用于溢洪道或泄洪洞出口的挑流斜鼻坎制造技术

一种用于溢洪道或泄洪洞出口的挑流斜鼻坎，由第一侧边墙、第二侧边墙和所述两侧边墙之间的底板构成；所述底板为变横坡比的扭曲面，所述第一侧边墙为直边墙，所述第二侧边墙由直墙段及与直墙段相切的圆弧段组成；第一侧边墙与第二侧边墙的相对位置：第一侧边墙的起始端端部与第二侧边墙直墙段的端部平齐，且第一侧边墙与第二侧边墙直墙段之间相隔一距离平行安装；使用时，第一侧边墙的起始端和第二侧边墙的直墙段端为水流的入口，第二侧边墙的圆弧段端部与第一侧边墙末端端部的连线为水流出口边缘线。此种挑流斜鼻坎形成的挑流水舌落点范围处于河槽中心，在配合下游消力池消能的情况下，其消能率可达８０％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水利水电工程中使用的泄洪消能设施，特别涉及一种用于溢洪道或泄 洪洞出口的挑流斜鼻坎。
技术介绍
在水利水电工程中，泄洪消能是非常关键的技术问题。对大量实际工程资料的统 计分析显示，泄洪消能设施的造价约占工程总造价的40% 50%，因此，选择合适的泄洪 消能设施对优化枢纽布置、节约投资具有重要意义。从自溢洪道或者泄洪洞流出的水流能量较大，因此需在自溢洪道或者泄洪洞出口 设置消能设施，减轻水流对河道的冲刷。溢洪道或泄洪洞出口的消能设施，一般选择挑流消 能方式，现有的挑流鼻坎以连续坎、差动坎、窄缝坎、高低坎、扩散坎、斜切坎、扭曲坎、舌型 坎等挑坎体型应用最为广泛，但是对于溢洪道或者泄洪洞出口河道转向较大的工程，由于 受地形地质条件和下游河道的限制，现有的挑流鼻坎无法满足消能防冲的要求，难以避免 水流对出口河道左右岸的冲刷破坏。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适用于溢洪道或泄洪洞出口河道转向较大的特殊地形 地质条件的挑流斜鼻坎，以减轻水流对出口河道和岸坡的冲刷破坏。本专利技术所述用于溢洪道或泄洪洞出口的挑流斜鼻坎，由第一侧边墙、第二侧边墙 和所述两侧边墙之间的底板构成；所述底板为变横坡比的扭曲面，所述第一侧边墙为直边 墙，所述第二侧边墙由直墙段及与直墙段相切的圆弧段组成；第一侧边墙与第二侧边墙的 相对位置第一侧边墙的起始端端部与第二侧边墙直墙段的端部平齐，且第一侧边墙与第 二侧边墙直墙段之间相隔一距离平行安装；使用时，第一侧边墙的起始端和第二侧边墙的 直墙段端为水流的入口，第二侧边墙的圆弧段端部与第一侧边墙末端端部的连线为水流出 口边缘线。上述挑流斜鼻坎中，第一侧边墙的长度k = Id 3d，所述d为第一侧边墙与第二 侧边墙直墙段之间的距离，第二侧边墙圆弧段的半径r的取值以将溢洪道或泄洪洞的出口 水流挑到下游河槽中心为限，在具体工程设计时，可结合水工模型确定，水流出口边缘线与 溢洪道或泄洪洞轴线的夹角9取值范围o 10°。上述挑流斜鼻坎中，构成底板的变横坡比扭曲面由一圆柱面变形而来，其横坡比 控制线为第一侧边墙的边脚线和该边脚线延长至第二侧边墙圆弧段所形成的弧线。底板的横坡比i = (x-xjic/l^，式中，x为底板的任一点纵向桩号，X(1为底板起始 端纵向桩号，i0为底板末端的横坡比，控制、=0. 8 1. 2，L0为底板的长度。底板高程控制方程为z = Z(l+R-°_5+yi，式中，z为底板上任一点高程，x为该点的纵向桩号， y为该点的横向桩号，i为该点所在横剖面的横坡比，Z(1为横坡比控制线起始点高程，R为横3坡比控制线半径，x0为底板起始端纵向桩号。上述挑流斜鼻坎中，第一侧边墙与第二侧边墙直墙段之间的距离d =溢洪道或泄 洪洞出口的宽度。上述挑流斜鼻坎中，优选第二侧边墙直墙段与第一侧边墙的长度相同。本专利技术所述挑流斜鼻坎设置在溢洪道或泄洪洞的出口处，第一侧边墙的起始端和 第二侧边墙的直墙段端接溢洪道或泄洪洞的出口。本专利技术具有以下有益效果1、在溢洪道或泄洪洞的出口处设置了本专利技术所述挑流斜鼻坎，可将进入该挑流斜 鼻坎的水流形成窄而厚的水舌挑向空中，挑流水舌在空中继续向上、下扩散，纵向拉开，而 横向扩散很小，落点范围处于河道的河槽中心，因而有效解决了出口河道转向较大的特殊 地形地质条件下，来自溢洪道或泄洪洞的水流对出口河道左右岸的冲刷破坏，从而减少对 河床和岸坡的保护措施，节约工程投资。2、本专利技术所述挑流斜鼻坎，消能效果明显，在配合下游消力池消能的情况下，消能 率可达80%以上，在下游河道中形成的冲坑较浅。3、本专利技术所述挑流斜鼻坎，结构简单，易于制作，检修方便。