[發明專利]高流速大泄量無壓泄洪洞多功能補氣系統

有效

• 申請號: 202110417441.1
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113216102B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 徐建榮;彭育;都輝;薛陽;張石;何明杰;張偉狄;顧錦健;陶俊佳
• 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;E02B9/06
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本發明公開了一種高流速大泄量無壓泄洪洞多功能補氣系統，包括泄洪洞摻氣坎和底部與泄洪洞摻氣坎相連的摻氣坎通風豎井，還包括：摻氣坎通風平洞，其與所述摻氣坎通風豎井相連，且至少連接一條摻氣坎通風豎井；洞頂通風豎井，其底部與泄洪洞洞頂相連；洞頂通風平洞，其與所述洞頂通風豎井相連，且至少連接一條洞頂通風豎井；共用通風平洞，其與所述摻氣坎通風豎井和所述洞頂通風豎井均相連；通風平洞中隔墻，其通長布置于所述共用通風平洞內，實現補氣功能各自獨立且兼用一條通風洞的目的。采用上述方案，通過設置中隔墻可使不同風速、風壓的洞頂補氣和摻氣坎補氣共用一條通風平洞，減少開挖支護工程量，縮減工期，節約工程投資。

技術領域

本發明屬于水利水電工程領域，具體涉及一種高流速大泄量無壓泄洪洞多功能補氣系統，尤其是針對洞頂補氣與摻氣坎補氣各自獨立的情況。

背景技術

隨著泄水建筑物泄洪功率的增加，高速水流引起的空化空蝕問題非常突出，摻氣減蝕作為一種有效的工程措施，已經在水利工程領域得到廣泛應用。對于高流速、大泄量無壓泄洪洞，僅靠洞頂余幅補氣實現摻氣減蝕目的風險較大，一旦余幅不足則影響水流流態和摻氣減蝕效果，需要設置通風補氣系統(一般由通風豎井和通風平洞組成)由洞外補氣。

考慮到高速水流段洞頂空氣可能充滿水汽混合物，影響摻氣坎的補氣效果，越來越多的摻氣坎開始設置獨立通風補氣系統由洞外補氣，由此產生兩種功能不同的補氣系統，一種為洞頂補氣系統，由洞外向洞內明流頂部余幅補氣，補充高速水流拖曵帶走的空氣，保證明流流態穩定；另一種為摻氣坎補氣系統，由洞外直接向摻氣坎補氣，消除高速水流空化空蝕破壞。

由于補氣功能、風壓、風速等不同，洞頂補氣和摻氣坎補氣須單獨設置通風系統，無法聯合使用，導致需布置多條通風平洞以滿足不同補氣功能需要，開挖支護工程量增加，工期加長，工程造價增加；另外，同種補氣功能的通風豎井雖可以共用一條通風平洞，但傳統的豎井頂部直接接通風平洞的設計影響了平洞內施工期交通，需平洞段全部開挖完成才可進行豎井開挖，且只能由內向外逐個豎井開挖，施工組織受限，后期平洞襯砌施工存在高空墜落安全風險。

基于上述情況，本發明提出了一種高流速大泄量無壓泄洪洞多功能補氣系統，有效的解決上述問題。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明目的是提供一種高流速大泄量無壓泄洪洞多功能補氣系統，通過合理的結構設計解決洞頂補氣和摻氣坎補氣無法聯合使用的問題，同時解決多條相同補氣功能的通風豎井共用一條通風平洞時豎井與平洞銜接處的安全與方便施工問題。

為解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案實現：

本發明提供一種高流速大泄量無壓泄洪洞多功能補氣系統，包括泄洪洞摻氣坎和底部與泄洪洞摻氣坎相連的摻氣坎通風豎井，還包括：

摻氣坎通風平洞，其與所述摻氣坎通風豎井相連，且至少連接一條摻氣坎通風豎井；

洞頂通風豎井，其底部與泄洪洞洞頂相連；

洞頂通風平洞，其與所述洞頂通風豎井相連，且至少連接一條洞頂通風豎井；

共用通風平洞，其與所述摻氣坎通風豎井和所述洞頂通風豎井均相連；

通風平洞中隔墻，其通長布置于所述共用通風平洞內，實現補氣功能各自獨立且兼用一條通風洞的目的。

作為本發明的一種優選技術方案，還包括通風平洞擴挖旁洞，其與所述摻氣坎通風豎井或所述洞頂通風豎井連接，通過擴挖常規摻氣坎通風平洞或洞頂通風平洞斷面，使常規洞段的通風平洞軸線與通風豎井軸線立面上錯開一定安全距離，在通風平洞內形成安全通道。

作為本發明的一種更優選技術方案，所述通風平洞擴挖旁洞的洞頂為圓弧，且該圓弧半徑大于常規洞段的通風平洞洞頂圓弧半徑。