高拱壩泄洪深孔出口結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及水利水電工程領(lǐng)域，尤其是涉及一種高拱壩泄洪深孔出口結(jié)構(gòu)。要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種既能有效控制水舌出流后橫向擴(kuò)散程度又能有效降低出流水舌激起的水翅的一種高拱壩泄洪深孔出口結(jié)構(gòu)。高拱壩泄洪深孔出口結(jié)構(gòu)，包括拱壩、設(shè)置于拱壩內(nèi)用于引導(dǎo)宣泄的深孔、設(shè)置于深孔出口部位的閘墩，深孔的出口設(shè)置有突擴(kuò)段，突擴(kuò)段的下游端設(shè)置有與突擴(kuò)段相接的閘墩邊墻，閘墩邊墻之間的橫截面與突擴(kuò)段的橫截面相同，閘墩邊墻設(shè)置于閘墩上。本實(shí)用新型結(jié)合了傳統(tǒng)的兩種技術(shù)方案各自的優(yōu)點(diǎn)，又巧妙的回避了傳統(tǒng)方案的固有缺點(diǎn)，能夠較好地適應(yīng)高拱壩表、深孔水舌空中無(wú)碰撞泄洪消能方式的要求。
【專利說(shuō)明】高拱壩泄洪深孔出口結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及水利水電工程領(lǐng)域，尤其是涉及一種高拱壩泄洪深孔出口結(jié)構(gòu)。【背景技術(shù)】
[0002]表、深孔水舌空中無(wú)碰撞泄洪消能方式是一種能夠有效降低高拱壩壩身泄洪霧化強(qiáng)度的新型的泄洪消能方式，其主要原理是通過(guò)限制表孔及深孔水舌的橫向擴(kuò)散，從而達(dá)到表、深孔水舌空中穿插,不發(fā)生空中碰撞，以減少因水舌空中碰撞而導(dǎo)致的泄洪霧化的目的。
[0003]對(duì)于采用表、深孔水舌空中無(wú)碰撞泄洪消能方式的深孔結(jié)構(gòu)而言，限制出流水舌的橫向擴(kuò)散(避免與表孔水舌發(fā)生碰擦)、流態(tài)穩(wěn)定(不穩(wěn)定水翅少)、對(duì)出口邊墻沖刷小、下游水墊塘消能充分(水墊塘下游二道壩后的流速較小)是對(duì)其結(jié)構(gòu)體型的主要要求。
[0004]高拱壩泄洪深孔一般為有壓短管結(jié)構(gòu)，作用水頭較高及出流流速均較高(出流流速達(dá)到了 30m/s?40m/s)，而目前高拱壩泄洪深孔出口結(jié)構(gòu)型式主要有:
[0005](I)出口閘墩擴(kuò)散結(jié)構(gòu)體型。該體型的結(jié)構(gòu)特征在于，在深孔出口突擴(kuò)后，沿流道方向兩側(cè)閘墩向下游方向?qū)ΨQ擴(kuò)散布置(即越往下游兩側(cè)閘墩邊墻之間的距離就越大)。該體型結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)在于由于出口閘墩呈擴(kuò)散布置，出流水舌橫向擴(kuò)散，水舌橫向入水范圍較分散，下游水墊塘底板沖擊壓力較??；深孔水舌挑距較小、水墊塘消能較充分。該體型結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在于，水舌橫向擴(kuò)散，相鄰兩深孔水舌之間的橫向間距過(guò)小(有時(shí)相鄰兩深孔之間的水舌橫向互相搭接)，無(wú)法給表孔水舌提供穿插空間，不能滿足表、深孔水舌空中無(wú)碰撞的要求。
[0006](2)出口閘墩收縮結(jié)構(gòu)體型。該體型的結(jié)構(gòu)特征在于，在深孔出口突擴(kuò)后，沿流道方向兩側(cè)閘墩向下游方向?qū)ΨQ收縮布置(即越往下游兩側(cè)閘墩邊墻之間的距離就越小)。該體型結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)在于由于出口閘墩呈收縮布置，出流水舌橫向束窄，相鄰深孔水舌之間的橫向間距較大，留給表孔水舌穿插的空間也較大，能夠滿足表、深孔水舌空中無(wú)碰撞的要求。體型結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)在于:一、由于出口閘墩呈收縮布置對(duì)出流水舌擾動(dòng)較大，激起的水翅較多，水舌流態(tài)不穩(wěn)定；二、出流水舌的流速較高(30m/s?40m/s)，對(duì)閘墩內(nèi)壁沖刷較嚴(yán)重，可能會(huì)引起高速水流的空化、空蝕等問(wèn)題；三、深孔水舌橫向收縮后，水舌縱向挑距增大，水舌落點(diǎn)已經(jīng)接近水墊塘末端二道壩位置，水舌還未臨底就已經(jīng)出水墊塘，水墊塘內(nèi)消能不充分，二道壩后流速較高，可能會(huì)引起下游河道的沖刷。
