一种堰坝结构及其施工方法技术

本发明专利技术实施例涉及水利设施技术领域，公开了一种堰坝结构及其施工方法。该堰坝结构，包括：堰坝主体、过流层、上游防渗面板，所述堰坝主体架设在河床上，包括朝向上游一侧的迎水面、以及朝向下游一侧的背水面，所述背水面朝上游一侧凹陷；所述过流层，沿着所述堰坝主体的顶部轮廓设置在所述堰坝主体的上侧、且用于过流河水；所述上游防渗面板，设置在所述堰坝主体的迎水面一侧。该堰坝结构及该堰坝结构的施工方法，能拓宽泄洪宽度，并且减少下游的消能措施负担，降低下游的消能措施成本。

A dam structure and its construction method

The embodiment of the invention relates to the technical field of water conservancy facilities, and discloses a weir dam structure and a construction method thereof. The dam structure comprises a main body of the dam, a flow layer and an upstream anti-seepage panel. The main body of the dam is erected on a river bed, including an upstream upstream face and a downstream backwater face, the backwater face is sunken on the upstream side, and the flow layer is arranged along the top profile of the main body of the dam. The upstream anti-seepage panel is arranged on the upstream side of the main body of the dam and is used for passing River water. The dam structure and the construction method of the dam structure can widen the flood discharge width, reduce the burden of energy dissipation measures downstream and reduce the cost of energy dissipation measures downstream.

