流方向，透空結構5的寬度逐漸增大。這樣能夠避免水流對透空結構5的側壁產生空蝕破壞。