高陡狹窄河谷泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高陡狹窄河谷泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)，包括：第一側(cè)邊墻、第二側(cè)邊墻、邊墻小貼角和底板；所述窄縫挑坎結(jié)構(gòu)末端收縮同時(shí)設(shè)置有所述邊墻小貼角；窄縫挑坎的收縮比為0.3～0.45；所述第一側(cè)邊墻和所述第二側(cè)邊墻之間收縮使水舌在豎向和頁河向擴(kuò)散消能，所述邊墻小貼角防止散裂水舌干砸本岸；所述窄縫挑坎結(jié)構(gòu)控制水舌落點(diǎn)范圍位于河槽中心范圍。本實(shí)用新型充分利用了窄縫挑流空間分散消能的特點(diǎn)，簡(jiǎn)化了高陡狹窄河谷泄水建筑物的消能結(jié)構(gòu)及岸坡防護(hù)措施，有效地減少了沖坑深度和岸邊流速，從而大大降低了對(duì)岸坡和河床基礎(chǔ)的防護(hù)要求，減輕了對(duì)生態(tài)環(huán)境和樞紐區(qū)岸坡的影響和破壞，減小了工程量和工程投資。
【專利說明】高陡狹窄河谷泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及水利水電工程的泄水消能結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高陡狹窄河谷泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]高陡狹窄河谷的泄水建筑物一般采用直邊墻窄縫挑流消能，邊墻頂高程按最高水面線加安全加高確定，其邊墻高度常達(dá)20m以上，由于挑坎結(jié)構(gòu)不合理，工程布置上也難于實(shí)施，且挑流集中水舌經(jīng)常頂沖對(duì)岸，或散裂水舌干砸本岸，沖坑較深，岸邊水流流速較大。不僅工程建設(shè)期泄水建筑物消能結(jié)構(gòu)及岸坡防護(hù)措施的工程量大，投資高，且運(yùn)行期泄洪消能會(huì)嚴(yán)重影響樞紐建筑物的安全，易導(dǎo)致岸坡失穩(wěn)或泄水建筑物消能結(jié)構(gòu)破壞。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且消能充分，能有效減輕對(duì)樞紐建筑物影響和破壞的高陡狹窄河谷泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的前述問題。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種高陡狹窄河谷泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)，包括:第一側(cè)邊墻、第二側(cè)邊墻、邊墻小貼角和底板；所述窄縫挑坎結(jié)構(gòu)末端收縮同時(shí)設(shè)置有所述邊墻小貼角；窄縫挑坎的收縮比為0.3?0.45 ;所述第一側(cè)邊墻和所述第二側(cè)邊墻之間收縮使水舌在豎向和頁河向擴(kuò)散消能，所述邊墻小貼角防止散裂水舌干砸本岸；所述窄縫挑坎結(jié)構(gòu)控制水舌落點(diǎn)范圍位于河槽中心范圍。
[0006]優(yōu)選的，所述第一側(cè)邊墻和所述第二側(cè)邊墻為非對(duì)稱式結(jié)構(gòu)。
[0007]優(yōu)選的，所述第一側(cè)邊墻的迎水面為直邊墻，所述第二側(cè)邊墻的迎水面為圓弧墻或者所述第二側(cè)邊墻的迎水面為直邊墻，所述第一側(cè)邊墻的迎水面為圓弧墻；所述第一側(cè)邊墻和所述第二側(cè)邊墻的頂部為直坡或斜坡或折坡形狀，且所述第一側(cè)邊墻和所述第二側(cè)邊墻的頂部高程低于水面線；所述第一側(cè)邊墻和所述第二側(cè)邊墻的末端對(duì)齊或錯(cuò)開布置。
[0008]優(yōu)選的，所述圓弧墻為大半徑的圓弧墻。
[0009]優(yōu)選的，所述圓弧墻是圓弧半徑為30m以上的圓弧墻。
[0010]優(yōu)選的，所述邊墻小貼角布置在所述第一側(cè)邊墻側(cè)或者布置在所述第二側(cè)邊墻側(cè)。
[0011]優(yōu)選的，所述邊墻小貼角相切布置在所述第一側(cè)邊墻下游或者所述第二側(cè)邊墻下游。
[0012]優(yōu)選的，所述邊墻小貼角為小半徑的低矮圓弧墻或直邊墻。
[0013]優(yōu)選的，當(dāng)所述邊墻小貼角為低矮圓弧墻時(shí)其圓弧半徑為2m?5.5m。
