用于高速水流的消力池結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種消力池結(jié)構(gòu)，尤其是公開了一種用于高速水流的消力池結(jié)構(gòu)，屬于水工建筑物設(shè)計制造【技術(shù)領(lǐng)域】。提供一種消能效果好，布置受地形、地質(zhì)條件限制小的用于高速水流的消力池結(jié)構(gòu)。所述消力池結(jié)構(gòu)包括護(hù)坦段、高速水流引導(dǎo)洞和消力池本體，所述的消力池本體沿水流方向布置在所述高速水流引導(dǎo)洞的尾端與所述護(hù)坦段的首端之間，在所述消力池本體的首端與所述高速水流引導(dǎo)洞的尾端之間還設(shè)置有緩坡過渡段，所述的消力池結(jié)構(gòu)還包括跌坎池，所述跌坎池布置在所述消力池本體的底部，在所述跌坎池與所述緩坡過渡段尾端的連接處還設(shè)置有消力跌坎。
【專利說明】用于高速水流的消力池結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種消力池結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種用于高速水流的消力池結(jié)構(gòu)，屬于水工建筑物設(shè)計制造【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家對水電清潔能源的需求，修建大量的水電站，相應(yīng)修建了用于泄洪的高流速泄洪洞。針對低水頭、大流量或受下游地質(zhì)、地形條件限制，泄洪洞出口常采用底流消能。底流消能最具代表性工程措施就是消力池，如圖3所示
[0003]為了保證消力池內(nèi)能形成水躍，消力池底高程較低，從而泄洪洞出口與消力池之間需要一定長度的連接段，使得泄洪洞出口與消力池順利連接。
[0004]常見的連接方式為斜坡式，該結(jié)構(gòu)形式簡單，施工方便，對于水頭較低、單寬流量較小，地形、地質(zhì)條件不太受限的泄洪洞出口常采用該連接方式。
[0005]現(xiàn)有的這種斜坡連接消力方式具有以下的缺點(diǎn):
[0006]1、斜坡連接式消力池內(nèi)水面波動劇烈，出坎水流不平順，消力池出池水流易出現(xiàn)二次跌落現(xiàn)象，下游沖刷較為嚴(yán)重，所需的防護(hù)工程量和難度較高；
[0007]2、斜坡連接段消耗能量較低，因此消力池臨底流速較高，底板摻氣濃度低，脈動壓力較大，若加上殘留在消力池內(nèi)的施工棄渣、岸邊滾石、施工縫等其他因素，易發(fā)生空蝕破壞；
[0008]3、隨著泄洪規(guī)模越來越大，消力池單寬流量逐漸增加，消力池、護(hù)坦長度隨之增加，造成開挖量和混凝土量大，工程造價較高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種消能效果好，布置受地形、地質(zhì)條件限制小的用于高速水流的消力池結(jié)構(gòu)。
[0010]為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種用于高速水流的消力池結(jié)構(gòu)，包括護(hù)坦段、高速水流引導(dǎo)洞和消力池本體，所述的消力池本體沿水流方向布置在所述高速水流引導(dǎo)洞的尾端與所述護(hù)坦段的首端之間，在所述消力池本體的首端與所述高速水流引導(dǎo)洞的尾端之間還設(shè)置有緩坡過渡段，所述的消力池結(jié)構(gòu)還包括跌坎池，所述跌坎池布置在所述消力池本體的底部，在所述跌坎池與所述緩坡過渡段尾端的連接處還設(shè)置有消力跌坎。
[0011]進(jìn)一步的是，所述緩坡過渡段的上表面沿縱向在其垂直面內(nèi)的投影與水平面之間的夾角不超過3°。
[0012]進(jìn)一步的是，所述護(hù)坦段的底板的高程高于所述緩坡過渡段的首端底板的高程。
[0013]進(jìn)一步的是，在所述護(hù)坦段首端與所述跌坎池尾端的連接處還設(shè)置有垂直于水流方向的消力坎，所述消力坎的首端與所述跌坎池的尾端為緩坡過渡連接結(jié)構(gòu)，所述消力坎的頂面的高程高于所述護(hù)坦段的底板的高程。
[0014]進(jìn)一步的是，所述消力坎尾端與所述護(hù)坦段的首端也為緩坡過渡連接結(jié)構(gòu)。
