本发明专利技术公开了泄洪消能与水工建筑施工技术领域的一种兼顾水位变化和流量变化的消能结构及施工方法，包括边墙；沿水流流动方向顺序设置在两个边墙之间的排洪渠道段、消能台阶段、平顺连接段、和挑流消能反弧段挑流消能鼻坎；锚固在挑流消能反弧段下方的挑流消能基座；挑流消能基座的顶高程大于蓄水库的汛期低位水位并小于蓄水库的汛期高位水位，消能台阶段的下游端高程大于蓄水库的非汛期低位水位并小于蓄水库的非汛期高位水位。本发明专利技术通过消能台阶段和挑流消能反弧段对水流的先后消能，实现了多种消能方式的相互配合，提高了消能效果。果。果。
【技术实现步骤摘要】
一种兼顾水位变化和流量变化的消能结构及施工方法
[0001]本专利技术涉及泄洪消能与水工建筑施工
，具体涉及一种兼顾水位变化和流量变化的消能结构及施工方法。
技术介绍
[0002]消能机构是在泄水建筑物和落差建筑物中，为防止或减轻水流对水工建筑物及其下游河渠等的冲刷破坏而修建的工程设施，其目的是为了消耗、分散水流的能量。
[0003]在水利水电工程中，山区排洪渠比降大，年内流量变化大，汛期排泄大流量洪水时携带巨大的能量，并且受制于地形地质条件、周边已有建筑物的影响，要求在较短的范围内完成集中消能，否则如处理不当，将会造成消能建筑物破坏，边坡垮塌等事故发生，影响排洪渠的安全稳定运行。相对而言，在工程总投资中，排洪渠消能建筑物占比很高，有的工程甚至占到总投资的1/4，因此排洪渠消能建筑物的结构形式是保障排洪渠经济合理、技术可行的关键。
[0004]排洪渠末端接入已建水库时，在非汛期，排洪渠排泄流量较小、水流流速低、挑距短，出流水流击打本岸；在汛期，排洪渠排泄流量大、水流流速高、挑距长，出流水流冲击力强，库区冲刷深度大，库区两岸边坡易坍塌失稳。目前排洪渠消能建筑物采用的消能形式有底流消能、面流消能、戽流消能和挑流消能四种，但现有消能建筑物只能实现一种消能形式，导致其消能效果有限，越来越无法满足使用需求。
[0005]因此，如何提高排洪渠消能建筑物的消能效果，就成了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种兼顾水位变化和流量变化的消能结构，以解决现有排洪渠消能建筑物的消能效果无法满足需求的技术问题。
[0007]本专利技术所采用的技术方案为：一种兼顾水位变化和流量变化的消能结构，包括：
[0008]边墙，所述边墙设置在蓄水库的一侧；
[0009]消能台阶段，所述消能台阶段设置在两个边墙之间，且所述消能台阶段与边坡岩质层锚固连接；
[0010]挑流消能基座，所述挑流消能基座设置在边墙下游端的下方，且所述挑流消能基座与边坡岩质层锚固连接；
[0011]挑流消能反弧段，所述挑流消能反弧段设置在两个边墙之间，且所述挑流消能反弧段与下方的挑流消能基座锚固连接；
[0012]排洪渠道段，所述排洪渠道段设置在两个边墙之间，且所述排洪渠道段位于消能台阶段的上游；
[0013]平顺连接段，所述平顺连接段设置在两个边墙之间，且所述平顺连接段处于高位的上游端与消能台阶段连接，所述平顺连接段处于低位的下游端与挑流消能反弧段连接；
[0014]挑流消能鼻坎，所述挑流消能鼻坎设置在两个边墙之间，且所述挑流消能鼻坎与挑流消能反弧段的下游端固定连接；
[0015]其中，所述挑流消能基座的顶高程大于蓄水库的汛期低位水位并小于蓄水库的汛期高位水位和蓄水库的非汛期低位水位，所述消能台阶段的下游端高程大于蓄水库的非汛期低位水位并小于蓄水库的非汛期高位水位。
[0016]优选的，所述排洪渠道段、消能台阶段、平顺连接段、挑流消能反弧段和挑流消能鼻坎的底部设有用于降低扬压力的排水盲材。
[0017]优选的，所述挑流消能基座的下游设有大块石护脚。
[0018]优选的，所述挑流消能基座的长度超出挑流消能鼻坎下游端2m～4m，且所述挑流消能基座的底高程高出蓄水库的汛期低位水位3m～5m。
[0019]优选的，所述挑流消能鼻坎的角度为30
°
。
[0020]优选的，所述排洪渠道段、消能台阶段、平顺连接段和挑流消能基座通过锚固钢筋与边坡岩质层锚固连接，所述挑流消能反弧段和挑流消能鼻坎通过锚固钢筋与挑流消能基座锚固连接。
[0021]优选的，所述锚固钢筋的径向尺寸为25mm，施工时入岩2800mm，外漏700mm。
[0022]本专利技术的第二目的在于提供一种兼顾水位变化和流量变化的消能结构的施工方法，所述方法包括如下步骤：
[0023]S10：于汛期在蓄水库水位下降过程中，先后进行挑流消能基座、大块石护脚、挑流消能反弧段和挑流消能鼻坎的施工；
[0024]S20：于非汛期在所述蓄水库水位上升过程中，先后进行平顺连接段、消能台阶段和排洪渠道段的施工。
[0025]优选的，S10具体包括：
[0026]S11：于汛期在所述蓄水库的水位降低至汛期低位水位的过程中，同步进行所述挑流消能基座和大块石护脚的基础开挖；
[0027]S12：进行所述挑流消能基座与边坡岩质层之间的锚固钢筋的施工；
[0028]S13：铺设所述挑流消能基座的埋石，预埋所述挑流消能基座与挑流消能反弧段之间的锚固钢筋；
