CN203755267U - 高拱坝泄洪深孔出口结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水利水电工程领域，尤其是涉及一种高拱坝泄洪深孔出口结构。要解决的技术问题是提供一种既能有效控制水舌出流后横向扩散程度又能有效降低出流水舌激起的水翅的一种高拱坝泄洪深孔出口结构。高拱坝泄洪深孔出口结构，包括拱坝、设置于拱坝内用于引导宣泄的深孔、设置于深孔出口部位的闸墩，深孔的出口设置有突扩段，突扩段的下游端设置有与突扩段相接的闸墩边墙，闸墩边墙之间的横截面与突扩段的横截面相同，闸墩边墙设置于闸墩上。本实用新型结合了传统的两种技术方案各自的优点，又巧妙的回避了传统方案的固有缺点，能够较好地适应高拱坝表、深孔水舌空中无碰撞泄洪消能方式的要求。

Description

高拱坝泄洪深孔出口结构

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程领域，尤其是涉及一种高拱坝泄洪深孔出口结构。

背景技术

表、深孔水舌空中无碰撞泄洪消能方式是一种能够有效降低高拱坝坝身泄洪雾化强度的新型的泄洪消能方式，其主要原理是通过限制表孔及深孔水舌的横向扩散，从而达到表、深孔水舌空中穿插，不发生空中碰撞，以减少因水舌空中碰撞而导致的泄洪雾化的目的。

对于采用表、深孔水舌空中无碰撞泄洪消能方式的深孔结构而言，限制出流水舌的横向扩散（避免与表孔水舌发生碰擦）、流态稳定（不稳定水翅少）、对出口边墙冲刷小、下游水垫塘消能充分（水垫塘下游二道坝后的流速较小）是对其结构体型的主要要求。

高拱坝泄洪深孔一般为有压短管结构，作用水头较高及出流流速均较高（出流流速达到了30m/s～40m/s），而目前高拱坝泄洪深孔出口结构型式主要有：

（1）出口闸墩扩散结构体型。该体型的结构特征在于，在深孔出口突扩后，沿流道方向两侧闸墩向下游方向对称扩散布置（即越往下游两侧闸墩边墙之间的距离就越大）。该体型结构的主要优点在于由于出口闸墩呈扩散布置，出流水舌横向扩散，水舌横向入水范围较分散，下游水垫塘底板冲击压力较小；深孔水舌挑距较小、水垫塘消能较充分。该体型结构的缺点在于，水舌横向扩散，相邻两深孔水舌之间的横向间距过小（有时相邻两深孔之间的水舌横向互相搭接），无法给表孔水舌提供穿插空间，不能满足表、深孔水舌空中无碰撞的要求。

（2）出口闸墩收缩结构体型。该体型的结构特征在于，在深孔出口突扩后，沿流道方向两侧闸墩向下游方向对称收缩布置（即越往下游两侧闸墩边墙之间的距离就越小）。该体型结构的主要优点在于由于出口闸墩呈收缩布置，出流水舌横向束窄，相邻深孔水舌之间的横向间距较大，留给表孔水舌穿插的空间也较大，能够满足表、深孔水舌空中无碰撞的要求。体型结构的主要缺点在于：一、由于出口闸墩呈收缩布置对出流水舌扰动较大，激起的水翅较多，水舌流态不稳定；二、出流水舌的流速较高（30m/s～40m/s），对闸墩内壁冲刷较严重，可能会引起高速水流的空化、空蚀等问题；三、深孔水舌横向收缩后，水舌纵向挑距增大，水舌落点已经接近水垫塘末端二道坝位置，水舌还未临底就已经出水垫塘，水垫塘内消能不充分，二道坝后流速较高，可能会引起下游河道的冲刷。

因此，目前应用于表、深孔水舌空中无碰撞泄洪消能中的技术瓶颈就是：出口闸墩扩散结构体型因相邻深孔间的横向间距过小，无法给表孔水舌提供穿插空间，从而不能满足表、深孔水舌空中无碰撞的要求；出口闸墩呈收缩布置对出流水舌扰动较大，激起的水翅较多，水舌流态不稳定。这样的矛盾大大的限制了表、深孔水舌空中无碰撞泄洪消能技术的效果，也尚无本领域工程人员找到解决这个技术问题的办法。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种既能有效控制水舌出流后横向扩散程度又能有效降低出流水舌激起的水翅的高拱坝泄洪深孔出口结构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：高拱坝泄洪深孔出口结构，包括拱坝、设置于拱坝内用于宣泄水流的深孔、设置于深孔出口部位的闸墩,所述深孔的出口设置有突扩段，所述突扩段的下游端设置有与突扩段相接的闸墩边墙，所述的闸墩边墙呈对称平行布置，且闸墩边墙之间的横截面与突扩段的横截面相同，所述的闸墩边墙设置于闸墩上。

