[實用新型]一種表孔溢流堰反弧末端的門槽式摻氣設施

有效

• 申請號: 202220788030.3
• 申請日: 2022-04-07
• 公開（公告）號: CN217150099U
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 羅永欽;諶東升;李建華;楊紅宣;雷紅軍;袁強;何志成;李玉玲
• 申請（專利權）人: 大唐觀音巖水電開發有限公司;昆明理工大學
• 主分類號: E02B7/00
• 分類號: E02B7/00;E02B8/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型屬于水利水電工程泄水建筑物領域，具體涉及一種表孔溢流堰反弧末端的門槽式摻氣設施。本實用新型在表孔溢流堰反弧末端沿水流方向依次設有底板小挑坎和摻氣槽，底板小挑坎的末端與摻氣槽的起始斷面重合，用于將水體下緣挑起后在底部形成底空腔；表孔溢流堰反弧末端的兩邊墻上沿水流方向均設有側墻小挑坎和門槽式通氣井，側墻小挑坎的末端與門槽式通氣井的起始端重合，用于將邊墻水體挑起后在邊墻兩側形成側空腔；所述門槽式通氣井和摻氣槽相通。本實用新型可在溢流堰反弧末端同時形成底空腔、側空腔貫通的三維空腔，避免通氣井內邊墻的空蝕破壞，同時減小摻氣設施混凝土的澆筑量，減小通氣井的風速。

技術領域

本實用新型屬于水利水電工程泄水建筑物設計領域，具體涉及一種表孔溢流堰反弧末端的門槽式摻氣設施。

背景技術

表孔溢流堰是水利水電工程常見的水工建筑，常布置在岸邊溢洪道的首部。高水頭表孔溢流堰后的水頭高、流速大，常在溢流堰的閘室后設置摻氣設施，以保護溢流堰閘后的底板免受空蝕破壞。溢流堰的坡比大，在溢流堰后用反弧段與泄槽連接，因反弧段離心力的作用，閘后摻氣設施摻入的氣體在反弧段非常容易逸出，導致反弧末端底板與側墻的水流摻氣濃度顯著突然降低，須在反弧末端設置摻氣設施，以保護反弧段后的泄水建筑物底板、側墻免受空蝕破壞。

反弧末端常用的摻氣設施型式有“挑坎+跌坎+摻氣槽”、“挑坎+跌坎”、“跌坎+摻氣槽”等多種型式，各種摻氣設施體型是根據該部位的水力條件設計，這些水力條件包括水深、流速、Fr數等，通過常規的水力設計獲得摻氣設施布置的大概位置、初步體型等參數，再通過水工模型試驗、水力學數值模擬獲得摻氣設施的具體位置、實際體型，從而保證泄水建筑物下游的泄洪安全。

雖然摻氣設施型式多樣，但目前均采用從邊墻兩側封閉的通氣井進行補氣。實際工程運行中發現，設置在反弧末端的摻氣設施兩側邊墻及后面一段距離，常發生側墻空蝕的現象，該現象的發生與此部位摻氣設施無側摻氣密切相關，設計一種可同時考慮底摻氣+側摻氣的摻氣設施、且施工簡單及維護便捷，具有十分重要的工程意義。

發明內容

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種表孔溢流堰反弧末端的門槽式摻氣設施，其主要布置在高水頭溢流堰后的反弧末端，包括側墻小挑坎、底板小挑坎、門槽式通氣井和摻氣槽；

表孔溢流堰反弧末端沿水流方向依次設有底板小挑坎和摻氣槽，底板小挑坎的末端與摻氣槽的起始斷面重合，用于將水體下緣挑起后在底部形成底空腔；表孔溢流堰反弧末端的兩邊墻上沿水流方向均設有側墻小挑坎和門槽式通氣井，側墻小挑坎的末端與門槽式通氣井的起始端重合，用于將邊墻水體挑起后在邊墻兩側形成側空腔；所述門槽式通氣井和摻氣槽相通，所述門槽式通氣井的頂面與外界大氣相通，所述摻氣槽和門槽式通氣井用于向底空腔和側空腔補氣。

上述摻氣設施取消了通氣井的內邊墻，采用了門槽式通氣井，這樣內邊墻就避免了發生空化空蝕的可能。門槽式通氣井的末端還設置倒角，其目的是避免門槽式通氣井前緣的水舌擴散，可能導致沖擊門槽后緣的混凝土，繼而影響門槽通氣井的結構安全。

本實用新型具有以下有益效果：

(1)溢流堰反弧末端門槽式摻氣設施，可形成反弧末端側摻氣、底摻氣相互貫通的三維空腔，保證反弧末端側墻、底板更好的摻氣，減免了側墻與底板的空化空蝕問題；

(2)取消通氣井的內邊墻，有利于節約工程的混凝土澆筑量，節約工程投資。基于通氣井與大氣的直接連通，可減小通氣井的進氣風速，減小傳統通氣井的凈空面積，有利于工程的布置；

(3)因門槽式摻氣設施的開敞式特點，通氣井周圍的風速衰減迅速，在原型泄洪時候，運行人員可靠近摻氣設施，近距離觀測摻氣設施的運行效果，有利于工程的運行維護。

附圖說明

圖1溢流表孔反弧末端門槽式摻氣設施剖面圖；

圖2溢流表孔反弧末端門槽式摻氣設施平面圖；