【技术实现步骤摘要】
一种堰坝结构及其施工方法
本专利技术实施例涉及水利设施
，特别涉及一种堰坝结构及其施工方法。
技术介绍
堰坝，是人们根据对河流流水的不同需要而设置在河床上、并阻挡或导流的水利建筑，随着科技的发展，堰坝的结构也一直在不断的改进中。具体的说，堰是一种横越河川的障碍设施，其可以改变水流的特性，常用来引水进入灌溉圳道、防范洪水、量测流量及增加水深以利于通航等。坝是一种建筑在河川上的屏障，用来防止洪水泛滥，生产水力发电，或是储水以作饮食或灌溉，人们通常在河流上设置直线型或拱形的重力坝，其可以满足河道蓄水的基本功能，在洪水期也可以配合放水。然而本专利技术的专利技术人发现，直线型的堰坝结构的泄洪宽度常不能满足泄洪需求，容易导致过流能力不足，当河水较多并进行泄洪时，从整个堰坝上泄下的洪水会使得下游的消能措施负担大，最终使得下游的消能措施成本增高。
技术实现思路
本专利技术实施方式的目的在于提供一种堰坝结构及其施工方法，其能拓宽泄洪宽度，并且减少下游的消能措施负担，降低下游的消能措施成本。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种堰坝结构，包括：堰坝主体、过流层、上游防渗面板，所述堰坝主体架设在河床上，包括朝向上游一侧的迎水面、以及朝向下游一侧的背水面，所述背水面朝上游一侧凹陷；所述过流层，沿着所述堰坝主体的顶部轮廓设置在所述堰坝主体的上侧、且用于过流河水；所述上游防渗面板，设置在所述堰坝主体的迎水面一侧。本专利技术的实施方式还提供了一种堰坝结构的施工方法，包括：在河流上架设堰坝主体，使堰坝主体靠近下游的背水面朝上游一侧凹陷；在成型的堰坝主体上搭设仓面脚手架，在所述仓面脚手架上高程放线，标注过流面曲线；根据所述过流面曲线搭设模板和钢筋，在搭设的模板中浇筑混凝土以成型过流层；在所述堰坝主体靠近上游的迎水面一侧设置上游防渗面板。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，将堰坝主体的背水面设置为朝上游一侧凹陷，且用于过流/泄水的过流层沿着所述堰坝主体的形状设置在所述堰坝主体的上侧，也就是说，将堰坝结构的泄洪结构边缘(即过流层靠近下游的边缘)设置成呈朝上游一侧凹陷的形状，从而堰坝结构朝向上游方向弯曲而不形成直线型，这相比于直线型的堰坝结构，延长了泄洪结构边缘的总长度，也就是拓宽了泄洪宽度，由此提高了过流河水的能力，并且，该凹陷的形状和方向，使得从泄洪结构边缘两侧流下的河水在横断河流的方向上具有相向的流速分量和水流冲击力分量，如此，当河水从堰坝结构上流下时，堰坝结构泄洪边缘两侧的河水可以相互抵消在横断河流的方向上的水流流速和水流冲击力，而仅留下泄洪结构边缘两侧的河水流速和水流冲击力在顺应河流方向上的分量，以及另一部分直接从泄洪结构边缘的中部流下的、在横断河流的方向上不具有分量的河水的流速和水流冲击力，从而在整体上减少了泄洪水流流向下游的流速和水流冲击力，也由此，下游的消能措施仅需针对剩下的、顺应河流方向的一部分水流流速和水流冲击力进行消能，减少了下游整体的消能负担，缩短下游消能措施的建设长度，降低了下游消能措施的总成本。另外，所述背水面朝上游一侧凹陷为圆弧状。相比于其他形状的凹陷(比如梯形凹陷等)，圆弧状的凹陷有利于更多从具有圆弧形边缘的堰坝结构两侧流下的水流在横断河流的方向上具有相向的分量，也就是在横断河流的方向上形成相互冲击，从而更多的减少流向下游的水流的整体流速和冲击力，有利于下游对水流的集中消能，更多的减少了消能负担和消能成本。另外，所述过流层包括远离所述堰坝主体的过流面，所述过流面包括靠近上游一侧的堰面，所述堰面在与河流横断面垂直的平面上的投影为曲线，所述曲线满足公式：y＝x1.85/(2.0*3.50.85)，其中，X和Y分别为在以堰顶为原点的坐标平面中的横坐标和纵坐标。也就是说，过流层上的堰面的具体形状和曲度，是根据y＝x1.85/(2.0*3.50.85)这个公式得来的，根据上述公式算出的堰面的实际的形状和实际曲度，有利于堰坝结构形成更好的泄流能力和对河流流态更好的影响。另外，所述过流面还包括靠近下游一侧、且与所述堰面连接的反弧面，所述反弧面在与河流横断面垂直的平面上的投影为圆弧线，所述圆弧线的弧度为59度，且所述圆弧线所在圆的半径为30米。该反弧面形成一个挑流消能的作用，可以将从堰面上泄下的水流抛向空中、以使得水流分别与反弧面和空气发生摩擦、消耗一部分水流的冲击力，并且，被抛于空中的水流会掺入空气、形成多个散落的射流后没入下游河水中、以分散冲击的方式减小了水流对一处河床在一瞬间的冲击强度，采用上述59度的弧度和30米的半径形成的反弧面，具有更加显著、良好的挑流消能效果。另外，所述圆弧线包括自所述曲线朝所述圆弧线在水平方向上的最低点延伸的第一弧线，和自所述圆弧线在水平方向上的最低点朝下游延伸的第二弧线，所述第一弧线的弧度为34度，所述第二弧线的弧度为25度。另外，所述堰坝主体包括靠近上游一侧的浆砌石坝体、以及与所述浆砌石坝体连接且靠近下游一侧的混凝土坝体，所述过流层位于所述浆砌石坝体上的部分的厚度为0.6米。另外，所述上游防渗面板在所述迎水面一侧与所述过流层连接，所述上游防渗面板包括自所述过流层朝堰坝主体下侧延伸的第一面板、与所述第一面板靠近堰坝主体下侧的一侧连接且朝上游延伸的第二面板、以及与所述第二面板靠近上游的一侧连接且朝堰坝主体下侧延伸的第三面板。另外，还包括混凝土回填区，所述混凝土回填区设置在所述背水面一侧，所述混凝土回填区接收自所述过流层上流下的水流。混凝土回填区可以与从过流层形成配合，适当的接收从过流层上留下的水流，以代替原本的河床承受水流的冲击力，减少了对泥沙河床的损害、和被冲散的泥沙对下游水质的的污染。另外，所述过流层包括远离所述堰坝主体的过流面，所述过流面包括靠近上游一侧的堰面，所述堰面在与河流横断面垂直的平面上的投影为曲线，所述曲线的曲线公式为：y＝x1.85/(2.0*3.50.85)，其中，X和Y分别为在以堰顶为原点的坐标平面中的横坐标和纵坐标。附图说明图1是本专利技术第一实施方式中提供的堰坝结构的横断面结构示意图；图2是本专利技术第一实施方式中提供的堰坝结构在河道上的俯视结构示意图；图3是本专利技术第二实施方式中提供的堰坝结构的施工方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。本专利技术的第一实施方式涉及一种堰坝结构100，如图1所示，包括：堰坝主体11、过流层12、上游防渗面板13，所述堰坝主体11架设在河床上，包括朝向上游一侧的迎水面111、以及朝向下游一侧的背水面112，所述背水面112朝上游一侧凹陷；所述过流层12，沿着所述堰坝主体11的形状设置在所述堰坝主体11的上侧、且用于过流河水；所述上游防渗面板13，设置在所述堰坝主体11的迎水面111一侧。本实施方式中，将堰坝主体11的背水面112设置为朝上游一侧凹陷，且用于过流/泄水的过流层12沿着所述堰坝主体11的形状设置在所述堰坝主体11的上侧，也就是说，将堰坝结构100的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种堰坝结构，其特征在于，包括：堰坝主体、过流层、上游防渗面板，所述堰坝主体架设在河床上，包括朝向上游一侧的迎水面、以及朝向下游一侧的背水面，所述背水面朝上游一侧凹陷；所述过流层，沿着所述堰坝主体的顶部轮廓设置在所述堰坝主体的上侧、且用于过流河水；所述上游防渗面板，设置在所述堰坝主体的迎水面一侧。

