一种泄洪隧洞的联合式消能结构制造技术

本发明专利技术公开了一种泄洪隧洞的联合式消能结构，其特征在于：隧洞进口之后设置有消能墩，若干所述消能墩分布于隧洞两侧的壁面上，向内凸起为驼峰形；所述消能墩之后设有消力池，所述消力池位于消能墩段的隧洞地面高程以下；所述消力池之后设有溢流堰，所述溢流堰的中部设置有溢流堰直线段；所述溢流堰直线段设置有台阶消能工，所述溢流堰的末端设有挑坎。本发明专利技术采用联合式消能结构，充分发挥各单体消能工的优势，能够有效改善水流流态，降低洞内水流流速，提高消能效率，达到减轻下游消能任务，降低下游消能建筑物造价的目的。下游消能建筑物造价的目的。下游消能建筑物造价的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种泄洪隧洞的联合式消能结构


[0001]本专利技术属于水利水电工程泄洪隧洞消能领域，具体涉及一种泄洪隧洞的联合式消能结构。

技术介绍

[0002]我国西南地区水电资源蕴藏丰富，往往会在高山峡谷中修建水利工程来进行水电开发。用于渲泄水流的泄洪隧洞往往会遇到洞内水流流速过大的情况，为了减小高速水流对隧洞结构及下游建筑物的影响，需要在隧洞内布置消能结构。
[0003]目前常用的洞内消能方式主要有孔板消能、洞塞消能、消力井消能以及旋流式消能。
[0004]孔板消能的结构单薄，孔板边缘容易发生空化破坏；旋流式消能结构复杂，洞内容易出现明满交替现象；消力井内水流紊动剧烈，对地质条件要求较高；洞塞消能的消能率低，容易发生空蚀空化。
[0005]单一的消能方式无法将洞内流速控制到工程容许的范围内，无法满足高水头、大流量的泄洪隧洞的消能要求，因此需要找到一种适用于高水头大流量泄洪隧洞的消能方式。