[0007]因此，目前應(yīng)用于表、深孔水舌空中無(wú)碰撞泄洪消能中的技術(shù)瓶頸就是:出口閘墩擴(kuò)散結(jié)構(gòu)體型因相鄰深孔間的橫向間距過(guò)小，無(wú)法給表孔水舌提供穿插空間，從而不能滿足表、深孔水舌空中無(wú)碰撞的要求；出口閘墩呈收縮布置對(duì)出流水舌擾動(dòng)較大，激起的水翅較多，水舌流態(tài)不穩(wěn)定。這樣的矛盾大大的限制了表、深孔水舌空中無(wú)碰撞泄洪消能技術(shù)的效果，也尚無(wú)本領(lǐng)域工程人員找到解決這個(gè)技術(shù)問(wèn)題的辦法。
實(shí)用新型內(nèi)容[0008]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種既能有效控制水舌出流后橫向擴(kuò)散程度又能有效降低出流水舌激起的水翅的高拱壩泄洪深孔出口結(jié)構(gòu)。
[0009]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:高拱壩泄洪深孔出口結(jié)構(gòu)，包括拱壩、設(shè)置于拱壩內(nèi)用于宣泄水流的深孔、設(shè)置于深孔出口部位的閘墩，所述深孔的出口設(shè)置有突擴(kuò)段，所述突擴(kuò)段的下游端設(shè)置有與突擴(kuò)段相接的閘墩邊墻，所述的閘墩邊墻呈對(duì)稱平行布置，且閘墩邊墻之間的橫截面與突擴(kuò)段的橫截面相同，所述的閘墩邊墻設(shè)置于閘墩上。
[0010]進(jìn)一步的是，所述突擴(kuò)段設(shè)置于閘墩上。
[0011]進(jìn)一步的是，包括用于支撐深孔出口弧形工作閘門的支撐大梁，所述閘墩邊墻設(shè)置于所述支撐大梁的下方。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型結(jié)合了傳統(tǒng)技術(shù)方案中的各自優(yōu)點(diǎn)，將突擴(kuò)段后的兩側(cè)閘墩邊墻設(shè)計(jì)為既不擴(kuò)散、也不收縮的平行布置，使得閘墩邊墻之間橫截面與突擴(kuò)段相同。這樣的改進(jìn)克服了出口閘墩擴(kuò)散結(jié)構(gòu)體型中的水舌橫向擴(kuò)散的問(wèn)題，讓表、深孔各自的水舌都約束在有限的水流空間內(nèi)，大大降低了表、深孔水舌之間的干涉；從另一個(gè)方面看，這樣的改進(jìn)也克服了出口閘墩收縮結(jié)構(gòu)體型激起的水翅較多，水舌流態(tài)不穩(wěn)定的缺陷。本實(shí)用新型基于大量的工程實(shí)踐，結(jié)合了傳統(tǒng)的兩種技術(shù)方案各自的優(yōu)點(diǎn)，又巧妙的回避了傳統(tǒng)方案的固有缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中也便于實(shí)施，尤其適用于應(yīng)用表、深孔水舌空中無(wú)碰撞泄洪消能技術(shù)的高拱壩工程當(dāng)中。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型應(yīng)用到高拱壩的示意圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型深孔出口結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0015]圖中標(biāo)記為:拱壩1、深孔2、閘墩3、支撐大梁4、突擴(kuò)段5、閘墩邊墻51。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]如圖1、圖2所示的高拱壩泄洪深孔出口結(jié)構(gòu)，包括拱壩1、設(shè)置于拱壩I內(nèi)用于宣泄水流的深孔2、設(shè)置于深孔2出口部位的閘墩3，所述深孔2的出口設(shè)置有突擴(kuò)段5，所述突擴(kuò)段5的下游端設(shè)置有與突擴(kuò)段5相接的閘墩邊墻51，所述的閘墩邊墻51呈對(duì)稱平行布置，且閘墩邊墻51之間的橫截面與突擴(kuò)段5的橫截面相同，所述的閘墩邊墻51設(shè)置于閘墩3上。