【技术特征摘要】
1.一种堰坝结构，其特征在于，包括：堰坝主体、过流层、上游防渗面板，所述堰坝主体架设在河床上，包括朝向上游一侧的迎水面、以及朝向下游一侧的背水面，所述背水面朝上游一侧凹陷；所述过流层，沿着所述堰坝主体的顶部轮廓设置在所述堰坝主体的上侧、且用于过流河水；所述上游防渗面板，设置在所述堰坝主体的迎水面一侧。2.根据权利要求1所述的堰坝结构，其特征在于，所述背水面朝上游一侧凹陷为圆弧状。3.根据权利要求1所述的堰坝结构，其特征在于，所述过流层包括远离所述堰坝主体的过流面，所述过流面包括靠近上游一侧的堰面，所述堰面在与河流横断面垂直的平面上的投影为曲线，所述曲线满足公式：y＝x1.85/(2.0*3.50.85)，其中，X和Y分别为在以堰顶为原点的坐标平面中的横坐标和纵坐标。4.根据权利要求3所述的堰坝结构，其特征在于，所述过流面还包括靠近下游一侧、且与所述堰面连接的反弧面，所述反弧面在与河流横断面垂直的平面上的投影为圆弧线，所述圆弧线的弧度为59度，且所述圆弧线所在圆的半径为30米。5.根据权利要求4所述的堰坝结构，其特征在于，所述圆弧线包括自所述曲线朝所述圆弧线在水平方向上的最低点延伸的第一弧线，和自所述圆弧线在水平方向上的最低点朝下游延伸的第二弧线，所述第一弧线的弧度为34度，所述第二弧线的弧度为25度。6.根据权利要求1所述的堰坝结构，其特征在于，所述堰坝主体包括靠近上...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈华勇，
申请(专利权)人：深圳春沐源控股有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44