[實用新型]一種不對稱拱壩的系統(tǒng)性泄洪消能布置結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020274368.8
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN212248136U
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張春生;徐建榮;彭育;王建新;薛陽;陶俊佳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電建集團華東勘測設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: E02B8/06
• 分類號: E02B8/06
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本實用新型提供了一種不對稱拱壩的系統(tǒng)性泄洪消能布置結(jié)構(gòu)，使泄洪中心線與下游河道的中心線重合或平行，并與拱壩中心線呈一定夾角，所述泄洪孔口被布置為多層孔口，各層孔口平面上采用與拱壩軸線呈一定夾角的不對稱圓弧布置，通過圓弧曲率半徑、泄洪孔分組、孔口出流在垂直方向上的角度，控制泄洪水舌運動軌跡，使水舌分層錯落進入水墊塘中央。本實用新型通過采用分層不對稱的泄洪孔口布置，控制水舌運動軌跡，使水舌順應(yīng)下游河道，解決了不對稱的拱壩結(jié)構(gòu)和不對稱的地形條件對泄洪安全和岸坡沖刷的不利影響，滿足大壩泄洪消能要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種不對稱拱壩的泄洪消能布置結(jié)構(gòu)，適用于水利水電工程，尤其適用于窄河谷、大流量，兩岸地勢差別較大的不對稱拱壩的泄洪消能。

背景技術(shù)

窄河谷、大泄量的混凝土高拱壩工程，通常利用布置在壩身的多層孔口泄洪，下游水墊塘消能。泄洪水流的巨大能量通過多層水舌空中分散，碰撞(或不碰撞)，最后落入下游水墊塘消能后，平穩(wěn)進入下游河道。國內(nèi)大型的混凝土高拱壩工程如二灘水電站、小灣水電站、溪洛渡水電站、拉西瓦水電站、錦屏一級水電站、構(gòu)皮灘水電站等均采用這種泄洪消能型式。這些工程基本上位于兩岸地形較為對稱的V型或U型河谷，拱壩結(jié)構(gòu)相對對稱，泄洪孔口一般順應(yīng)拱壩曲率沿拱壩中心線對稱布置，通過不同的挑跌角使泄洪水舌分層進入水墊塘。

然而當遇到較為復(fù)雜的建壩條件，如河道兩岸地形或地質(zhì)條件差別較大，導(dǎo)致不對稱的拱壩結(jié)構(gòu)，即拱壩左右兩岸曲率和中心角相差很大，整個拱壩中心線向一岸偏轉(zhuǎn)，與下游河道呈較大的夾角，若仍按常規(guī)的泄洪孔口布置和水墊塘型式，將導(dǎo)致水舌沖擊岸坡，水墊塘沖擊壓力集中，水流歸槽不暢，影響拱肩抗力體穩(wěn)定和大壩泄洪安全。因此對于這種不利的地形條件和拱壩結(jié)構(gòu)，如何通過合理的壩身泄洪消能建筑物布置和水舌軌跡控制技術(shù)，最大程度改善不利結(jié)構(gòu)帶來的影響，使泄洪水流充分分散，安全入塘，提高大壩和岸坡的泄洪安全度，是高拱壩工程泄洪消能設(shè)計中的一項關(guān)鍵技術(shù)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是：提供一種不對稱拱壩的系統(tǒng)性泄洪消能布置結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不對稱地形地質(zhì)條件和不對稱拱壩結(jié)構(gòu)，有效控制泄洪水舌運動軌跡滿足泄洪消能要求，提高拱壩泄洪安全度。

為此，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

一種不對稱拱壩的系統(tǒng)性泄洪消能布置結(jié)構(gòu)，由拱壩壩身泄洪孔口和壩后水墊塘組成；其特征在于所述泄洪孔口被布置為多層孔口，各層孔口平面采用與拱壩軸線呈一定夾角的不對稱圓弧布置；深層孔口分為若干組，不同組間采用不同的上挑角度，同一組的深層泄洪孔口的上挑角度相同。

表層孔口采用間隔2孔為一組的不對稱分層大差動出流，同組采用相同俯角和出口體型。

進一步地，所述不對稱圓弧是指泄洪孔口前緣控制點軌跡線為兩段相切的圓弧組成，其切點和兩個圓弧的圓心均位于泄洪中心線上，兩側(cè)曲率半徑則根據(jù)拱壩不對稱程度選擇，拱壩曲率較緩一側(cè)的半徑大于另一側(cè)，所述拱壩曲率較緩一側(cè)的半徑以泄洪水流最大挑距的1.8～2倍控制。

進一步地，每個泄洪孔口的流道方向基本沿所在圓弧的徑向布置。

進一步地，所述泄洪孔口前緣控制點軌跡線與拱壩壩軸線之間的距離隨拱壩不對稱程度而變化，最大懸挑長度和不對稱度限制在拱壩結(jié)構(gòu)應(yīng)力允許范圍內(nèi)。

進一步地，所述泄洪孔口在拱壩立面上分層布置，每層孔口由多個泄洪孔組成，使泄洪水流立體分層大差動出流。表層孔口分組采用不同俯角使水流進一步縱向分散，同組表層孔口的出口體型和俯角相同，不同組之間俯角相差一定角度，使泄洪水舌軌跡縱向拉開距離。

進一步地，深層孔口由外向內(nèi)兩兩對稱分組，同組深層孔口沿水流方向上挑角度相同，不同組之間的挑角相差一定角度而將水流進一步分散，表層孔口和深層孔口同時泄洪時，水舌軌跡在空中產(chǎn)生最佳碰撞消能效果。