CN101100847A - 分段固定孔缝泄漏闸板可拆自动报警并关闸的备用拦水坝 - Google Patents

Abstract

一种把水电站的水库分为上下二段的，分段固定孔缝泄漏闸板可拆自动报警并关闸的备用拦水坝，不但在平时不影响发电通航状态下施工建坝，而且建成后也不影响水电站发电、水库通航和周围一切生态平衡。必要时可把全部闸板拆除。但一旦水电站原拦水坝被炸毁，它立即鸣笛示警为有关人员撤离争取宝贵时间，而且还能立即关闭闸板，把水库中位于本备用拦水坝上游那部分水拦住，使它不能随失控的水头一拥而下去造孽于下游，而只是通过泄水孔、缝隙向下泄漏，从而大大减轻，由于水电站的原拦水坝被炸而造成下游巨大损失的，分段固定孔缝泄漏闸板可拆自动报警并关闸的备用拦水坝。

Description

分段固定孔缝泄漏闸板可拆自动报警并关闸的备用拦水坝

所属技术领域

本发明涉及一种水电站的拦水坝，尤其是在水电站水库上游的适当位置，另建一道分段固定孔缝泄漏闸板可拆自动报警并关闸的备用拦水坝。平时不影响发电、通航和水库内外生态平衡，但万一水电站原拦水坝被炸垮塌时，能立即鸣笛报警，并且同时关闭闸板，把水库中在本分段固定孔缝泄漏闸板可拆自动报警并关闸的备用拦水坝上游的那部分水拦住，使之不至于随因水电站原拦水坝垮塌而造成失控的水头，瞬间一拥而下，变成造孽的帮凶，而是把拦住的那部分水，通过本分段固定孔缝泄漏闸板可拆自动报警并关闸的备用拦水坝的泄水孔和闸板的缝隙，逐渐泄漏出去。由于水电站水库中的大部分水被控制住了，使塌坝后的水头无大量水源做后援，水势只能迅速递减，消失在河床里，这样就很大程度上减少了对下游造成损失的分段固定孔缝泄漏闸板可拆自动报警并关闸的备用拦水坝。

背景技术

目前所有水电站的水库都有一道坚固的拦水坝，拦住上游流下来的水，使之按需要排泻出去是毫无疑意的，但万一遇到拦水坝被炸垮塌，几十米甚至上百米高的水，瞬间倾泻出来，后面还有几亿甚至上百亿立方米的水，也一拥而下作为帮凶，将给下游带来巨大的损失。为此水电站的管理者，平时加强防范，当预测到可能有险情时，总要先放出一部分水，尽量避免万一危险到来时，将给下游造成巨大的损失。但突发事件世人难略，因此下游的人们一遇有风吹草动，总是惴惴不安，但又无可奈何，听天由命。