附图说明图1是本专利技术所述用于溢洪道或泄洪洞出口的挑流斜鼻坎的形状构造示意图；图2是图1的侧视图；图3是图1的俯视图； 图4是图3的A-A剖视放大图；图5是图3的B-B剖视放大图；图6是图3的C-C剖视放大图；图7是图3的D-D剖视放大图；图8是本专利技术所述挑流斜鼻坎用于泄洪洞的一种安装布局图。图中，1-底板、2-第一侧边墙、3-第二侧边墙直墙段、4-第二侧边墙圆弧段、5-水 流出口边缘线、6-构成底板的变横坡比扭曲面的横坡比控制线、7-泄洪洞、8-泄洪洞边墙、 9-河道边岸、10-河槽、11-挑流水舌落点范围。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术所述用于溢洪道或泄洪洞出口的挑流斜鼻坎的形状和构 造作进一步说明。本实施例中，挑流斜鼻坎应用的具体工程的泄洪洞轴线与河道中心线夹角大约为 45°，挑坎出口位置的地质条件较为复杂，挑坎右岸地质条件较好，大部分为基岩，挑坎左 岸为覆盖层堆积体，而且有一条公路从上经过，如果采用常规挑坎，水流将直冲左岸，影响 岸坡稳定，因此需要设计合理的挑坎体型，使水流落点处于河道中心偏右岸，并且要减轻对 河道和岸坡的冲刷。本实施例中，挑流斜鼻坎的形状和构造如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示， 由第一侧边墙2、第二侧边墙和所述两侧边墙之间的底板1构成；所述底板1为变横坡比的4扭曲面，该扭曲面由一圆柱面变形而来，其横坡比控制线6为弧线，如图4所示，所述第一侧 边墙2为矩形直边墙，所述第二侧边墙由直墙段3及与直墙段相切的圆弧段4组成，其直墙 段3与第一侧边墙2的长度U相同；第一侧边墙与第二侧边墙的相对位置第一侧边墙2 的起始端端部与第二侧边墙直墙段3的端部平齐，且第一侧边墙2与第二侧边墙直墙段之 间相隔距离d平行安装。本实施例中的挑流斜鼻坎与泄洪洞7配套使用，其与泄洪洞的安装布局见图8，从 图8可以看出，所述挑流斜鼻坎设置在泄洪洞7的出口处，第一侧边墙2的起始端端部和第 二侧边墙的直墙段3的端部接泄洪洞7的出口，第二侧边墙的圆弧段4端部与第一侧边墙 2末端端部的连线为水流出口边缘线5。本实施例所述挑流斜鼻坎采用钢筋混凝土制作，各相关尺寸如下第一侧边墙2的长度k = 10m,第二侧边墙圆弧段4的半径r = 20m,水流出口边 缘线5与泄洪洞轴线的夹角0 =5.5°，第一侧边墙2与第二侧边墙直墙段3之间的距离 d = 7. lm ；底板的长度(也是本实施例中的挑流斜鼻坎的总长)k = 26. 5m，底板横坡比i 从水流进口至出口由0逐渐增大到1，即底板末端横坡比、=1，底板横坡比控制线的半径 R = 150m。模型试验表明，本实施例所述挑流斜鼻坎改变了进入该挑流斜鼻坎内的水流方 向，形成的挑流水舌归槽效果理想，落点范围处于河道的河槽中心，在配合下游消力池消能 的情况下，消能率可达80%以上，在下游河道中形成的冲坑较浅，达到了设计要求，适合泄 洪洞出口河道转向较大的特殊地形地质条件下使用。权利要求一种用于溢洪道或泄洪洞出口的挑流斜鼻坎，由第一侧边墙(2)、第二侧边墙和所述两侧边墙之间的底板(1)构成，其特征在于所述底板(1)为变横坡比的扭曲面，所述第一侧边墙(2)为直边墙，所述第二侧边墙由直墙段(3)及与直墙段相切的圆弧段(4)组成，第一侧边墙(2)的起始端端部与第二侧边墙直墙段(3)的端部平齐，且第一侧边墙(2)与第二侧边墙直墙段之间相隔一距离平行安装，第一侧边墙的起始端和第二侧边墙的直墙段端为水流的入口，第二侧边墙的圆弧段(4)端部与第一侧边墙(2)末端端部的连线为水流出口边缘线(5)。2.根据权利要求1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于溢洪道或泄洪洞出口的挑流斜鼻坎，由第一侧边墙（２）、第二侧边墙和所述两侧边墙之间的底板（１）构成，其特征在于所述底板（１）为变横坡比的扭曲面，所述第一侧边墙（２）为直边墙，所述第二侧边墙由直墙段（３）及与直墙段相切的圆弧段（４）组成，第一侧边墙（２）的起始端端部与第二侧边墙直墙段（３）的端部平齐，且第一侧边墙（２）与第二侧边墙直墙段之间相隔一距离平行安装，第一侧边墙的起始端和第二侧边墙的直墙段端为水流的入口，第二侧边墙的圆弧段（４）端部与第一侧边墙（２）末端端部的连线为水流出口边缘线（５）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刁明军，方旭东，刘贤鹏，文俊，邱春，徐兰兰，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]