[0014]優(yōu)選的，所述底板為平坡或俯角<-10°的負(fù)坡。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:[0016]通過合理設(shè)置泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)，利用水流慣性降低了邊墻高度，使水舌在豎向和頁河向充分拉開擴(kuò)散消能，提高了空中消能率，避免了集中水舌頂沖對(duì)岸、散裂水舌干砸本岸，使水舌落點(diǎn)范圍位于河槽中心，有效地減少了沖坑深度和岸邊流速，從而大大降低了對(duì)岸坡和河床基礎(chǔ)的防護(hù)要求。本實(shí)用新型充分利用了窄縫挑流空間分散消能的特點(diǎn)，簡(jiǎn)化了高陡狹窄河谷泄水建筑物的消能結(jié)構(gòu)及岸坡防護(hù)措施，減輕了對(duì)生態(tài)環(huán)境和樞紐區(qū)岸坡的影響和破壞，減小了工程量和工程投資，獲得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，具有廣泛的指導(dǎo)意義和推廣意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的邊墻小貼角與第一側(cè)邊墻相切的平面示意圖；
[0018]圖2為圖1中A— A剖視圖；
[0019]圖3為圖1中B— B剖視圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型的邊墻小貼角與第二側(cè)邊墻相切的平面示意圖；
[0021]圖5為圖4中C一C剖視圖；
[0022]圖6為圖4中D— D剖視圖；
[0023]其中:1第一側(cè)邊墻；2第二側(cè)邊墻；3邊墻小貼角；4底板；5水面線；6---聞陸?yīng)M窄河谷對(duì)岸；7---聞陸?yīng)M窄河谷本岸；8---水舌落點(diǎn)范圍；
[0024]箭頭所示方向?yàn)樗鞣较颉?br> 【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0026]如圖1一6所述本實(shí)用新型公開了一種高陡狹窄河谷泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)，主要由第一側(cè)邊墻、第二側(cè)邊墻、邊墻小貼角和底板構(gòu)成，兩側(cè)邊墻不對(duì)稱，所述窄縫挑坎結(jié)構(gòu)末端收縮同時(shí)設(shè)置有所述邊墻小貼角，邊墻小貼角只布置在一側(cè)，窄縫挑坎的收縮比為0.3~0.45 ;利用水流慣性降低邊墻高度，所述第一側(cè)邊墻和所述第二側(cè)邊墻之間收縮使水舌在豎向和頁河向擴(kuò)散消能，避免集中水舌頂沖對(duì)岸，充分利用所述邊墻小貼角避免散裂水舌干砸本岸，有效控制水舌落點(diǎn)范圍位于河槽中心范圍，減少?zèng)_坑深度和岸邊流速。所述第一側(cè)邊墻和所述第二側(cè)邊墻為非對(duì)稱式結(jié)構(gòu)。所述第一側(cè)邊墻的迎水面為直邊墻，所述第二側(cè)邊墻的迎水面為圓弧墻或者所述第二側(cè)邊墻的迎水面為直邊墻，所述第一側(cè)邊墻的迎水面為圓弧墻；所述第一側(cè)邊墻和所述第二側(cè)邊墻的頂部為直坡或斜坡或折坡形狀，且所述第一側(cè)邊墻和所述第二側(cè)邊墻的頂部高程低于水面線；所述第一側(cè)邊墻和所述第二側(cè)邊墻的末端對(duì)齊或錯(cuò)開布置。所述圓弧墻為大半徑的圓弧墻。所述圓弧墻是圓弧半徑為30m以上的圓弧墻。所述邊墻小貼角布置在所述第一側(cè)邊墻側(cè)或者布置在所述第二側(cè)邊墻側(cè)。所述邊墻小貼角相切布置在所述第一側(cè)邊墻下游或者所述第二側(cè)邊墻下游。所述邊墻小貼角為小半徑的低矮圓弧墻或直邊墻。當(dāng)所述邊墻小貼角為低矮圓弧墻時(shí)其圓弧半徑為2m~5.5m。所述底板為平坡或俯角< -10°的負(fù)坡。
[0027]下面以采用了本實(shí)用新型技術(shù)方案的某大型水電站工程為例結(jié)合附圖進(jìn)一步說明:
