一种底孔窄缝跌坎消能防气蚀通气孔结构及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种底孔窄缝跌坎消能防气蚀通气孔结构及施工方法，通过在底孔出口跌坎混凝土(3)和闸墩(5)内埋设连通的第一通气钢管(1)和多根第二通气钢管(2)，形成通气通道，其中第一通气钢管(1)垂直于水流方向，第二通气钢管(2)顺着水流方向。采用本发明专利技术的方法和结构，可以避免底孔出口跌坎部位产生气蚀现象，保证底孔泄洪结构安全。

Air hole structure and construction method for energy dissipation and cavitation prevention of bottom hole narrow slit drop down

The invention discloses a structure and construction method of a bottom hole narrow slit drop ridge energy dissipation and anti-cavitation ventilation hole. The first ventilation pipe (1) is perpendicular to the flow direction and the second ventilation pipe (2) is formed by burying a connected first ventilation pipe (1) and a plurality of second ventilation pipes (2) in the bottom hole outlet drop ridge concrete (3) and gate pier (5). The steel pipe (2) follows the direction of the current. By adopting the method and structure of the invention, the cavitation phenomenon can be avoided at the drop sill position at the outlet of the bottom hole, and the safety of the bottom hole flood discharge structure can be guaranteed.

【技术实现步骤摘要】
一种底孔窄缝跌坎消能防气蚀通气孔结构及施工方法
本专利技术属于水利水电工程应用
，具体涉及一种底孔窄缝跌坎消能防气蚀通气孔结构及施工方法。
技术介绍
在水利水电工程中，高山峡谷中建坝，高水头底孔消能为工程泄洪安全重点部位。尤其是下游两岸地形陡峭狭窄，泄洪水流需要在纵向方向充分拉开消能，出口往往采取宽尾墩形成窄缝结合跌坎以及俯冲斜坡结构，以达到水流纵向拉开消能效果。由于底孔出口为高速水流，跌坎部位结构变化，容易在此位置形成负压，下游俯冲斜坡补气量不够的情况下，容易形成气蚀破坏。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种底孔窄缝跌坎消能防气蚀通气孔结构及施工方法，避免底孔出口跌坎部位产生气蚀现象，保证底孔泄洪结构安全。本专利技术的技术方案如下：一种底孔窄缝跌坎消能防气蚀通气孔结构，包括位于底孔出口跌坎混凝土内且垂直于水流方向的第一通气钢管，以及顺着水流方向且与第一通气钢管内腔连通的多根第二通气钢管；所述第一通气钢管的两端延伸至闸墩内并与外界环境连通；所述第二通气钢管的一端经跌坎面与外界环境连通。所述第二通气钢管沿着第一通气钢管长度方向等间隔分布，且多根所述第二通气钢管的内径相同。一种底孔窄缝跌坎消能防气蚀通气孔结构的施工方法，包括以下步骤：步骤一，在底孔出口跌坎混凝土及闸墩浇筑前，底孔出口跌坎混凝土内部垂直水流方向布设第一通气钢管，第一通气钢管的一侧顺着水流方向焊接多根与第一通气钢管内腔连通的第二通气钢管，确保第二通气钢管的一端经跌坎面与外界环境连通，第一通气钢管两端连接延伸管道至闸墩顶面下方80cm处后水平弯折插入闸墩内，确保延伸管道的末端与外界环境连通；步骤二，浇筑底孔出口跌坎混凝土及闸墩混凝土。优选地，所述延伸管道包括第一直角弯头段、平行于闸墩高度方向的直管段和第二直角弯头段，且第二直角弯头段上端距离闸墩顶面80cm。