发明内容

为了解决万一水电站水库的拦水坝垮塌引起水库内全部的水作为帮凶，在水头引领下都一拥而下，给下游造成巨大损失，本发明是在水电站的水库上游适当位置，再建一道分段固定孔缝泄漏闸板可拆自动报警并关闸的备用拦水坝，把该水库中的水分成上下两部分。当万一水电站原拦水坝被炸垮塌，只有位于本分段固定孔缝泄漏闸板可拆自动报警并关闸的备用拦水坝下游的那部分水，随水头一拥而下，由于水量较少，因此水头的能量在河床里迅速减少，最后消失，对下游造成的损失也较小；而位于本分段固定孔缝泄漏闸板可拆自动报警并关闸的备用拦水坝上游的那部分水被拦住，只能从闸板缝隙和泄水孔中逐渐泄漏出来，由于速度慢，流量少，完全在河床以内流动，对下游造不成威胁，更不能赶上水头变成造孽的帮凶。这样就在很大程度上减轻了由于水电站原拦水坝垮塌给下游造成的损失。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在水电站水库中的适当位置，横跨水面建若干座坚固的钢筋混凝土的水泥墩，该水泥墩在迎水面有若干个台阶和若干个挂钢筋头(17)；再在两座水泥墩之间横着固定上若干片有孔露钢筋的挡板；第三，要在适当位置留出一两个通水口，在其两侧的边墙(8)上有隔板(6)隔开的滑道(10)若干，并在每个滑道(10)里，都有限制活闸板(9)必须按规定位置停住的限位销(14)；另外，在通水口中偏下的位置有一片固定闸板(12)，其前后均有若干片活闸板(9)；无论是活闸板(9)还是固定闸板(12)，必要时都可以取出限位销(14)后将它们拆除；第四，为控制活闸板(9)，在固定闸板(12)以前的每个活闸板(9)的两端都联有浮桶(5)，在浮桶(5)地直接控制下，平时这些活闸板(9)被提起，把它们都提到与固定闸板(12)处于同一水深的层面上；在固定闸板(12)以后的每个活闸板(9)的两端，都经缆绳(7)、滑轮(2)、与配重(11)与浮桶(5)相联；第五，每个浮桶(5)都安有一个出气管(4)，并在其中间安装一对法兰盘(1)；第六，在两片法兰盘(1)中间有一片夹电阻丝的橡胶片，电阻丝(R_H)经交流接触器的常闭触点(J₀₁、J₀₂)与储能箱(3)里的电容器(C₁、C₂……C_n)相联；另外，电容器(C₁、C₂……C_n)又经交流接触器的常开触点(J₁₁、J₁₂)和整流设备与变压器相联；此变压器与交流接触器的线圈(JTX)一起都联在本发电站自身发的电的系统中。

本发明的有益效果是：平时不影响水电站的发电、通航和生态平衡，当水电站拦水坝一旦被毁时，首先发电机停止，发电也停止，平时处于吸合状态的交流接触器脱落，常开触点(J₁₁、J₁₂)断开，而常闭触点(J₀₁、J₀₂)闭合；也就是储能电容停止充电，进入放电状态，经电阻丝(R_H)放电。由于电阻丝(R_H)发热，使夹电组丝的橡胶片的强度急剧下降，在浮桶(5)中气体的压力下，夹电阻丝的橡胶片被吹破。此时气体顺着出气管(4)喷出鸣笛报警，给相关人员撤离赢得宝贵时间。同时由于浮桶(5)中气体排出，浮桶(5)的浮力消失，因此处在固定闸板(12)前的活闸板(9)向下沉，处在固定闸板(12)后的活闸板(9)因浮桶(5)浮力消失，配重(11)不再有外力托着，这时在配重(11)和消失浮力的浮桶自身重力的共同作用下，经缆绳(7)滑轮(2)，把活闸板(9)向上提起，它们都在各自限位销(14)作用下，或下沉或上提到指定位置，将通水口关闭，拦住了水库中处于分段固定孔缝泄漏闸板可拆自动报警并关闸的备用拦水坝上游的那部分水，使之不能成为水头造孽的帮凶。而失控的水头由于无强大的后援力量，也就迅速在河床里减小并消失。这样就大大减轻了由于水电站原拦水坝垮塌造成的损失。这个分段固定孔缝泄漏闸板可拆自动报警并关闸的备用拦水坝，除水泥墩须像建桥墩一样施工以外，其余基本上可在水下施工。它平时基本不须人工管理，遇险能自动报警关闭闸板，在水电站的拦水坝垮塌时，对下游起到最大限度的保护。

附图说明

图1、通水口关闭闸板时正面视图。

图2、通水口关闭闸板时俯视图。

图3、通水口关闭闸板时左视剖视图。

图4、通水口打开闸板时左视剖视图。

图5、控制电路图。

图6、夹电阻丝的橡胶片图。

图7、水泥墩的局部图。

图8、偏心桶子正面剖视图。

图9、图8的A-A剖视图。

图10、有孔露钢筋的挡板。

图中：1、法兰盘；2、滑轮；3、控制箱；4、出气管；5、浮桶；6、隔板；7、缆绳；8、边墙；9、活闸板；10、滑道；11、配重；12、固定闸板；13、拉筋；14、限位销；15、拦水坝主体；16闸板缝隙；17、挂钢筋头；18、扣挂钢筋头的桶；19、空心；20、钢筋；21、混凝土板；22、泄水孔；23、挡板缝隙；K₁、K₂开关；J₁₁、J₁₂常开触点；J₀₁、J₀₂常闭触点；JTX交流接触器线圈；R电阻；C₁、C₂……C_n电容器；R_H电阻丝。

