CN104594307A - 一种消力池底板水压平衡结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消力池底板水压平衡结构及其施工方法，属于水利水电工程技术领域，包括消力池建基面、排水通道和消力池底板，所述排水通道分布于消力池建基面与消力池底板之间以及消力池底板中，所述排水通道包括纵向排水通道、横向排水通道和竖向排水通道，所述纵向排水通道、横向排水通道和竖向排水通道之间均相互连通，在消力池底板与消力池建基面之间还铺设有级配碎石。本技术方案通过在消力池底板与消力池建基面之间和消力池底板中布设由空心砖构成的纵向、横向、竖向三个方向交错的排水通道，使消力池底板内外相通，可将消力池底板下的积水顺利排出，减小底板下的扬压力，使底板内外压力差接近相等，有效保证了消力池底板的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于水利水电工程技术领域，涉及一种泄洪强度高、动水压力大的消力池***，尤其是涉及一种消力池底板水压平衡结构及其施工方法。
背景技术
消力池是促使在泄水建筑物下游产生底流式水跃的消能设施。消力池底板结构稳定关系到下泄水流消能效果，关系到水工建筑物是否能安全稳定运行，是水利水电工程设计领域的一项重要技术。消力池底板受到下泄高速水流冲击、基底扬压力、脉动压力等作用，可能会造成消力池底板在泄洪消能过程中产生不规律的升浮振动，进而失稳破坏。现有技术中通常的解决办法，一方面是在消力池底板整个面布设排水孔，另一方面是在消力池基础面布设纵横交错的排水盲材，构成底部排水***，如申请号为201410010580.2的发明专利公开了一种电站消力池管网暗埋式排水***，即为上述结构，将水流引导到消力池底板下，使得底板上下水压接近，减少了基扬压力，以保证消力池底板的稳定。然而，这种结构也存在一些缺陷，一方面，当消力池前端脉动压力大、紊流尺度大时，易造成消力池底板上下水压力差过大，排水孔反而被吸出；另一方面，底部排水盲材易被水流中沉淀的混凝土浆液堵塞，从而导致排水不畅甚至失效，且检修不便，不利于消力池的稳定运行。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种消力池底板水压平衡结构及其施工方法，从而达到了较好的排水泄压效果。
本发明是通过如下技术方案予以实现的。
一种消力池底板水压平衡结构，包括消力池建基面、排水通道和消力池底板，所述排水通道分布于消力池建基面与消力池底板之间以及消力池底板中，所述排水通道包括纵向排水通道、横向排水通道和竖向排水通道，所述纵向排水通道、横向排水通道和竖向排水通道之间相互连通，在消力池底板与消力池建基面之间还铺设有级配碎石。
一种消力池底板水压平衡结构的施工方法，包括如下施工步骤：
第一步，在消力池建基面上需要布设纵向排水通道和横向排水通道的线路上均匀铺设级配碎石并找平；
第二步，在找平层铺设纵向排水通道和横向排水通道，在纵向排水通道与横向排水通道交叉处填充级配碎石；
第三步，浇筑上游消力池底板，同时在消力池尾部高程方向铺设竖向排水通道，与纵向排水通道或横向排水通道或纵向排水通道与横向排水通道的交叉处连通，浇筑消力池尾部底板，使底板表面与竖向排水通道上端平齐。
所述纵向排水通道、横向排水通道和竖向排水通道外壁均通过塑料膜包覆；所述纵向排水通道、横向排水通道和竖向排水通道均为空心砖内通孔相接而成；所述纵向排水通道、横向排水通道和竖向排水通道交叉处均通过级配碎石填充；所述级配碎石为级配均匀的碎石或砂卵砾石；所述塑料膜的材质为聚乙烯。
本发明的有益效果是：
本发明所述的一种消力池底板水压平衡结构及其施工方法，通过在消力池底板与消力池建基面之间和消力池底板中布设由空心砖构成的纵向、横向、竖向三个方向交错的排水通道，使消力池底板内外相通，可将消力池底板下的积水顺利排出，减小底板下的扬压力，使底板内外压力差接近相等，有效保证了消力池底板的稳定性；通过利用空心砖的多孔结构作为水流通道，利用级配碎石之间的间隙作为过渡，实现空心砖拐角处连通，加上空心砖在自身重力作用下更为稳固，避免了现有技术中排水盲材失效、排水孔被吸出或堵塞等缺陷，达到了自动调节消力池底板上下面水压、保持水压平衡和稳定的效果。