[0028]某大型水電站工程，壩址區(qū)屬深切割的高山峽谷地形，河床高程為2202m?2206m,枯水期河水面寬IOm?30m,浙青混凝土心墻堆石壩壩頂長(zhǎng)219.9m,最大壩高171.2m，寬高比為1.28。左岸為近直立峻坡陡崖，平均坡度在70°以上，右岸為兩壁夾一坡的折坡地形，平均坡度約45°，斷面呈對(duì)稱性較差的“V”字型。壩址出露灰?guī)r以表層風(fēng)化為主，節(jié)理裂隙較為發(fā)育，卸荷深度較大，邊坡總體穩(wěn)定性較好，受斷層影響的巖體較破碎。河床覆蓋層厚約30m，主要為砂卵礫石夾漂石及泥質(zhì)。校核洪水入庫(kù)洪峰流量為2010m3 /s，設(shè)計(jì)洪水入庫(kù)洪峰流量1570m3 / s，在右岸布置泄洪洞和洞式溢洪道聯(lián)合泄洪，若下泄水流頂沖對(duì)岸或干砸本岸或高流速水流淘刷岸坡可能引起兩岸巖體局部失穩(wěn)，沖刷深坑可能影響壩腳穩(wěn)定，因此，采用了本實(shí)用新型的高陡狹窄河谷泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)以解決前述技術(shù)難題。
[0029]如圖1一3所示，泄洪洞的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)由第一側(cè)邊墻1、第二側(cè)邊墻2、邊墻小貼角3和底板4構(gòu)成。挑坎進(jìn)口高程2236.9m,寬5.8m,出口高程2235.5m,寬2.3m,收縮比為
0.4。第一側(cè)邊墻I為直邊墻，墻頂為斜坡，進(jìn)口墻高6.1m,出口墻高12m。第二側(cè)邊墻2圓弧半徑為40m，墻頂水平，進(jìn)口墻高6.1m,出口墻高7.4m。沿第一側(cè)邊墻I下游布置一段長(zhǎng)
1.8m圓弧半徑3m的邊墻小貼角3，頂高程為2245.6m。底板俯角-4.6°。校核洪水工況泄洪洞泄量774m3 / s，挑坎進(jìn)口斷面平均流速29.9m3 / s，第一側(cè)邊墻I和第二側(cè)邊墻2水深為5.4m,出口第一側(cè)邊墻I水深為13.7m、第二側(cè)邊墻2水深為13.2m，水面線5高于兩側(cè)邊墻，挑流集中水舌不頂沖高陡狹窄河谷對(duì)岸6，散裂水舌不干砸高陡狹窄河谷本岸7，水舌落點(diǎn)范圍8位于河槽中心,頁河向拉開范圍約65m,水舌內(nèi)緣最大挑距40m、外緣最大挑距IOlm,沖坑深10.7m,岸邊流速0.5m / s?4.1m / S。
[0030]如圖4一6所示，洞式溢洪道的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)由第一側(cè)邊墻1、第二側(cè)邊墻2、邊墻小貼角3和底板4構(gòu)成。挑坎進(jìn)口高程2266.9m,寬8m，出口高程2265m，寬2.8m,收縮比為
0.35 ;第一側(cè)邊墻I為直邊墻，墻頂為斜坡，進(jìn)口墻高6.3m，出口墻高12.1m ;第二側(cè)邊墻2圓弧半徑為72m，墻頂為斜坡，進(jìn)口墻高6.3m,出口墻高15.1m ;沿第二側(cè)邊墻2下游布置一段長(zhǎng)2.5m圓弧半徑4.5m的邊墻小貼角3，頂高程為2272.9m ;底板俯角-4.8°。水工模型試驗(yàn)表明，校核洪水工況洞式溢洪道泄量IOllm3 / S，挑坎進(jìn)口斷面平均流速28.3m3 / s,第一側(cè)邊墻I和第二側(cè)邊墻2水深為5.3m,出口第一側(cè)邊墻I水深為12.3m、第二側(cè)邊墻2水深為18.4m，水面線5高于兩側(cè)邊墻，挑流集中水舌不頂沖高陡狹窄河谷對(duì)岸6，散裂水舌不干砸高陡狹窄河谷本岸7,水舌落點(diǎn)范圍8位于河槽中心,頁河向拉開范圍約82m,水舌內(nèi)緣最大挑距62m、外緣最大挑距106m,沖坑深14.4m,岸邊流速0.5m / s?5.7m / S。
[0031]通過采用本實(shí)用新型公開的上述技術(shù)方案，得到了如下有益的效果:
[0032]通過合理設(shè)置泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)，利用水流慣性降低了邊墻高度，使水舌在豎向和頁河向充分拉開擴(kuò)散消能，提高了空中消能率，避免了集中水舌頂沖對(duì)岸、散裂水舌干砸本岸，水舌落點(diǎn)范圍位于河槽中心，有效地減少了沖坑深度和岸邊流速，從而大大降低了對(duì)岸坡和河床基礎(chǔ)的防護(hù)要求。本實(shí)用新型充分利用了窄縫挑流空間分散消能的特點(diǎn)，簡(jiǎn)化了高陡狹窄河谷泄水建筑物的消能結(jié)構(gòu)及岸坡防護(hù)措施，減輕了對(duì)生態(tài)環(huán)境和樞紐區(qū)岸坡的影響和破壞，減小了工程量和工程投資，獲得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，具有廣泛的指導(dǎo)意義和推廣意義。