优选地，所述第一通气钢管的直径按照通气公式计算，且混凝土保护层厚度大于40cm。优选地，所述第二通气钢管的数量和直径按照通气公式计算，且混凝土保护层厚度大于40cm。需要注意的是上述混凝土保护层厚度是指通气钢管上方的混凝土厚度。本专利技术通过跌坎底部与外界环境连通钢管多点均匀补气，避免底孔出口跌坎部位气蚀现象产生，保证了底孔泄洪结构安全。附图说明图1为通气孔钢管俯视图；图2为图1中1-1剖面图；图3为钢管布置图；图4为跌坎通气孔图；图中：1-第一通气钢管，2-第二通气钢管，3-底孔出口跌坎混凝土，4-跌坎面，5-闸墩。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明。如图1～图4所示，为本专利技术的底孔窄缝跌坎消能防气蚀通气孔结构，包括位于底孔出口跌坎混凝土3内且垂直于水流方向的第一通气钢管1，以及顺着水流方向且与第一通气钢管1内腔连通并等间距平行分布的5根第二通气钢管2；第一通气钢管1的两端延伸至闸墩5内并与外界环境连通；第二通气钢管2的一端经跌坎面4与外界环境连通。施工时，按照以下步骤实施：步骤一，在底孔出口混凝土3及闸墩5浇筑前，底孔出口跌坎混凝土3内部垂直水流方向布设第一通气钢管1，垂直通气钢管1连通焊接5根顺着水流方向的第二通气钢管2，第二通气钢管2末端经跌坎面4与外界环境相通，跌坎内垂直于水流方向的第一通气钢管1两端通过连接延伸管道的方式伸进闸墩5，如图1和图2所示，延伸管道首先垂直弯折，然后沿闸墩5高度方向直至距闸墩5顶面80cm处再水平弯折进入闸墩5内并与外界环境相通，实施时垂直弯折处采用第一直角弯头，然后连接一根直管，最后水平弯折处使用第二直角弯头。其中，底孔出口跌坎混凝土3内部垂直水流方向布设的第一通气钢管1的直径由通气公式计算确定，混凝土保护层厚度大于40cm。其中，顺着水流方向的第二通气钢管2的数量及直径由通气公式计算确定，混凝土保护层厚度大于40cm。以上提到的通气公式如下：其中Qa＝0.09vwA式中：a-通气孔面积，m2[va]-通气孔容许风速，m/sQa-通气孔的充分通气量，m3/sA-闸门后管道面积，m2vw-闸门孔口的水流流速，m/s步骤二，待上述管道铺设焊接完成后，开始浇筑底孔出口跌坎混凝土3及闸墩5混凝土，使得二者之间形成连通的通气孔。上述实施例仅为本专利技术的一个较佳实施方式，并不用于限定本专利技术的保护范围，凡在本专利技术的技术方案基础上所做出的变形、修饰或等同替换等，均应落入本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种底孔窄缝跌坎消能防气蚀通气孔结构，其特征在于：包括位于底孔出口跌坎混凝土(3)内且垂直于水流方向的第一通气钢管(1)，以及顺着水流方向且与第一通气钢管(1)内腔连通的多根第二通气钢管(2)；所述第一通气钢管(1)的两端延伸至闸墩(5)内并与外界环境连通；所述第二通气钢管(2)的一端经跌坎面(4)与外界环境连通。

【技术特征摘要】
1.一种底孔窄缝跌坎消能防气蚀通气孔结构，其特征在于：包括位于底孔出口跌坎混凝土(3)内且垂直于水流方向的第一通气钢管(1)，以及顺着水流方向且与第一通气钢管(1)内腔连通的多根第二通气钢管(2)；所述第一通气钢管(1)的两端延伸至闸墩(5)内并与外界环境连通；所述第二通气钢管(2)的一端经跌坎面(4)与外界环境连通。2.根据权利要求1所述的一种底孔窄缝跌坎消能防气蚀通气孔结构，其特征在于：所述第二通气钢管(2)沿着第一通气钢管(1)长度方向等间隔分布，且多根所述第二通气钢管(2)的内径相同。3.一种底孔窄缝跌坎消能防气蚀通气孔结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，在底孔出口跌坎混凝土(3)及闸墩(5)浇筑前，底孔出口跌坎混凝土(3)内部垂直水流方向布设第一通气钢管(1)，第一通气钢管(1)的一侧顺着水流方向焊接多根与第一通气钢管(1)内腔连通的第二通气钢管(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：何建峰，陈海坤，赵继勇，居浩，高传彬，郑晓晖，李刚，李丹丹，房彬，
申请(专利权)人：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52