阶梯型纵向围堰上游裹头制造技术

本发明专利技术公开了一种阶梯型纵向围堰上游裹头，包括围堰连接段和阶梯平台，围堰连接段处在上方且与纵向围堰的主体连接，阶梯平台的高度低于围堰连接段，围堰连接段的前端放坡到阶梯平台与其连接，阶梯平台的边缘亦向下放坡，由此构成一个具有二级台阶的裹头结构。当水位较低时，水流可在阶梯平台的下放坡段以自然形式流过，而当洪水水位漫过阶梯平台后，由于有了该阶梯平台的存在，裹头让出了大部分的空间供水流通过，防止了过大水流冲击纵、横向围堰搭接处下部，避免了强烈绕流的产生，且提高了明渠的过流能力，本发明专利技术大大降低围堰的整体高程，节省工程施工期投资，结构稳固，可应用于水利工程建设中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水利工程建设中的围堰，特别是围堰中的裹头。
技术介绍
在水利工程建设中，为了在干地条件下建造永久性水利设施(如水闸、电站及船闸等建筑物)，需要先行在水中修建临时性的维护结构物，这就是围堰。比较常用的围堰是土石围堰，为了防止水和土进入建筑物的修建位置，土石围堰除了需要较好的抗滑稳定以外，还需要采取足够的防渗措施，以便能更好的挡住围堰外部的河水不进入围堰基坑内。 根据围堰轴线与河道中水流方向的关系，将与水流方向同向即顺水流方向布置的围堰称为纵向围堰，将与水流方向垂直的围堰称为横向围堰。参照图1，横向围堰I与纵向围堰2交界及搭接的部位，纵向围堰2需要伸出一部分，用以把整个搭接部位裹起来，加以保护，这就是纵向围堰的裹头，位于河道上游的裹头称为纵向围堰上游裹头。纵向围堰的上游裹头由于其是纵、横向围堰搭接的部位，本身属于整个围堰体上比较薄弱的部位，加之其向上游伸展，常常是受水流冲击最为严重的部位。参照图2，目前对于纵向围堰上游裹头的外形设计，一般将裹头3设计为直线型或者斜线型。为了防止裹头附近的冲刷造成裹头不稳定后垮塌，常常耗费大量的投资用于其配套防护，如采用钢筋石笼防护带和混凝土柔性排布置在其前部等方法。对于大型水闸工程，在实际的分期施工导流过程中，经常发生的现象是，由于纵向围堰上游裹头的直线型或者斜线型设计，造成导流明渠上游进口的水流在裹头附近发生强烈的绕流流态，进而产生一系列的漩涡，漩涡带挤占了有效的明渠过水面积，造成整个导流明渠过流能力降低，上游水位实测值明显高于设计计算值，这样使围堰整体的高度必须继续提升，增大了工程投资。总体而言，现有的直线型和斜线型两种纵向围堰上游裹头型式，在大型水闸工程的施工导流过程中，常导致明渠过流能力不足，水位抬高，从而增大工程投资。因此，需要寻找一种新型的纵向围堰上游裹头型式来克服上述的缺点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种阶梯型纵向围堰上游裹头，它要能够避免强烈绕流流态，提高明渠过流能力，同时结构不应复杂。本专利技术解决其技术问题的解决方案是 阶梯型纵向围堰上游裹头，包括围堰连接段和阶梯平台，围堰连接段处在上方且与纵向围堰的主体连接，阶梯平台的高度低于围堰连接段，围堰连接段的前端放坡到阶梯平台与其连接，阶梯平台的边缘亦向下放坡，由此构成一个具有二级台阶的裹头结构。作为上述技术方案的进一步改进，所述阶梯平台的高度与围堰连接段的高度相比较，其比值范围为2/5至1/2。作为上述技术方案的进一步改进，阶梯平台前端的边缘为圆弧形。本专利技术的有益效果是当水位较低时，水流可在阶梯平台的下放坡段以自然形式流过，而当洪水水位漫过阶梯平台后，由于有了该阶梯平台的存在，裹头让出了大部分的空间供水流通过，防止了过大水流冲击纵、横向围堰搭接处下部，避免了强烈绕流的产生，且提高了明渠的过流能力，本专利技术大大降低围堰的整体高程，节省工程施工期投资，结构稳固，可应用于水利工程建设中。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。图I是围堰的俯视结构示意图，其中箭头表示水流方向； 图2是传统的斜线型上游裹头俯视结构示意 图3是本专利技术的俯视结构示意图。具体实施例方式以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本专利技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。