[0033]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高陡狹窄河谷泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括:第一側(cè)邊墻、第二側(cè)邊墻、邊墻小貼角和底板；所述窄縫挑坎結(jié)構(gòu)末端收縮同時(shí)設(shè)置有所述邊墻小貼角；窄縫挑坎的收縮比為0.3?0.45。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高陡狹窄河谷泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一側(cè)邊墻和所述第二側(cè)邊墻為非對(duì)稱式結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高陡狹窄河谷泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一側(cè)邊墻的迎水面為直邊墻，所述第二側(cè)邊墻的迎水面為圓弧墻或者所述第二側(cè)邊墻的迎水面為直邊墻，所述第一側(cè)邊墻的迎水面為圓弧墻；所述第一側(cè)邊墻和所述第二側(cè)邊墻的頂部為直坡或斜坡或折坡形狀，且所述第一側(cè)邊墻和所述第二側(cè)邊墻的頂部高程低于水面線；所述第一側(cè)邊墻和所述第二側(cè)邊墻的末端對(duì)齊或錯(cuò)開布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高陡狹窄河谷泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述圓弧墻為大半徑的圓弧墻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高陡狹窄河谷泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述圓弧墻是圓弧半徑為30m以上的圓弧墻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高陡狹窄河谷泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述邊墻小貼角布置在所述第一側(cè)邊墻側(cè)或者布置在所述第二側(cè)邊墻側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高陡狹窄河谷泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述邊墻小貼角相切布置在所述第一側(cè)邊墻下游或者所述第二側(cè)邊墻下游。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高陡狹窄河谷泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述邊墻小貼角為小半徑的低矮圓弧墻或直邊墻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高陡狹窄河谷泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)，其特征在于:當(dāng)所述邊墻小貼角為低矮圓弧墻時(shí)其圓弧半徑為2m?5.5m。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高陡狹窄河谷泄水建筑物的窄縫挑坎結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述底板為平坡或俯角<-10°的負(fù)坡。
【文檔編號(hào)】E02B8/06GK203514275SQ201320642818
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】趙軼, 鄧毅國(guó), 王敬武, 秦中平, 任少輝, 韓立 申請(qǐng)人:中國(guó)水電顧問集團(tuán)北京勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司