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      有壓隧洞洞內(nèi)縮徑消能結(jié)構(gòu)的制作方法

      文檔序號:9134979閱讀:202來源:國知局
      有壓隧洞洞內(nèi)縮徑消能結(jié)構(gòu)的制作方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本實(shí)用新型涉及一種有壓隧洞洞內(nèi)縮徑消能結(jié)構(gòu)。適用于水利水電工程。
      【背景技術(shù)】
      [0002] 有壓隧洞洞身一般承受中高水頭,出口下泄水流是一種高能急流,而下游河道多 為緩流,前者單位重量水體所具有的能量(即比能)比后者大得多,對下游河床有明顯的破 壞能力,形成沖刷。為防止刷深河槽,造成下游岸坡的破壞,選擇適當(dāng)?shù)南艽胧?,以降低?壓隧洞出口的水頭和流速,改善水力學(xué)條件,從而保證建筑物安全。工程上常采用的消能措 施大致有:底流式、挑流式、面流式,這三種消能方式均考慮有壓隧洞的出口消能,而實(shí)際工 程應(yīng)用時(shí)還應(yīng)根據(jù)地形地質(zhì)、水力及使用條件,因地制宜的采取其它合適的工程措施。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0003] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:針對上述存在的問題,提供一種結(jié)構(gòu)簡單、施工 方便、工程投資較低的有壓隧洞洞內(nèi)縮徑消能結(jié)構(gòu),以改善水力學(xué)條件,直接降低有壓隧洞 的出口水頭和流速。
      [0004] 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種有壓隧洞洞內(nèi)縮徑消能結(jié)構(gòu),該有壓隧洞 具有上游側(cè)有壓隧洞、下游側(cè)有壓隧洞,以及設(shè)在下游側(cè)有壓隧洞出口處的出口弧門和消 能工,其特征在于:所述上游側(cè)有壓隧洞和下游側(cè)有壓隧洞之間依次設(shè)有縮徑段和漸擴(kuò)段, 所述縮徑段由布置在有壓隧洞內(nèi)內(nèi)套鋼襯和填充在該鋼襯與有壓隧洞內(nèi)壁之間的混凝土 封堵體構(gòu)成,所形成的縮徑段其上游側(cè)斷面突變縮??;所述漸擴(kuò)段由縮徑段的斷面漸變?yōu)?下游側(cè)有壓隧洞的斷面擴(kuò)散而成。
      [0005] 所述縮徑段的洞徑d為有壓隧洞洞徑D的1/2~2/3倍。
      [0006] 所述漸擴(kuò)段的擴(kuò)散角取為10~20°。
      [0007] 本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、工程投入較低,通過 水力學(xué)計(jì)算表明,本實(shí)用新型可通過縮徑段消耗能量,改善下游側(cè)的水力學(xué)條件;通過混凝 土封堵體、內(nèi)套鋼襯的縮徑段加固結(jié)構(gòu)形式,可較大程度上加強(qiáng)結(jié)構(gòu)受力條件,并增加結(jié)構(gòu) 的平整度,避免出現(xiàn)高速水流下的空蝕現(xiàn)象。
      【附圖說明】
      [0008] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
      [0009] 圖2為本實(shí)用新型的上游側(cè)、下游側(cè)有壓隧洞段的剖視圖。
      [0010] 圖3為本實(shí)用新型的縮徑段的剖視圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0011] 如圖1、圖2、圖3所示,本實(shí)施例為一種有壓隧洞洞內(nèi)縮徑消能結(jié)構(gòu),該有壓隧洞 包括依次連接的上游側(cè)有壓隧洞1、縮徑段2、漸擴(kuò)段3,以及下游側(cè)有壓隧洞4,下游側(cè)有壓 隧洞4出口處設(shè)有出口弧門和消能工5。其中,縮徑段2的斷面為突然縮小,再采用漸擴(kuò)段 3與下游側(cè)有壓隧洞4相連;縮徑段采用混凝土封堵體21、內(nèi)套鋼襯22的加固結(jié)構(gòu)形式,可 避免空蝕破壞。
      [0012] 本實(shí)施例中,上游側(cè)有壓隧洞1和下游側(cè)有壓隧洞4的洞徑D相同,縮徑段2的洞 徑d取為D/2~2D/3,漸擴(kuò)段3為由直徑d的圓形斷面漸變?yōu)橹睆紻的圓形斷面,擴(kuò)散角 取為10~20° (本例擴(kuò)散角為10° );通過突縮面積的縮徑段2形成消能結(jié)構(gòu),漸擴(kuò)段3 改善縮徑段下游側(cè)的水力學(xué)條件。由于有壓隧洞的斷面面積為縮徑段2的2. 25~4倍,因 此縮徑段的流速為有壓隧洞段的2. 25~4倍,可達(dá)到15~40m/s,高速水流將引起縮徑段 2部分混凝土結(jié)構(gòu)的空蝕破壞;在縮徑段2采用內(nèi)套鋼襯22,并在內(nèi)套鋼襯與有壓隧洞內(nèi)壁 之間填充混凝土封堵體21,有效的加固了縮徑段的結(jié)構(gòu),提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,增加結(jié)構(gòu)平整度, 避免出現(xiàn)空蝕現(xiàn)象。