[0015]進(jìn)一步的是，所述的消力跌坎由連接在所述緩坡過渡段尾端與所述跌坎池首端之間的垂直結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
[0016]上述方案的優(yōu)選方式是，所述跌坎池與所述的消力池本體為一體結(jié)構(gòu)。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:由于在現(xiàn)有的消力池結(jié)構(gòu)上增設(shè)了一個跌坎池，并且使所述跌坎池布置在所述消力池本體的底部，在所述跌坎池與所述緩坡過渡段尾端的連接處再設(shè)置一個消力跌坎。這樣，由于有消力跌坎的存在，可以使水躍在緩坡過渡段尾端的消力跌坎又叫大跌坎處形成，使水面波動得到增大，通過水流的劇烈旋滾翻騰，消能工的消能更加充分；這種大跌坎連接式的消力池消能更加充分，消力池底部流速較低，脈動壓強(qiáng)較小，可有效減免空蝕破壞；而且這種大跌坎連接段的體型簡單，受下游地質(zhì)、地形條件限制較小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型用于高速水流的消力池結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為圖1的2-2剖視圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型現(xiàn)有消力池結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中標(biāo)記為:護(hù)坦段1、高速水流引導(dǎo)洞2、消力池本體3、緩坡過渡段4、跌坎池5、消力跌坎6、消力坎7、垂直結(jié)構(gòu)8。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為了便于理解決申請的技術(shù)方案，現(xiàn)對其中的技術(shù)術(shù)語作進(jìn)一步的解釋。
[0023]高速水流:流速大于20m/s水流；
[0024]底流消能:在下游出口采取一定的工程措施如消力池控制水躍位置，水流發(fā)生水躍，形成旋滾，使水流的能量通過摻氣、水分子的相互撞擊、摩擦而有一定程度的消耗，以減少或防止下游發(fā)生嚴(yán)重沖刷；
[0025]消力池:促使在泄水建筑物下游產(chǎn)生底流式水躍的消能設(shè)施；
[0026]空化:液體在常溫下，由于壓強(qiáng)降低到某一臨界數(shù)值水是汽化壓強(qiáng)以下，水流內(nèi)部形成空穴、空洞或空腔的現(xiàn)象；
[0027]空蝕:指空化泡潰滅對建筑物或設(shè)備所造成的損傷、剝蝕或破損。
[0028]如圖1、圖2所示是本實(shí)用新型提供的一種消能效果好，布置受地形、地質(zhì)條件限制小的用于高速水流的消力池結(jié)構(gòu)。所述消力池結(jié)構(gòu)包括護(hù)坦段1、高速水流引導(dǎo)洞2和消力池本體3，所述的消力池本體3沿水流方向布置在所述高速水流引導(dǎo)洞2尾端與所述護(hù)坦段I的首端之間，在所述消力池本體3的首端與所述高速水流引導(dǎo)洞2的尾端之間還設(shè)置有緩坡過渡段4，所述的消力池結(jié)構(gòu)還包括跌坎池5，所述跌坎池5布置在所述消力池本體3的底部，在所述跌坎池5與所述緩坡過渡段4尾端的連接處還設(shè)置有消力跌坎6。由于在現(xiàn)有的消力池結(jié)構(gòu)上增設(shè)了一個跌坎池5，并且使所述跌坎池5布置在所述消力池本體3的底部，在所述跌坎池5與所述緩坡過渡段4尾端的連接處再設(shè)置一個消力跌坎6。這樣，由于有消力跌坎6的存在，可以使水躍在緩坡過渡段4尾端的消力跌坎6又叫大跌坎處形成，使水面波動得到增大，通過水流的劇烈旋滾翻騰，消能工的消能更加充分；這種大跌坎連接式的消力池消能更加充分，消力池底部流速較低，脈動壓強(qiáng)較小，可有效減免空蝕破壞；而且這種大跌坎連接段的體型簡單，受下游地質(zhì)、地形條件限制較小。
