一種高混凝土壩的壩身表孔結(jié)構(gòu)的制作方法

本發(fā)明涉及水利、水電土木工程，尤其是一種高混凝土壩的壩身表孔結(jié)構(gòu)。特別適用于窄河谷、高水頭、大泄量的混凝土壩工程。

背景技術(shù)：

高混凝土壩工程一般都會(huì)充分利用壩身孔口泄洪、壩后水墊塘或消力池消能，由于表孔具有較強(qiáng)的超泄能力，閘門控制較為便利，一般優(yōu)先采用。但同時(shí)由于表孔水流流速不高、流道普遍較短、出流水舌的最大挑距普遍較小，水舌空中縱橫向擴(kuò)散難度均較大，這就造成了表孔水舌入塘(或池)往往較為集中，對(duì)壩后消能區(qū)底部容易形成較強(qiáng)的沖擊甚至產(chǎn)生破壞，對(duì)工程的安全運(yùn)行影響較大，這是水利、水電等土木工程，特別是窄河谷、高水頭、大泄量混凝土壩工程中比較普遍存在的問題。

目前，表孔結(jié)構(gòu)型式一般是通過采用大差動(dòng)坎、舌形坎、分流齒坎、寬尾墩、與中孔或深孔(如有)碰撞等一種或多種型式來達(dá)到分散表孔水舌、減輕對(duì)壩后消能區(qū)沖擊的目的。如果壩后消能區(qū)河床寬度大、消能區(qū)長(zhǎng)度長(zhǎng)，尚可達(dá)到設(shè)想的消能效果。但是，對(duì)于狹窄河谷、壩后消能區(qū)受限的工程，往往難以取得理想的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)傳統(tǒng)表孔結(jié)構(gòu)存在的問題，提出一種簡(jiǎn)單穩(wěn)固、適用性強(qiáng)和施工簡(jiǎn)便的高混凝土壩的壩身表孔結(jié)構(gòu)，以達(dá)到降低表孔出流水舌對(duì)壩后消能區(qū)的沖擊、確保工程安全，并減輕下游消能防沖處理工程量的目的。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：高混凝土壩的壩身表孔結(jié)構(gòu)，所述混凝土壩的壩身包括具有泄洪功能的表孔，其特征在于：在表孔的兩個(gè)側(cè)壁、流道出口附近各設(shè)置一個(gè)向中間收縮的楔形體，同時(shí)，在表孔流道底板的出口端設(shè)置長(zhǎng)度為L(zhǎng)1的鏤空。

所述表孔的進(jìn)口寬度為B1＝8～16m。

所述楔形體的長(zhǎng)度D1＝10～16m、寬度D2＝2～4m、高度D3＝10～16m。

所述鏤空的長(zhǎng)度L1＝(0.3～0.7)B1。

所述表孔的出口收縮比其中，B1為表孔的進(jìn)口寬度，D2為楔形體的寬度。

本發(fā)明的有益效果是：本結(jié)構(gòu)采用了“楔形體+底板鏤空”的新型表孔結(jié)構(gòu)型式，可最大限度的束窄表孔出流水舌，使水流縱向充分拉開、拉高，增大與壩后消能區(qū)水體的剪切面積，提高消能率，降低表孔水流對(duì)壩后消能區(qū)底部的沖擊與破壞。相比于傳統(tǒng)的舌形坎、分流齒坎、寬尾墩等結(jié)構(gòu)型式，這種表孔結(jié)構(gòu)型式具有較好的適應(yīng)能力，特別是對(duì)于狹窄河谷、高水頭、大泄量混凝土壩工程。

所述“楔形體+底板鏤空”的表孔結(jié)構(gòu)型式，既可以保證了水舌空中擴(kuò)散的效果，也不會(huì)形成水翅沖擊表孔閘門支鉸，又不增加表孔水舌橫向入水寬度，同時(shí)對(duì)壩后消能區(qū)水流流態(tài)無(wú)明顯的不利影響，也不會(huì)增加施工難度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、適用性強(qiáng)，具有很強(qiáng)的推廣價(jià)值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的表孔平面圖。

圖2是本發(fā)明的表孔剖面圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示，本實(shí)施例高混凝土壩的壩身表孔結(jié)構(gòu)，包括壩身的具有泄洪功能的表孔1，表孔1的進(jìn)口寬度為B1＝12m，表孔1兩側(cè)有側(cè)壁2，在流道出口附近的側(cè)壁上對(duì)稱設(shè)置長(zhǎng)度D1＝13m、寬度D2＝3m、高度D3＝12m的楔形體3，兩個(gè)楔形體3向中間收攏，使得表孔出流水舌能夠沿河道向下游縱向拉開、拉高。同時(shí)，通過在表孔1流道底板的出口端設(shè)置長(zhǎng)度為L(zhǎng)1的鏤空4，進(jìn)一步將表孔出流水舌向水墊塘或消力池上游縱向拉開，充分利用水墊塘或消力池內(nèi)近壩區(qū)的水體消能。

D1、D2、D3和L1的尺寸可以結(jié)合每個(gè)工程的特點(diǎn)通過水力學(xué)模型試驗(yàn)確定。研究成果表明，這種表孔結(jié)構(gòu)出口的收縮比ξ一般為0.6～0.8，可通過公式計(jì)算得到(B1為表孔1的進(jìn)口寬度，D2為楔形體3的寬度)。所述鏤空4的長(zhǎng)度L1一般為(0.3～0.7)B1(B1為表孔1的進(jìn)口寬度)。