      [0013] 本實(shí)施例的消能原理:有壓隧洞洞內(nèi)水流通過孔口進(jìn)入縮徑段2并形成高速水 流,高速水流再通過漸擴(kuò)段3與下游側(cè)有壓隧洞4連接,水流恢復(fù)至正常流速。此時(shí)的流速 因經(jīng)過縮徑段2的消能,小于原來有壓隧洞洞內(nèi)的流速,且承壓水頭也小于進(jìn)口的水頭。工 程上也可采用多級縮徑與漸擴(kuò),消除能量,降低出口水頭和流速。
      [0014] 縮徑段2進(jìn)口造成局部水頭損失AH可采用公式計(jì)算,以d取值D/2為例:
      [0019] Aj一進(jìn)口斷面面積,m2;
      [0020] A2-縮徑段斷面面積,m2。
      [0021] 一般有壓隧洞的流速在5~15m/s,以上式可求得局部損失可達(dá)7. 7~68. 9m,如 有壓隧洞承受的內(nèi)水水頭在60~150m,可有效降低出口水頭13 %~46 %。
      [0022] 上述說明并非對本實(shí)用新型的限制,本實(shí)用新型也并不限于上述舉例,本技術(shù)領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員,在本實(shí)用新型的范圍內(nèi),做出的變化、改添加或替換,都應(yīng)屬于本實(shí)用 新型的保護(hù)范圍。
      【主權(quán)項(xiàng)】
      1. 一種有壓隧洞洞內(nèi)縮徑消能結(jié)構(gòu),該有壓隧洞具有上游側(cè)有壓隧洞(I)、下游側(cè)有 壓隧洞(4),以及設(shè)在下游側(cè)有壓隧洞出口處的出口弧門和消能工(5),其特征在于:所述 上游側(cè)有壓隧洞(1)和下游側(cè)有壓隧洞(4)之間依次設(shè)有縮徑段(2)和漸擴(kuò)段(3),所述縮 徑段(2)由布置在有壓隧洞內(nèi)的內(nèi)套鋼襯(22)和填充在該鋼襯與有壓隧洞內(nèi)壁之間的混 凝土封堵體(21)構(gòu)成,所形成的縮徑段(2)其上游側(cè)斷面突變縮?。凰鰸u擴(kuò)段(3)由縮 徑段(2)的斷面漸變?yōu)橄掠蝹?cè)有壓隧洞(4)的斷面擴(kuò)散而成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有壓隧洞洞內(nèi)縮徑消能結(jié)構(gòu),其特征在于:所述縮徑段 (2) 的洞徑d為有壓隧洞洞徑D的1/2~2/3倍。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有壓隧洞洞內(nèi)縮徑消能結(jié)構(gòu),其特征在于:所述漸擴(kuò)段 (3) 的擴(kuò)散角取為10~20°。
      【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種有壓隧洞洞內(nèi)縮徑消能結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、工程投資較低的有壓隧洞洞內(nèi)縮徑消能結(jié)構(gòu),以改善水力學(xué)條件,直接降低有壓隧洞的出口水頭和流速。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種有壓隧洞洞內(nèi)縮徑消能結(jié)構(gòu),該有壓隧洞具有上游側(cè)有壓隧洞、下游側(cè)有壓隧洞,以及設(shè)在下游側(cè)有壓隧洞出口處的出口弧門和消能工,上游側(cè)有壓隧洞和下游側(cè)有壓隧洞之間依次設(shè)有縮徑段和漸擴(kuò)段,縮徑段由布置在有壓隧洞內(nèi)內(nèi)套鋼襯和填充在該鋼襯與有壓隧洞內(nèi)壁之間的混凝土封堵體構(gòu)成,所形成的縮徑段其上游側(cè)斷面突變縮小;漸擴(kuò)段由縮徑段的斷面漸變?yōu)橄掠蝹?cè)有壓隧洞的斷面擴(kuò)散而成。本實(shí)用新型適用于水利水電工程。
      【IPC分類】E02B9/06
      【公開號】CN204803853
      【申請?zhí)枴緾N201520403808
      【發(fā)明人】姚敏杰, 李高會, 高雅芬, 朱安龍
      【申請人】中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司
      【公開日】2015年11月25日
      【申請日】2015年6月11日
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