技术实现思路

[0006]我国中西部水电站的泄洪建筑物往往具有高水头、大流量、泄洪功率大等特点，因此采用单一的消能结构往往效果不明显。针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本专利技术提供了一种泄洪隧洞的联合式消能结构，采用联合式消能结构，充分发挥各单体消能工的优势，能够有效改善水流流态，降低洞内水流流速，提高消能效率，达到减轻下游消能任务，降低下游消能建筑物造价的目的。
[0007]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种泄洪隧洞的联合式消能结构，其特征在于：沿程依次设有隧洞进口、消能墩、消力池、溢流堰、台阶消能工、挑坎；
[0008]隧洞进口之后设置有消能墩，若干所述消能墩分布于隧洞两侧的壁面上，向内凸起为驼峰形；
[0009]所述消能墩之后设有消力池，所述消力池位于消能墩段的隧洞地面高程以下；
[0010]所述消力池之后设有溢流堰，所述溢流堰的中部设置有溢流堰直线段；
[0011]所述溢流堰直线段设置有台阶消能工，所述溢流堰的末端设有挑坎。
[0012]在其中一个优选实施方式中，所述隧洞进口为由大到小的喇叭口状，其前端连接隧洞启闭闸门。
[0013]在其中一个优选实施方式中，所述消能墩在隧洞两侧壁面上呈左右对称分布。
[0014]在其中一个优选实施方式中，消能墩段隧洞两侧壁面上左右两排的所述消能墩在前后纵向上呈交错分布。
[0015]在其中一个优选实施方式中，驼峰形的所述消能墩包括中间的驼峰上凸弧段和两
侧的驼峰下凹弧段；
[0016]所述驼峰上凸弧段与两侧的驼峰下凹弧段均呈反曲线连接。
[0017]在其中一个优选实施方式中，所述消力池沿程依次包括消力池前台阶、消力池直线段、消力池后上翘弧段和消力池后反曲段；
[0018]消能墩段隧洞地面通过所述消力池前台阶连接所述消力池直线段，所述消力池后上翘弧段的前端与所述消力池直线段相切、后端与所述消力池后反曲段呈反曲点相切，所述消力池后反曲段与所述溢流堰衔接。
[0019]在其中一个优选实施方式中，所述消力池直线段在高程上呈向下倾斜状。
[0020]在其中一个优选实施方式中，所述溢流堰还包括溢流堰上凸弧段和溢流堰下凹弧段；
[0021]所述溢流堰上凸弧段、溢流堰直线段、溢流堰下凹弧段依次平顺衔接。
[0022]在其中一个优选实施方式中，所述台阶消能工布置在所述溢流堰直线段的前二分之一范围内。
[0023]在其中一个优选实施方式中，所述溢流堰下凹弧段末端设有挑坎。
[0024]上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0025]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0026]1、本专利技术的泄洪隧洞的联合式消能结构，采用联合式消能结构，充分发挥各单体消能工的优势，能够有效改善水流流态，降低洞内水流流速，提高消能效率，达到减轻下游消能任务，降低下游消能建筑物造价的目的。
[0027]2、本专利技术的泄洪隧洞的联合式消能结构，创新了一种消能墩体型，即采用驼峰的型式在隧洞中沿程布置通过收缩过流面积来加剧水流的紊动、摩擦和扩散，使水流的动能转化为热能而耗散掉，削弱水流能量。
[0028]3、本专利技术的泄洪隧洞的联合式消能结构，驼峰状的消能墩体型结构简单，稳定性及断面应力分布较好，具有设计、施工简单等优点。
[0029]4、本专利技术的泄洪隧洞的联合式消能结构，驼峰状的消能墩体型能够保证通过水流紧贴消能工，减少消能墩后负压区大小，减小空蚀空化对结构的破坏。
[0030]5、本专利技术的泄洪隧洞的联合式消能结构，同时在隧洞中段布置消力池来辅助消能，并且在消力池前端布置消能台阶来降低水流流速。
[0031]6、本专利技术的泄洪隧洞的联合式消能结构，在隧洞出口前布置台阶消能工加剧水流之间的翻滚、碰撞，进一步消散水体能量，达到降低流速的目的。
[0032]7、本专利技术的泄洪隧洞的联合式消能结构，能够有利于水流在泄洪隧洞内充分扩散、紊动及摩擦，有效降低泄洪隧洞出口水流流速，提高消能效率。
[0033]8、本专利技术的泄洪隧洞的联合式消能结构，布置灵活，可根据实际工程调整消能墩、消力池以及消能台阶的布置方式、布置数量和布置顺序。
附图说明
[0034]图1是本专利技术实施例的泄洪隧洞的联合式消能结构的整体三维示意图；
[0035]图2是本专利技术实施例的泄洪隧洞的联合式消能结构的整体剖面示意图；
[0036]图3是本专利技术实施例的泄洪隧洞的联合式消能结构的消能墩结构断面布置示意图；
[0037]图4是本专利技术实施例的泄洪隧洞的联合式消能结构的消能墩结构尺寸详图；
[0038]图5是本专利技术实施例的泄洪隧洞的联合式消能结构的消力池结构剖面示意图；
[0039]图6是本专利技术实施例的泄洪隧洞的联合式消能结构的消能工结构剖面示意图。
具体实施方式
[0040]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本专利技术进一步详细说明。
[0041]作为本专利技术的一种较佳实施方式，如图1-6所示，本专利技术提供一种泄洪隧洞的联合式消能结构，沿程依次设有隧洞进口2、消能墩3、消力池4、溢流堰5、台阶消能工6、挑坎7。消能墩、消力池、台阶消能工，三种消能结构依次布置于隧洞进口段、隧洞中后段以及隧洞出口处溢流堰直线段。
[0042]如图1-2所示，在其中一个优选实施方式中，所述隧洞进口2为由大到小的喇叭口状，其前端连接隧洞启闭闸门。
[0043]如图3所示，隧洞进口2之后设置有消能墩3，若干所述消能墩3分布于隧洞两侧的壁面上，向内凸起为驼峰形。在其中一个优选实施方式中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泄洪隧洞的联合式消能结构，其特征在于：隧洞进口(2)之后设置有消能墩(3)，若干所述消能墩(3)分布于隧洞两侧的壁面上，向内凸起为驼峰形；所述消能墩(3)之后设有消力池(4)，所述消力池(4)的位于消能墩段的隧洞地面高程以下；所述消力池(4)之后设有溢流堰(5)，所述溢流堰(5)的中部设置有溢流堰直线段；所述溢流堰直线段设置有台阶消能工(6)，所述溢流堰(5)的末端设有挑坎(7)。2.如权利要求1所述的泄洪隧洞的联合式消能结构，其特征在于：所述隧洞进口(2)为由大到小的喇叭口状，其前端连接隧洞启闭闸门。3.如权利要求2所述的泄洪隧洞的联合式消能结构，其特征在于：所述消能墩(3)在隧洞两侧壁面上呈左右对称分布。4.如权利要求2所述的泄洪隧洞的联合式消能结构，其特征在于：消能墩段隧洞两侧壁面上左右两排的所述消能墩(3)在前后纵向上呈交错分布。5.如权利要求2所述的泄洪隧洞的联合式消能结构，其特征在于：驼峰形的所述消能墩(3)包括中间的驼峰上凸弧段(31)和两侧的驼峰下凹弧段(32)；所述驼峰上凸弧段(31)与两侧的驼峰下凹弧段(32)...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂艺博，王立勇，余轲，彭慧琼，徐纳，李琳国，谭园，李健，朱胜，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：