[0018]所述的表、深孔水舌空中無(wú)碰撞泄洪消能方式，是指在大壩的泄洪過(guò)程中，將泄洪出水口分別設(shè)置為位于大壩上方的表孔和設(shè)置于所述表孔下方的深孔，從而實(shí)現(xiàn)上下兩個(gè)層次的泄洪水流的泄洪技術(shù)。具體的，從表孔排出的水流的水舌恰好從下方深孔水流的水舌之間的間隙經(jīng)過(guò)，即表孔水舌之間的縫隙剛好用于深孔水舌的排出，從而讓表、深孔之間的水舌互不干涉。但是，這樣的技術(shù)的泄洪關(guān)鍵就是要控制好水舌在流動(dòng)中的水流范圍，出現(xiàn)水舌的發(fā)散和激起水流的水翅都會(huì)引起泄洪效果的下降。本實(shí)用新型的關(guān)注重點(diǎn)就是解決上述的矛盾。
[0019]在實(shí)際應(yīng)用中，水流從深孔2流至突擴(kuò)段5，在水流到達(dá)突擴(kuò)段5后，由于閘墩邊墻51之間的橫截面與突擴(kuò)段5的橫截面相同，在水流流出閘墩邊墻51形成水舌后，水流的橫向擴(kuò)散受到限制，水舌擴(kuò)散范圍會(huì)小于出口擴(kuò)散體型。也就是說(shuō)，由于閘墩邊墻51之間的橫截面與突擴(kuò)段5的橫截面相同，故閘墩邊墻51水舌的橫向約束較出口擴(kuò)散體型有所加強(qiáng)，深孔水舌橫向擴(kuò)散受到限制，本實(shí)用新型的深孔水舌之間的橫向間距較出口擴(kuò)散方案大，故能夠?yàn)楸砜姿嗵峁└蟮拇┎蹇臻g，滿足表、深孔水舌空中無(wú)碰撞的要求。從另一方面講，由于深孔水舌受到的擾動(dòng)較出口閘墩收縮結(jié)構(gòu)體型小，激起的水翅也較少，水舌流態(tài)較出口收縮體型穩(wěn)定。
[0020]在實(shí)際施工時(shí)，為了讓突擴(kuò)段5的設(shè)置更便于施工，可以將所述突擴(kuò)段5設(shè)置與閘墩3上。另外的，對(duì)于包括用于支撐深孔2出口弧形工作閘門的支撐大梁4，所述閘墩邊墻51設(shè)置于所述支撐大梁4的下方。
[0021]綜上的，本實(shí)用新型基于長(zhǎng)期的實(shí)踐，有機(jī)地結(jié)合了傳統(tǒng)的兩個(gè)方案，不僅充分結(jié)合了傳統(tǒng)兩方案的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也巧妙的回避了傳統(tǒng)方案的缺陷，能夠較好地適應(yīng)高拱壩表、深孔水舌空中無(wú)碰撞泄洪消能方式的要求。
【權(quán)利要求】
1.高拱壩泄洪深孔出口結(jié)構(gòu)，包括拱壩(I)、設(shè)置于拱壩(I)內(nèi)用于宣泄水流的深孔(2)、設(shè)置于深孔(2)出口部位的閘墩(3)，其特征在于:所述深孔(2)的出口設(shè)置有突擴(kuò)段(5)，所述突擴(kuò)段(5)的下游端設(shè)置有與突擴(kuò)段(5)相接的閘墩邊墻(51)，所述的閘墩邊墻(51)呈對(duì)稱平行布置，且閘墩邊墻(51)之間的橫截面與突擴(kuò)段(5)的橫截面相同，所述的閘墩邊墻(51)設(shè)置于閘墩(3 )上。
2.如權(quán)利要求1所述的高拱壩泄洪深孔出口結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述突擴(kuò)段(5)設(shè)置于閘墩(3)上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高拱壩泄洪深孔出口結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括用于支撐深孔(2)出口弧形工作閘門的支撐大梁(4)，所述閘墩邊墻(51)設(shè)置于所述支撐大梁(4)的下方。
【文檔編號(hào)】E02B8/06GK203755267SQ201420134362
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】周鐘, 張公平, 唐忠敏, 潘曉紅 申請(qǐng)人:中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司