进一步的是，所述突扩段设置于闸墩上。

进一步的是，包括用于支撑深孔出口弧形工作闸门的支撑大梁，所述闸墩边墙设置于所述支撑大梁的下方。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结合了传统技术方案中的各自优点，将突扩段后的两侧闸墩边墙设计为既不扩散、也不收缩的平行布置，使得闸墩边墙之间横截面与突扩段相同。这样的改进克服了出口闸墩扩散结构体型中的水舌横向扩散的问题，让表、深孔各自的水舌都约束在有限的水流空间内，大大降低了表、深孔水舌之间的干涉；从另一个方面看，这样的改进也克服了出口闸墩收缩结构体型激起的水翅较多，水舌流态不稳定的缺陷。本实用新型基于大量的工程实践，结合了传统的两种技术方案各自的优点，又巧妙的回避了传统方案的固有缺点，在实际应用中也便于实施，尤其适用于应用表、深孔水舌空中无碰撞泄洪消能技术的高拱坝工程当中。

附图说明

图1是本实用新型应用到高拱坝的示意图。

图2是本实用新型深孔出口结构的剖视图。

图中标记为：拱坝1、深孔2、闸墩3、支撑大梁4、突扩段5、闸墩边墙51。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1、图2所示的高拱坝泄洪深孔出口结构，包括拱坝1、设置于拱坝1内用于宣泄水流的深孔2、设置于深孔2出口部位的闸墩3,所述深孔2的出口设置有突扩段5，所述突扩段5的下游端设置有与突扩段5相接的闸墩边墙51，所述的闸墩边墙51呈对称平行布置，且闸墩边墙51之间的横截面与突扩段5的横截面相同，所述的闸墩边墙51设置于闸墩3上。

所述的表、深孔水舌空中无碰撞泄洪消能方式，是指在大坝的泄洪过程中，将泄洪出水口分别设置为位于大坝上方的表孔和设置于所述表孔下方的深孔，从而实现上下两个层次的泄洪水流的泄洪技术。具体的，从表孔排出的水流的水舌恰好从下方深孔水流的水舌之间的间隙经过，即表孔水舌之间的缝隙刚好用于深孔水舌的排出，从而让表、深孔之间的水舌互不干涉。但是，这样的技术的泄洪关键就是要控制好水舌在流动中的水流范围，出现水舌的发散和激起水流的水翅都会引起泄洪效果的下降。本实用新型的关注重点就是解决上述的矛盾。

在实际应用中，水流从深孔2流至突扩段5，在水流到达突扩段5后，由于闸墩边墙51之间的横截面与突扩段5的横截面相同，在水流流出闸墩边墙51形成水舌后，水流的横向扩散受到限制，水舌扩散范围会小于出口扩散体型。也就是说，由于闸墩边墙51之间的横截面与突扩段5的横截面相同，故闸墩边墙51水舌的横向约束较出口扩散体型有所加强，深孔水舌横向扩散受到限制，本实用新型的深孔水舌之间的横向间距较出口扩散方案大，故能够为表孔水舌提供更大的穿插空间，满足表、深孔水舌空中无碰撞的要求。从另一方面讲，由于深孔水舌受到的扰动较出口闸墩收缩结构体型小，激起的水翅也较少，水舌流态较出口收缩体型稳定。

在实际施工时，为了让突扩段5的设置更便于施工，可以将所述突扩段5设置与闸墩3上。另外的，对于包括用于支撑深孔2出口弧形工作闸门的支撑大梁4，所述闸墩边墙51设置于所述支撑大梁4的下方。

综上的，本实用新型基于长期的实践，有机地结合了传统的两个方案，不仅充分结合了传统两方案的优点，同时也巧妙的回避了传统方案的缺陷，能够较好地适应高拱坝表、深孔水舌空中无碰撞泄洪消能方式的要求。

Claims (3)

1.高拱坝泄洪深孔出口结构，包括拱坝（1）、设置于拱坝（1）内用于宣泄水流的深孔（2）、设置于深孔（2）出口部位的闸墩（3）,其特征在于：所述深孔（2）的出口设置有突扩段（5），所述突扩段（5）的下游端设置有与突扩段（5）相接的闸墩边墙（51），所述的闸墩边墙（51）呈对称平行布置，且闸墩边墙（51）之间的横截面与突扩段（5）的横截面相同，所述的闸墩边墙（51）设置于闸墩（3）上。

2.如权利要求1所述的高拱坝泄洪深孔出口结构，其特征在于：所述突扩段（5）设置于闸墩（3）上。

3.如权利要求1或2所述的高拱坝泄洪深孔出口结构，其特征在于：包括用于支撑深孔（2）出口弧形工作闸门的支撑大梁（4），所述闸墩边墙（51）设置于所述支撑大梁（4）的下方。