附图说明
图1为本发明中消力池底板与消力池建基面之间排水通道的结构示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明中A-A截面的结构示意图；
图4为本发明中B-B截面的结构示意图；
图5为纵向排水通道或横向排水通道与竖向排水通道交叉处的局部结构放大图；
图6为纵向排水通道与横向排水通道交叉处的结构放大图；
图7、图8为两种空心砖的结构示意图；
图中箭头所指方向为水流方向。
图中：1-消力池建基面，2-排水通道，201-纵向排水通道，202-横向排水通道，203-竖向排水通道，3-级配碎石，4-空心砖，5-消力池底板，6-塑料膜。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1～8所示，本发明所述的一种消力池底板水压平衡结构及其施工方法，包括消力池建基面1、排水通道2和消力池底板5，所述排水通道2分布于消力池建基面1与消力池底板5之间以及消力池底板5中，所述排水通道2包括纵向排水通道201、横向排水通道202和竖向排水通道203，所述纵向排水通道201、横向排水通道202和竖向排水通道203之间均相互连通，在消力池底板5与消力池建基面1之间还铺设有级配碎石3，所述纵向排水通道201、横向排水通道202和竖向排水通道203拐角处也铺设有级配碎石3，以级配碎石3作为竖向排水通道203的支撑，同时将各方向的排水通道连接起来，所述级配碎石3为级配均匀的碎石或砂卵砾石，粒径均大于空心砖4的孔径。
一种消力池底板水压平衡结构的施工方法，包括如下施工步骤：
第一步，在消力池建基面1上需要布设纵向排水通道201和横向排水通道202的线路上均匀铺设级配碎石3并找平；
第二步，在找平层铺设纵向排水通道201和横向排水通道202，在纵向排水通道201与横向排水通道202交叉处填充级配碎石3；
第三步，浇筑上游消力池底板，同时在消力池尾部高程方向铺设竖向排水通道203，与纵向排水通道201或横向排水通道202或纵向排水通道201与横向排水通道202的交叉处连通，浇筑消力池尾部底板，使底板表面与竖向排水通道203上端平齐。
所述纵向排水通道201、横向排水通道202和竖向排水通道203外壁均通过塑料膜6包覆，塑料膜6将各通道与消力池底板5的浇筑混凝土分隔开，所述塑料膜6的材质为聚乙烯，不易被腐蚀。
所述纵向排水通道201、横向排水通道202和竖向排水通道203均为同一型号的空心砖4重叠而成，空心砖4为标准模具制作，内通孔方向与各通道方向相同，且各通孔均正对连通，形成多条管路。
实施例
如图所示，在消力池建基面1上规划出需要布置纵向排水通道201和横向排水通道202的线路，在规划线路上铺设级配均匀的碎石或砂卵砾石并找平；在找平层上铺设空心砖4，空心砖4的通孔方向与所在排水通道的方向相同，在纵向排水通道201与横向排水通道202的交叉位置充填级配均匀的碎石或砂卵砾石，使纵向排水通道201与横向排水通道202砖内孔相通；在纵向排水通道201和横向排水通道202除底面外的外表面包裹聚乙烯塑料膜6，以避免浇筑消力池底板5时混凝土内的浆液从空心砖4相接的缝隙处流入空心砖4通孔中造成堵塞；在消力池建基面1上浇筑混凝土，覆盖纵向排水通道201和横向排水通道202，随着消力池底板5的混凝土浇筑逐渐上升到消力池尾部，在消力池尾部布设5～7排同样由空心砖4构成的竖向排水通道203，竖向排水通道203与纵向排水通道201和横向排水通道202的交叉位置充填级配均匀的碎石或砂卵砾石，将竖向排水通道203外侧裹聚乙烯塑料膜6，竖向排水通道203的顶部入口与消力池底板5的上表面平齐；随着消力池底板5浇筑完成，即形成了纵向排水通道201、横向排水通道202和竖向排水通道203相互连通交错的排水通道2.