[0029]同時，為了增大高速水流在消力跌坎6處的波動消能，同時，又不會增大其危害，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)中，所述護(hù)坦段I的底板的高程高于所述緩坡過渡段4的首端底板的高程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將所述緩坡過渡段4的上表面沿縱向在其垂直面內(nèi)的投影與水平面之間的夾角不超過3° ;在所述護(hù)坦段I首端與所述跌坎池5尾端的連接處還設(shè)置有垂直于水流方向的消力坎7，所述消力坎7的首端與所述跌坎池5的尾端為緩坡過渡連接，所述消力坎7的頂面的高程高于所述護(hù)坦段I的底板的高程；所述消力坎7尾端與所述護(hù)坦段I的首端也為緩坡過渡連接。
[0030]上述實(shí)施方式中，為了簡化所述消力跌坎6的結(jié)構(gòu)，方便建造施工，將所述的消力跌坎6設(shè)置為由連接在所述緩坡過渡段4尾端與所述跌坎池5首端之間的垂直結(jié)構(gòu)8構(gòu)成的結(jié)構(gòu)；而且所述跌坎池5與所述的消力池本體3為一體結(jié)構(gòu)。從而最最限度的簡化了消力跌坎6的結(jié)構(gòu)，并最大限度的減小消力池本體3及護(hù)坦段I的長度，減小開挖量和混凝土量，降低工程造價。
【權(quán)利要求】
1.一種用于高速水流的消力池結(jié)構(gòu)，包括護(hù)坦段(I)、高速水流引導(dǎo)洞(2)和消力池本體(3)，所述的消力池本體(3)沿水流方向布置在所述高速水流引導(dǎo)洞(2)的尾端與所述護(hù)坦段(I)的首端之間，在所述消力池本體(3)的首端與所述高速水流引導(dǎo)洞(2)的尾端之間還設(shè)置有緩坡過渡段(4)，其特征在于:所述的消力池結(jié)構(gòu)還包括跌坎池(5)，所述跌坎池(5)布置在所述消力池本體(3)的底部，在所述跌坎池(5)與所述緩坡過渡段(4)尾端的連接處還設(shè)置有消力跌坎(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速水流的消力池結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述緩坡過渡段(4)的上表面沿縱向在其垂直面內(nèi)的投影與水平面之間的夾角不超過3°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于高速水流的消力池結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述護(hù)坦段(I)的底板的高程高于所述緩坡過渡段(4)的首端底板的高程。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于高速水流的消力池結(jié)構(gòu)，其特征在于:在所述護(hù)坦段(I)首端與所述跌坎池(5)尾端的連接處還設(shè)置有垂直于水流方向的消力坎(7)，所述消力坎(7)的首端與所述跌坎池(5)的尾端為緩坡過渡連接，所述消力坎(7)的頂面的高程高于所述護(hù)坦段(I)的底板的高程。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于高速水流的消力池結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述消力坎(7)尾端與所述護(hù)坦段(I)的首端也為緩坡過渡連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于高速水流的消力池結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的消力跌坎(6)由連接在所述緩坡過渡段(4)尾端與所述跌坎池(5)首端之間的垂直結(jié)構(gòu)(8)構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速水流的消力池結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述跌坎池(5)與所述的消力池本體(3)為一體結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】E02B8/06GK204080761SQ201420627022
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】劉麗娟, 楊懷德, 劉朝清, 李進(jìn), 黃慶, 尹大芳 申請人:中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司