[0029]S14：浇筑所述挑流消能基座的C20混凝土，所述挑流消能基座的混凝土强度达到设计强度的70％时，抛填所述大块石护脚；
[0030]S15：在所述挑流消能基座上铺设排水盲材，绑扎所述挑流消能反弧段与挑流消能鼻坎的钢筋，将所述挑流消能反弧段的钢筋与所述锚固钢筋焊接，立模浇筑所述挑流消能反弧段与挑流消能鼻坎的混凝土。
[0031]优选的，S20具体包括：
[0032]S21：从下而上进行所述平顺连接段、消能台阶段、排洪渠道段的基础开挖；
[0033]S22：进行所述平顺连接段、消能台阶段与边坡岩质层之间的锚固钢筋的施工；
[0034]S23：铺设所述平顺连接段、消能台阶段、排洪渠道段底部的排水盲材；
[0035]S24：绑扎所述平顺连接段、消能台阶段、排洪渠道段的钢筋，并所述平顺连接段、消能台阶段的钢筋与锚固钢筋焊接；
[0036]S25：立模进行所述平顺连接段、消能台阶段、排洪渠道段的混凝土浇筑，所述平顺
连接段、消能台阶段、排洪渠道段的混凝土强度达到设计强度的70％时，拆除模板。
[0037]本专利技术的有益效果：
[0038]本专利技术利用空间分割和时间分割原理，在排洪渠道段和蓄水库之间设置消能台阶段、平顺连接段和挑流消能反弧段，通过消能台阶段和挑流消能反弧段先后对水流的消能，实现了多种消能方式的相互配合，不仅可以最大限度的提高消能效果，还可根据水位高低和流量大小自动变换消能方式的组合形式，以保证消能建筑物的消能效果。
附图说明
[0039]图1为本专利技术的兼顾水位变化和流量变化的消能结构的沿水流方向的剖面示意图；
[0040]图2为本专利技术的兼顾水位变化和流量变化的消能结构的俯视图；
[0041]图3为本专利技术的兼顾水位变化和流量变化的消能结构内部水流的第一流态示意图；
[0042]图4为本专利技术的兼顾水位变化和流量变化的消能结构内部水流的第二流态示意图；
[0043]图5为本专利技术的兼顾水位变化和流量变化的消能结构内部水流的第三流态示意图；
[0044]图6为本专利技术的兼顾水位变化和流量变化的消能结构内部水流的第四流态示意图。
[0045]图中附图标记说明：
[0046]1、边墙；2、消能台阶段；3、挑流本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种兼顾水位变化和流量变化的消能结构，其特征在于，包括：边墙(1)，所述边墙(1)设置在蓄水库(8)的一侧；消能台阶段(2)，所述消能台阶段(2)设置在两个边墙(1)之间，且所述消能台阶段(2)与边坡岩质层(9)锚固连接；挑流消能基座(3)，所述挑流消能基座(3)设置在边墙(1)下游端的下方，且所述挑流消能基座(3)与边坡岩质层(9)锚固连接；挑流消能反弧段(4)，所述挑流消能反弧段(4)设置在两个边墙(1)之间，且所述挑流消能反弧段(4)与下方的挑流消能基座(3)锚固连接；排洪渠道段(5)，所述排洪渠道段(5)设置在两个边墙(1)之间，且所述排洪渠道段(5)位于消能台阶段(2)的上游；平顺连接段(6)，所述平顺连接段(6)设置在两个边墙(1)之间，且所述平顺连接段(6)处于高位的上游端与消能台阶段(2)连接，所述平顺连接段(6)处于低位的下游端与挑流消能反弧段(4)连接；挑流消能鼻坎(7)，所述挑流消能鼻坎(7)设置在两个边墙(1)之间，且所述挑流消能鼻坎(7)与挑流消能反弧段(4)的下游端固定连接；其中，所述挑流消能基座(3)的顶高程大于蓄水库(8)的汛期低位水位并小于蓄水库的汛期高位水位和蓄水库(8)的非汛期低位水位，所述消能台阶段(2)的下游端高程大于蓄水库(8)的非汛期低位水位并小于蓄水库的非汛期高位水位。2.根据权利要求1所述的一种兼顾水位变化和流量变化的消能结构，其特征在于，所述排洪渠道段(5)、消能台阶段(2)、平顺连接段(6)、挑流消能反弧段(4)和挑流消能鼻坎(7)的底部设有用于降低扬压力的排水盲材(10)。3.根据权利要求1所述的一种兼顾水位变化和流量变化的消能结构，其特征在于，所述挑流消能基座(3)的下游设有大块石护脚(11)。4.根据权利要求1所述的一种兼顾水位变化和流量变化的消能结构，其特征在于，所述挑流消能基座(3)的长度超出挑流消能鼻坎(7)下游端2m～4m，且所述挑流消能基座(3)的底高程高出蓄水库(8)的汛期低位水位3m～5m。5.根据权利要求1所述的一种兼顾水位变化和流量变化的消能结构，其特征在于，所述挑流消能鼻坎(7)的角度为30
°
。6.根据权利要求1所述的一种兼顾水位变化和流量变化的消能结构，其特征在于，所述排洪渠道段(5)、消能台阶段(2)、平顺连接段(6)和挑流消能基座(3)通过锚固钢筋(12)与边坡岩质层(9)锚固连接，所述挑流消能反弧段(4)和挑流消能鼻坎(7)...
【专利技术属性】
技术研发人员：周培勇，祝新星，华鹏飞，万里飘，王爽，张道法，廖庭庭，
申请(专利权)人：上海勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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