参照图3，阶梯型纵向围堰上游裹头，包括围堰连接段31和阶梯平台32，围堰连接段31处在上方且与纵向围堰的主体连接，阶梯平台32的高度低于围堰连接段31，围堰连接段31的前端放坡到阶梯平台32与其连接，阶梯平台32的边缘亦向下放坡，由此构成一个具有二级台阶的裹头结构。实践中，围堰连接段31、阶梯平台32和纵向围堰主体是连成一体而建造的，结合附图3中的横向围堰I与纵向围堰2亦可看出。进一步作为优选的实施方式，所述阶梯平台32的高度与围堰连接段31的高度相比较，其比值范围为2/5至1/2。优选该比值范围，是综合考虑到整体结构的稳固性、建造的便利性以及洪水漫过高度等因素的结果，例如当围堰堰高为11. 28m时，阶梯平台高为6.50m。当然，建造时取的高度必须符合当地江河的水文实际。进一步作为优选的实施方式，阶梯平台32前端的边缘为圆弧形。这样一来，由该前端所向下放坡的砼体结构便呈扇形状散开，符合工程稳定性设计。下面是对某实际工程试验中，前后应用传统的直线型/斜线型裹头形式以及本专利技术的阶梯型裹头形式的对照结果 ①、传统直线型或者斜线型纵向围堰上游裹头会在其附近造成较为明显的绕流流态，在裹头后形成漩涡带，纵向围堰堰脚及堰面均为回流，最大回流面流速-I. 27m/s，最大底流速-O. 80m/s,流态较差,泄水闸左边孔的流速值也较小,影响整体的过流能力。围堰上游水位为10. 91m,高于设计标准O. 30m。②、采用了本专利技术后，纵向围堰上游裹头附近的绕流强度明显减弱，闸前靠左岸的长条形回流区基本消失，沿纵向围堰堰脚、堰面的流速基本调整为正向，流态改善较为明显，泄水闸左边孔底流速由3. 19m/s提高到3. 82m/s ;同时，纵向围堰裹头堰脚的最大底流速由原来的3. 74m/s减小为2. 58m/s，裹头底部的冲刷强度将有所降低；下游裹头向左偏转后，试验中观察到其扩散有所加强。以上是对本专利技术的较佳实施方式进行了具体说明，但本专利技术创造并不限于 所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本专利技术精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。权利要求1.阶梯型纵向围堰上游裹头，其特征在于包括围堰连接段(31)和阶梯平台(32)，围堰连接段(31)处在上方且与纵向围堰的主体连接，阶梯平台(32)的高度低于围堰连接段(31)，围堰连接段(31)的前端放坡到阶梯平台(32)与其连接，阶梯平台(32)的边缘亦向下放坡，由此构成一个具有二级台阶的裹头结构。2.根据权利要求I所述的阶梯型纵向围堰上游裹头，其特征在于所述阶梯平台(32)的高度与围堰连接段(31)的高度相比较，其比值范围为2/5至1/2。3.根据权利要求2所述的阶梯型纵向围堰上游裹头，其特征在于阶梯平台(32)前端的边缘为圆弧形。全文摘要本专利技术公开了一种阶梯型纵向围堰上游裹头，包括围堰连接段和阶梯平台，围堰连接段处在上方且与纵向围堰的主体连接，阶梯平台的高度低于围堰连接段，围堰连接段的前端放坡到阶梯平台与其连接，阶梯平台的边缘亦向下放坡，由此构成一个具有二级台阶的裹头结构。当水位较低时，水流可在阶梯平台的下放坡段以自然形式流过，而当洪水水位漫过阶梯平台后，由于有了该阶梯平台的存在，裹头让出了大部分的空间供水流通过，防本文档来自技高网...

【技术保护点】
阶梯型纵向围堰上游裹头，其特征在于：包括围堰连接段（31）和阶梯平台（32），围堰连接段（31）处在上方且与纵向围堰的主体连接，阶梯平台（32）的高度低于围堰连接段（31），围堰连接段（31）的前端放坡到阶梯平台（32）与其连接，阶梯平台（32）的边缘亦向下放坡，由此构成一个具有二级台阶的裹头结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘达，黄本胜，邱静，王丽雯，王珍，
申请(专利权)人：广东省水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：