其中纵向排水通道201与横向排水通道202可选择9m×9m间距，矩形布置；消力池底板5尾部的竖向排水通道203可选择3m×3m间距，矩形布置，纵向排数5～7排；空心砖4为烧结空心砖，宜选择标准尺寸，大小相同，孔径较小，孔个数较多的型号。
当消力池底板5上方的水压较大时，水从竖向排水通道203顶部入口处流入排水通道2中，水流进入消力池底板5下的横向排水通道202和纵向排水通道201中，同时进入级配碎石3之间的缝隙中，将消力池底板5下的空间充满，使消力池底板5上下的水压趋于相等；当消力池底板5下方的水压较大时，水从排水通道2各通道连接处的级配碎石3中进入各排水通道中，最终经由竖向排水通道203顶端入口处排出，进入消力池内，如此自动调节适应消力池底板5的变化，即可使消力池底板5保持稳定状态。
以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均在本发明所要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种消力池底板水压平衡结构，包括消力池建基面(1)、排水通道(2)和消力池底板(5)，所述排水通道(2)分布于消力池建基面(1)与消力池底板(5)之间以及消力池底板(5)中，其特征在于：所述排水通道(2)包括纵向排水通道(201)、横向排水通道(202)和竖向排水通道(203)，所述纵向排水通道(201)、横向排水通道(202)和竖向排水通道(203)之间相互连通，在消力池底板(5)与消力池建基面(1)之间还铺设有级配碎石(3)。
2.根据权利要求1所述的一种消力池底板水压平衡结构的施工方法，其特征在于，包括如下施工步骤：
第一步，在消力池建基面(1)上需要布设纵向排水通道(201)和横向排水通道(202)的线路上均匀铺设级配碎石(3)并找平；
第二步，在找平层铺设纵向排水通道(201)和横向排水通道(202)，在纵向排水通道(201)与横向排水通道(202)交叉处填充级配碎石(3)；
第三步，浇筑上游消力池底板，同时在消力池尾部高程方向铺设竖向排水通道(203)，与纵向排水通道(201)或横向排水通道(202)或纵向排水通道(201)与横向排水通道(202)的交叉处连通，浇筑消力池尾部底板，使底板表面与竖向排水通道(203)上端平齐。
3.根据权利要求1所述的一种消力池底板水压平衡结构，其特征在于：所述纵向排水通道(201)、横向排水通道(202)和竖向排水通道(203)外壁均通过塑料膜(6)包覆。
4.根据权利要求1所述的一种消力池底板水压平衡结构，其特征在于：所述纵向排水通道(201)、横向排水通道(202)和竖向排水通道(203)均为空心砖(4)内通孔相接而成。
5.根据权利要求1所述的一种消力池底板水压平衡结构，其特征在于：所述纵向排水通道(201)、横向排水通道(202)和竖向排水通道(203)交叉处均通过级配碎石(3)填充。
6.根据权利要求1所述的一种消力池底板水压平衡结构，其特征在于：所述级配碎石(3)为级配均匀的碎石或砂卵砾石。
7.根据权利要求2所述的一种消力池底板水压平衡结构，其特征在于：所述塑料膜(6)的材质为聚乙烯。
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