[發明專利]一種挑面混合流消能型式

在審

• 申請號: 202011552891.3
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112796284A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 吳偉偉;劉西軍;陳國良
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東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: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 韓小燕

本發明公開了一種挑面混合流消能型式，旨在克服現有技術中的挑流消能型式對于一些水頭高、下游水深較小、基巖抗沖能力較弱的工程，挑流消能往往存在沖坑偏深，影響大壩安全的問題。本發明的目的是提出一種新的挑面混合流消能型式，能夠通過兩種形式水流在下游河道的碰撞、漩滾消殺能量，最終減輕對下游河床的沖刷。本發明的技術方案是：本發明的一種挑面混合流消能型式，包括設置在大壩的泄洪孔口下方的低挑流坎和高挑流坎，所述高挑流坎的末端高程大于低挑流坎的末端高程。本發明適用于水利工程中泄水建筑物的消能防沖。

技術領域

本發明涉及一種壩身泄洪消能型式，主要用于水利工程中泄水建筑物的消 能防沖。

背景技術

泄洪消能建筑物是水利水電工程重要組成部分，是保障樞紐工程安全的關 鍵建筑物。近幾十年來，我國水電工程建設事業的蓬勃發展，興建了大量的水 利工程，由于各類項目工程技術條件地形地質條件、水力條件等復雜性，傳統 消能方式有其適用條件和局限性，已不能滿足工程的需要，特別是近年來高水 頭、大流量的泄水建筑物不斷增加，泄洪消能設計的難度日益增加，泄洪消能 安全問題也日益突出。此外，據不完全統計，泄洪消能建筑物的費用約占整個 水電建筑物造價的40％～50％。因此，無論在工程安全或經濟效益上，水利水電工 程的泄洪消能型式的選擇和設計一直是水電工程設計的關鍵技術問題之一，研 究發展高效、安全及經濟的新型消能工結構形式具有重要意義。

在傳統的幾種消能方式中，挑流消能由于其結構簡單、工程投資省、檢修 施工方便等優點得到廣泛應用。挑流消能一般適用于中、高水頭，下游有一定 尾水深度，基巖條件良好的工程。但對于一些水頭高、下游水深較小、基巖抗 沖能力較弱的工程，挑流消能往往存在沖坑偏深的問題，影響大壩安全，特別 是對于一些基礎存在不利結構面工程，下游沖刷過深，直接影響大壩的抗滑穩 定。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中的挑流消能型式的上述不足之處，提出一種新 的挑面混合流消能型式，能夠通過兩種形式水流在下游河道的碰撞、漩滾消殺 能量，最終達到減輕下游河床沖刷的目的。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的一種挑面混合流消能型式，包括設置在大壩的泄洪孔口下方的低 挑流坎和高挑流坎，所述高挑流坎的末端高程大于低挑流坎的末端高程。

作為優選，所述高挑流坎和低挑流坎的之間設有分隔邊墻，所述分隔邊墻 的沿大壩下游方向延伸且分隔邊墻的末端厚度逐漸變薄，使相鄰分隔邊墻之間 構成向外擴散的擴散結構。

作為優選，所述相鄰分隔邊墻之間構成的擴散結構的擴散角為0°～45°。

作為優選，所述泄洪孔口的出水流在低挑流坎處形成河床面流，所述泄洪 孔口的出水流在高挑流坎處形成空中射流，大壩的下游設置有河床面流擴散區， 所述空中射流下落于河床面流擴散區。

作為優選，所述低挑流坎和高挑流坎間隔布置。

作為優選，所述泄洪孔口數量為四個，位于中間的兩個泄洪孔口下方設置 低挑流坎，位于兩邊的泄洪孔口下方設置高挑流坎；或位于中間的兩個泄洪孔 口下方設置高挑流坎，位于兩邊的泄洪孔口下方設置低挑流坎。

作為優選，低挑流坎的挑角為-10°～45°。

作為優選，高挑流坎的挑角為-10°～45°。

本發明通過設置不同高程挑坎或跌坎，使水流從不同的高程出流，形成兩種 出流形式：一種是高挑流坎將水流挑向空中，形成摻氣射流；另一種是采用低 挑流坎將水流送至下游河床水面。使空中射流和河床面流橫向充分擴散，并使 得空中射流水舌入水區位于河床面流擴散區，利用水面面流動水墊，減輕空中 射流的沖擊力，通過兩種形式水流在下游河道的碰撞、漩滾消殺能量，最終達 到減輕下游河床沖刷的目的。為防止河床面流沖刷壩趾，在壩后設置一定長度 的水平護坦，對近壩下巖體進行保護。

附圖說明