本發(fā)明涉及一種水電水利工程中的消能區(qū)防護(hù)結(jié)構(gòu)，尤其適用于消能區(qū)河谷較為狹窄的消能區(qū)防護(hù)。

背景技術(shù)：

在水電水利工程中消能區(qū)防護(hù)中，由于消能建筑物出口處還有部分水流能量沒有完全消散，為防止消能區(qū)水流的回流掏刷，需對(duì)消能建筑物出口上、下游附近消能區(qū)兩岸一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)的岸坡進(jìn)行防護(hù)，防護(hù)的范圍及工程量往往較大，施工工期較長(zhǎng)、岸坡施工也存在一定難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種結(jié)構(gòu)型式簡(jiǎn)單，能夠節(jié)省防護(hù)工程量，節(jié)省施工工期，“以攔代防”的水電水利工程消能區(qū)防護(hù)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種水電水利工程消能區(qū)防護(hù)結(jié)構(gòu)，在河床中靠河岸布置泄洪消能建筑物的縱向?qū)?；與縱向?qū)Ψ忾]連接的橫河向擋墻；橫河向擋墻上沿高程方向設(shè)置有多層排水孔；封閉段內(nèi)岸坡按無(wú)水或靜水區(qū)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防護(hù)。

所述橫河向擋墻位于消能建筑物縱向?qū)Τ隹谔帯?/p>

所述橫河向擋墻頂高程高于工程洪水標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的下游最高洪水位。

所述消能區(qū)為河谷狹窄的消能區(qū)。

本發(fā)明的有益效果為：采用“以攔代防”防護(hù)的理念，由常規(guī)的被動(dòng)防護(hù)變?yōu)橹鲃?dòng)防護(hù)，將消能區(qū)水流與近壩岸坡完全隔開，使得下泄水流不能回流沖刷近壩岸坡或下游壩踵，從而減少了近壩岸坡的防護(hù)工程量，也節(jié)省了施工工期。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的消能區(qū)防護(hù)結(jié)構(gòu)平面布置示意圖。

圖2為本發(fā)明的橫河向擋墻剖面示意圖。

圖中：

1——縱向?qū)Γ?/p>

2——橫河向擋墻；

3——排水孔；

4——封閉段內(nèi)岸坡。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：

如圖1、2所示，本發(fā)明的水電水利工程消能區(qū)防護(hù)結(jié)構(gòu)，在河床中靠河岸布置泄洪消能建筑物的縱向?qū)?；與縱向?qū)Ψ忾]連接的橫河向擋墻2；橫河向擋墻2上沿高程方向設(shè)置有多層排水孔3；封閉段內(nèi)岸坡4按無(wú)水或靜水區(qū)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防護(hù)。

所述橫河向擋墻2位于消能建筑物縱向?qū)?出口處。

所述橫河向擋墻2頂高程高于工程洪水標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的下游最高洪水位。

所述消能區(qū)為河谷狹窄的消能區(qū)。

本發(fā)明采用“以攔代防”防護(hù)的理念，由被動(dòng)防護(hù)變?yōu)橹鲃?dòng)防護(hù)，在消能建筑物縱向?qū)Τ隹谔幉捎脵M河向擋墻與岸坡封閉連接，將消能區(qū)水流與近壩岸坡完全隔開，使得下泄水流不能回流沖刷近壩岸坡或下游壩踵，從而減少了近壩岸坡的防護(hù)工程量，簡(jiǎn)化了施工，降低了施工難度，也節(jié)省了施工工期。此種消能區(qū)防護(hù)結(jié)構(gòu)，對(duì)消能區(qū)河谷較為狹窄的消能區(qū)防護(hù)，節(jié)省工程量尤為顯著。

下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

某大型水電站工程，大壩為碾壓混凝土重力壩，最大壩高106m，壩頂軸線長(zhǎng)232m。大壩校核洪水標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)下游最高水位為1428.00m，正常運(yùn)行時(shí)下游最高水位為電站機(jī)組滿發(fā)下游水位1410.30m。采用壩身泄洪的布置方式，泄洪建筑物由5個(gè)溢流表孔、1個(gè)泄洪底孔組成。溢流表孔布置于河床中部略偏右岸，采用寬尾墩加戽式消力池消能方式；泄洪底孔布置于左岸，采用挑流消能方式。

泄洪消能建筑物溢流前緣布置寬度約100m，由于下游消能區(qū)河谷狹窄，泄洪消能建筑物基本覆蓋了下游河道寬度的80％。相關(guān)試驗(yàn)研究表明，各運(yùn)行工況時(shí)消力池出口處附近一定范圍內(nèi)下游河道水流最大流速為8～10m/s，需對(duì)該范圍的消能區(qū)岸坡進(jìn)行防護(hù)。

