[發(fā)明專利]溢流壩泄洪底流防沖刷消能墻

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010589414.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111705761A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王穎;龐瑞;杜玉娟;郭曉茜;陳何萱;陳俊杰;田雪平;張紅旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王穎
• 主分類號(hào): E02B8/06
• 分類號(hào): E02B8/06
• 代理公司: 鄭州明華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41162
• 代理人: 高麗華

本發(fā)明公開(kāi)了一種溢流壩泄洪底流防沖刷消能墻，溢流壩主體泄洪通道底有跌坎消力池，遠(yuǎn)端有消能墻，消力池與遠(yuǎn)端消能墻之間的區(qū)域或消力池的前端區(qū)域或遠(yuǎn)端消能墻的前端區(qū)域，有固定于底層內(nèi)的復(fù)合透水消能墻。本發(fā)明復(fù)合透水消能墻置于消力池與遠(yuǎn)端消能墻之間的區(qū)域，消能過(guò)程主要使一部分泄水通過(guò)摩擦、旋滾、擴(kuò)散、撞擊、變成熱能耗散。將該復(fù)合消能墻修筑于消力池前時(shí)，能夠極大程度上減少高速水流對(duì)原有消力池的沖刷和磨損。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高水頭、大流量條件下底流消能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種溢流壩泄洪底流防沖刷消能墻。

背景技術(shù)

高水頭、大流量溢流壩的傳統(tǒng)消能工方式主要有挑流、底流、面流三大消能方式，各消能方式各具優(yōu)缺點(diǎn)，單純一種消能方式往往較難達(dá)到最佳消能效果，部分利用挑流消能的大型水電站通常集合多種消能方式。挑流消能方式具有工程量較小和施工簡(jiǎn)單的特點(diǎn)被應(yīng)用于高壩洪流輸出的首位，但挑流消能的挑流高度過(guò)高會(huì)造成泄洪霧化現(xiàn)象嚴(yán)重產(chǎn)生霧化降雨，影響壩區(qū)電廠、交通和農(nóng)業(yè)，僅依靠挑流高度變低后消能效果有限。目前，在三大消能方式中仍以底流消能為主配合其他消能為輔相互配合的消能組合應(yīng)用。底流消能的原理是在擋水建筑物下游設(shè)消力池、消力坎和消能墻等，促使水流在限定范圍內(nèi)產(chǎn)生水躍，通過(guò)水流的內(nèi)部摩擦、摻氣和撞擊以消耗多余的能量，具有流態(tài)穩(wěn)定、消能效果好、對(duì)地質(zhì)條件和尾水水位變化適應(yīng)性較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

然而底流消能需要修建造價(jià)昂貴的底流消力池，工程投資較大，底流沖刷破壞程度大導(dǎo)致消力池和消能墻嚴(yán)重磨損，進(jìn)而降低消能效果。泄洪通道底消力池和遠(yuǎn)端消能墻的施工成本高，維護(hù)難度大。

由于高壩工程工作水頭高，致使消力池臨底流速很高，難于保證消力池自身的泄洪安全。長(zhǎng)期水流沖刷導(dǎo)致的磨損無(wú)法通過(guò)常規(guī)修復(fù)方式還原，重新筑基施工量大和成本高，尤其是針對(duì)高水頭、大流量條件下底流消能需求，底流消能的跌坎高度越大，消力池臨底流速和脈動(dòng)壓強(qiáng)越小，水流流態(tài)越接近于面流，消能效果相對(duì)較差；跌坎高度越小，消力池內(nèi)水流流態(tài)越接近于常規(guī)的水躍消能的底流流態(tài)，消能效果好，但消力池臨底流速較大，容易對(duì)底板造成破壞。對(duì)于長(zhǎng)期水流沖刷導(dǎo)致的對(duì)跌坎磨損無(wú)法通過(guò)常規(guī)修復(fù)方式還原，重新筑基施工量大和成本高，現(xiàn)實(shí)中難以實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)長(zhǎng)期運(yùn)行的溢流壩泄洪過(guò)程對(duì)于底流沖刷消力池導(dǎo)致磨損嚴(yán)重且修復(fù)難度大的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種溢流壩泄洪底流防沖刷消能墻。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用一種溢流壩泄洪底流防沖刷消能墻，溢流壩主體泄洪通道底有跌坎消力池，遠(yuǎn)端有消能墻，消力池與遠(yuǎn)端消能墻之間的區(qū)域或消力池的前端區(qū)域或遠(yuǎn)端消能墻的前端區(qū)域，有固定于底層內(nèi)的復(fù)合透水消能墻。

復(fù)合透水消能墻包括在泄洪通道底層筑建砼基礎(chǔ)且通過(guò)錨桿深植地層深處，或?qū)㈨呕A(chǔ)與消力池基礎(chǔ)連接，或?qū)㈨呕A(chǔ)與遠(yuǎn)端消能墻基礎(chǔ)連接，基礎(chǔ)上側(cè)通過(guò)預(yù)埋件固定主架和輔架，在主架內(nèi)陣列式分布且固定多個(gè)消能單元，形成具有多層消能墻的復(fù)合結(jié)構(gòu)透水墻。

每個(gè)消能單元分別包括導(dǎo)流基件、內(nèi)穿拉桿、鎖套和側(cè)連桿，導(dǎo)流基件的中部含有一個(gè)梭形的圓盤體，圓盤體兩側(cè)面分別為凹錐面，圓盤體的軸心有中心孔， 所述的內(nèi)穿拉桿沿縱向貫穿多個(gè)導(dǎo)流基件并固定，內(nèi)穿拉桿的末端有螺柱段并套固有鎖絲，同一內(nèi)穿拉桿上的相鄰導(dǎo)流基件之間套裝有鎖套，任一鎖套的周邊固定有側(cè)連桿，不同穿拉桿上的相鄰側(cè)連桿依次固定在一起，使最外側(cè)的側(cè)連桿固定在主架的框架上，或者相鄰側(cè)連桿同時(shí)固定于公共承桿，公共承桿的最外端固定在主架的框架上。

相鄰內(nèi)穿拉桿貫穿多個(gè)導(dǎo)流基件并固定后，沿順?biāo)鞣较蚍謩e固定于主架內(nèi)。水流沖擊表層層消能墻后，通過(guò)陣列分布的多個(gè)消能單元被分散導(dǎo)流，使縱向水流被分解為多個(gè)以消能單元為中心的徑向水流，且相鄰消能單元處的徑向水流相互沖擊消能后，再依次進(jìn)入后續(xù)各層消能墻，由后續(xù)各層消能墻以同樣的消能方式對(duì)水流分解消能。