用于重力坝岸边度汛缺口过流的挑、跌流消能结构

摘要

本发明公开了一种用于重力坝岸边度汛缺口过流的挑、跌流消能结构,岸边缺口布置在紧邻一侧河岸的坝段上，在岸边缺口下游设置水垫塘，水垫塘的一侧是岸坡，岸坡的顶部设置岸边平台，岸边导墙布置在岸边平台上，并与岸边缺口末端相连，岸边平台通过岸坡与水垫塘相连，隔墩布置在与岸边导墙相对的岸边缺口的另一侧，用于阻止缺口内水流外翻。所述岸边导墙的半径为4H～6H，岸边导墙长度为2H～4H，高度大于0.4H，导墙末端与岸坡的交角为5°～15°；岸坡坡度大于1:0.3；水垫塘水深大于0.2ΔZ；H为最高度汛水位与缺口底板高程之差，ΔZ为设计上、下游水位差。岸坡上不设置马道。消能效果好，水流流态好，无折冲水流现象、无集中冲击现象。主流不冲刷岸坡，岸边流速小。为常规混凝土，造价低廉。

说明书

技术领域

本发明属于水利水电工程中使用的消能设备，特别涉及一种用于重力坝岸边度汛缺口过流的消能结构。

背景技术

重力坝在施工期往往需要在坝身预留度汛缺口，以便汛期洪水由缺口过流，从而达到降低库水位、保证已浇筑坝段安全等目的。坝身预留缺口可布置在大坝两侧的岸边非溢流坝段，这样布置的好处有：非溢流坝段结构简单，汛后可迅速恢复施工；汛期过流期间，溢流坝段的金属结构安装、混凝土浇筑等工作可持续进行；节省大坝施工工期。其缺点是过流缺口靠近岸边，水流流态复杂、消能不充分、水流易对岸坡造成冲刷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种过流时流态简单、消能充分的用于重力坝岸边度汛缺口过流的挑、跌流消能结构。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于重力坝岸边度汛缺口过流的挑、跌流消能结构，包括岸边缺口、岸边导墙、岸边平台、岸坡、水垫塘和隔墩，岸边缺口布置在紧邻一侧河岸的坝段上，在岸边缺口下游设置水垫塘，水垫塘的一侧是岸坡，岸坡的顶部设置岸边平台，岸边导墙布置在岸边平台上，并与岸边缺口末端相连，岸边平台通过岸坡与水垫塘相连，隔墩布置在与岸边导墙相对的岸边缺口的另一侧，用于阻止缺口内水流外翻。

所述岸边导墙的半径为4H～6H，岸边导墙长度为2H～4H，高度大于0.4H，导墙末端与岸坡的交角为5°～15°；岸坡坡度大于1:0.3；水垫塘水深大于0.2ΔZ；H为最高度汛水位与缺口底板高程之差，ΔZ为设计上、下游水位差。

所述岸坡上不设置马道。

本发明的有益效果是：消能效果好，水流流态好，无折冲水流现象、无集中冲击现象。主流不冲刷岸坡，岸边流速小。制作材料为常规混凝土，造价低廉。结构简单，便于制作。无需大规模挖、填方，施工方便。

附图说明

图1是本发明用于重力坝岸边度汛缺口过流的挑、跌流消能结构的结构平面图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的B-B剖视图；

图4是图1的C-C剖视图；

图5是具体实施例附图。

图中，1—岸边缺口、2—岸边导墙、3—岸边平台、4—岸坡、5—水垫塘、6—隔墩。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

如图1-4所示，本发明的用于重力坝岸边度汛缺口过流的挑、跌流消能结构，包括岸边缺口1、岸边导墙2、岸边平台3、岸坡4、水垫塘5和隔墩6，岸边缺口1布置在紧邻一侧河岸的坝段上，在岸边缺口1下游设置水垫塘5，水垫塘5的一侧是岸坡4，岸坡4的顶部设置岸边平台3，岸边导墙2布置在岸边平台3上，并与岸边缺口1末端相连，岸边平台3通过岸坡4与水垫塘5相连，隔墩6布置在与岸边导墙2相对的岸边缺口1的另一侧，用于阻止缺口内水流外翻。

优选，所述岸边导墙2的半径为4H～6H，岸边导墙长度为2H～4H，高度大于0.4H，导墙末端与岸坡的交角为5°～15°；岸坡4坡度大于1:0.3；水垫塘水深大于0.2ΔZ；H为最高度汛水位与缺口底板高程之差，ΔZ为设计上、下游水位差。

所述岸坡4上不设置马道。

本发明采用试验及理论分析方法对岸边导墙、岸坡及水垫塘尺寸进行了优选。岸边缺口的高程及宽度一般根据工程实际情况通过水力计算确定，本发明假设缺口内设计水头(最高度汛水位与缺口底板高程之差)为H、设计上、下游水位差为ΔZ，则优选后的岸边导墙半径为4H～6H，岸边导墙长度为2H～4H，导墙末端与岸坡的交角为5°～15°，导墙厚度不小于1m、高度大于0.4H；岸坡坡度大于1:0.3，岸坡无马道；水垫塘底板高程通过水垫塘水深确定，水垫塘水深大于0.2ΔZ。本发明用常规混凝土制作。

本发明所述“用于重力坝岸边缺口过流的挑、跌流消能结构”的工作原理在于：1)通过岸边导墙，使出缺口的部分水流挑射进入水垫塘，使水流分散消能；2)出缺口的水流以跌流的形式进入水垫塘，通过跌流水跃消能；3)因岸坡无马道，水流不对冲岸坡，且将主流导向水垫塘，从而达到保护岸坡的目的。

如图5所示，本实施例所在工程位于澜沧江干流，度汛缺口布置在大坝右岸，缺口设计泄流量为3924m³/s，最高度汛水位为1456m，对应的下游水位为1415m，上、下游水位差ΔZ＝41m，缺口内设计水头H＝26m。为解决岸边缺口过流消能防冲问题，拟采用本发明所述“用于重力坝岸边缺口过流的挑、跌流消能工”进行消能，其有关尺寸如下：缺口底高程1430m、宽40m，缺口两侧的隔墩及非溢流坝段顶高程为1481m，右岸岸边平台高程为1430m，水垫塘底板高程1400m，岸边导墙半径为120m、长72m、厚1m、高11m，岸坡高30m，坡度为1:0.23。

本发明具有以下效果：

1、消能效果好。如实施例中，当上、下游水位差为26m，流量为3924m³/s时，出水垫塘流速仅为7.7m/s，消能率为89.2％。

2、水流流态好。试验表明，在实施例所述工作条件下，水流分散进入水垫塘，无折冲水流现象、无集中冲击现象。

3、主流不冲刷岸坡，岸边流速小。在实施例所述工作条件下，水垫塘后的岸边流速小于7m/s。

4、制作材料为常规混凝土，造价低廉。

5、结构简单，便于制作。

6、无需大规模挖、填方，施工方便。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。