根據(jù)上述設(shè)計(jì)邊界條件，如按常規(guī)消能區(qū)護(hù)岸理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，則需要在壩體下游長(zhǎng)度約180m范圍內(nèi)設(shè)置混凝土護(hù)岸。根據(jù)依托工程消能區(qū)河谷較為狹窄、運(yùn)行期下游尾水較高的特點(diǎn)，護(hù)岸設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行了常規(guī)護(hù)岸方案即長(zhǎng)護(hù)岸方案、及設(shè)置橫河向擋墻即本發(fā)明方案，兩個(gè)方案的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、工程量、工程投資及施工工期的綜合比較，比較結(jié)論為：靠近泄洪底孔泄槽縱向?qū)?側(cè)設(shè)置橫河向左岸擋墻2、靠近表孔消力池縱向?qū)?側(cè)設(shè)置右岸橫河向擋墻2后，混凝土護(hù)坡長(zhǎng)度可分別減小63m、46m。由于減小的混凝土護(hù)坡范圍位于封閉區(qū)內(nèi)，不存在下泄水流回流掏刷岸坡的問(wèn)題，因此該區(qū)內(nèi)護(hù)岸4可按無(wú)水或靜水區(qū)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防護(hù)，防護(hù)以防止水流掏刷岸坡調(diào)整為以防止岸坡巖體進(jìn)一步的風(fēng)化為目的，根據(jù)岸坡地質(zhì)條件采用網(wǎng)噴或素噴混凝土將岸坡巖體封閉即可，簡(jiǎn)化了施工。本發(fā)明方案右岸防護(hù)工程量與長(zhǎng)護(hù)岸方案基本相當(dāng)，左岸防護(hù)工程量較長(zhǎng)護(hù)岸方案大為減少。說(shuō)明順河流方向封閉區(qū)內(nèi)護(hù)岸長(zhǎng)度越大，采用本發(fā)明方案工程量越為節(jié)省。此外，由于河谷較為狹窄，需較短的橫河向擋墻2長(zhǎng)度即可與岸坡進(jìn)行封閉連接，綜上，采用本發(fā)明方案后，總體上工程量大為節(jié)??；施工期較長(zhǎng)護(hù)岸方案減少約2個(gè)月；橫河向擋墻2與縱向?qū)?可考慮一并施工，避免了該部分護(hù)岸施工與導(dǎo)墻施工的相互干擾；由于封閉區(qū)內(nèi)護(hù)岸4由混凝土護(hù)坡調(diào)整為網(wǎng)噴混凝土護(hù)坡，也簡(jiǎn)化了施工、降低了施工難度、加快了施工進(jìn)度。

為防止消能區(qū)水流對(duì)封閉區(qū)內(nèi)護(hù)岸4的回流掏刷，橫河向擋墻2的墻頂高程應(yīng)高于工程校核洪水標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的下游最高洪水位1428.00m。左側(cè)橫河向擋墻2與底孔泄槽縱向?qū)?封閉相接，頂高程取為1428.50m，頂高程處長(zhǎng)度18m；右側(cè)橫河向擋墻2與表孔消力池縱向?qū)?封閉相接，考慮兩者協(xié)調(diào)，頂高程與表孔導(dǎo)墻頂高程相同為1430.00m，頂高程處長(zhǎng)度29m。

由于加設(shè)橫河向擋墻2后將其上游側(cè)岸坡進(jìn)行了封閉，為將封閉區(qū)內(nèi)部的壩坡及岸坡雨水、積水等及時(shí)排入下游河道內(nèi)，以保證擋墻結(jié)構(gòu)的安全，依托工程在橫河向擋墻2上沿高程方向設(shè)置了多層排水孔，間排距為2m×1m，最底層排水孔高程同回填體底高程為1410.80m，最頂層排水孔高程位于依托工程消能防沖防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)下游水位1423.00m附近。

由于河谷較為狹窄，回填量較小，依托工程橫河向擋墻2底部采用了大體積回填，回填體底高程高于正常通行時(shí)下游最高水位為電站機(jī)組滿發(fā)下游水位1410.30m，取為1410.80m。電站正常運(yùn)行時(shí)，排水孔可將封閉區(qū)內(nèi)部的壩坡及岸坡雨水、積水等通過(guò)自流排水及時(shí)排入下游河道內(nèi)；泄洪時(shí)，下游尾水水位低于橫河向擋墻2墻頂高程，泄水水流及其能量被阻擋在封閉區(qū)外，雖然由于低高程部分排水孔高程低于下游尾水水位會(huì)有水由排水孔倒灌進(jìn)入封閉區(qū)內(nèi)，但這部分進(jìn)水水量很少，流速很低，相當(dāng)于靜水區(qū)能量，對(duì)封閉區(qū)內(nèi)網(wǎng)噴混凝土護(hù)坡安全不會(huì)構(gòu)成威脅。

依托工程的實(shí)踐表明，本發(fā)明所述的布置型式尤其適用于消能區(qū)河谷較為狹窄的消能區(qū)防護(hù)，由于采用較短的橫河向擋墻主動(dòng)攔截了水流能量，從而節(jié)省了封閉區(qū)范圍內(nèi)護(hù)岸防護(hù)工程量，因此節(jié)省工程量尤為顯著。

以上所述的實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點(diǎn)，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，不能僅以本實(shí)施例來(lái)限定本發(fā)明的專利范圍，即凡本發(fā)明所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍落在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。