具体实施方式

首先，离开水电站拦水坝上游一定安全距离以外，在考虑到水库此处的水面宽窄、深浅、两岸地形和地质条件等因素的情况下，再建一道分段固定孔缝泄漏闸板可拆自动报警并关闸的备用拦水坝。然后依据此处横跨水面的宽度和每片有孔露钢筋的挡板的有效长度，来确定横跨水面时所分的段数，同时也就确定了支撑点水泥墩的座数。水泥墩的建法与建桥墩基本相同。每座水泥墩的高度要视它所处位置的水深不同而不同，水泥墩的台阶宽度，由有孔露钢筋的挡板的厚度来定；其高度以能安装1-3片有孔露钢筋的挡板和每片有孔露钢筋的挡板的宽度，并参考邻近水泥墩的有孔露钢筋的闸板是否须在本处接头的情况来定。为了使有孔露钢筋的挡板固定得更牢固可靠，不仅两片相邻有孔露钢筋的挡板中的露出来的钢筋(20)彼此对应的都分别绑在一起，而且还在水泥墩上，对应每个有孔露钢筋的挡板的一端有两三个挂钢筋头(17)，因为在水泥墩浇注之前是用扣挂钢筋头的桶(18)扣上了，使用时必须抠除扣钢筋头的桶(18)，就露出了挂钢筋头(17)，用钢筋挂上挂钢筋头(17)，并与有孔露钢筋的挡板的钢筋(20)绑上。这时，除位于上面那个面外其余的无遮挡面都固定上模板，因为这里对水泥板的渗透与否无所谓，在水中就可以浇注了。除了通水口以外，分段固定孔缝泄漏闸板可拆自动报警并关闸的备用拦水坝的主体，就是在水泥墩的支撑下，由若干片有孔露钢筋的挡板组成，而其最下层贴近水库底部的那层与库底之间可以用大小不等的石头堆积，使水既可以流过，但又不是畅通。这里使用的有孔露钢筋的挡板，是事先预制好的。它的外形尺寸由水库具体情况而定；它的泄水孔(22)的大小多少视具体拦水坝而定，一般水电站拦水坝的最大排水量，应等于分段固定孔缝泄漏闸板可拆自动报警并关闸的备用拦水坝的通水口、挡板缝隙(含石头缝隙)、泄水孔(22)所有过水量的总和。通水口的多少视通航船泊数量和船只大小而定，一般1-3个。通水口宽度则以通航船泊最大宽度而定；而深度的确定，是以可以通航的最低水位为准，在这个最低水位以下，用有孔露钢筋的挡板和石头拦住，在此以上一直到本水库的最高水位，均由一个固定闸板(12)和若干个活闸板(9)来解决；固定闸板(12)的位置，应以在正常年景即使在旱季也能保证本水库最大船泊通航为准；在它的前面有若干片活闸板(9)，而其后面则还有若干片活闸板(9)，遇到大旱或特殊情况，这里的闸无论是活闸板(9)，还是固定闸板(12)，都可以单独拆下或全部拆除；但平时固定闸板(12)不动，而无论是在其之前的，还是在其之后的活闸板(9)，均必须保证停在与固定闸板(12)在同一水深的层面上。这些活闸板(9)之所以能如此准确停在那里，是因为有限位销(14)和浮桶(5)的作用。位于固定闸板(12)前面的活闸板(9)，是被各自两端的缆绳(7)联着浮桶(5)把它提上去的，而位于固定闸板(12)后面的活闸板(9)，是经它们各自两端的缆绳(7)、滑轮(2)配重(11)和浮桶(5)共同作用，也就是浮桶(5)的浮力，托起配重(11)，活闸板(9)以靠自身重力下沉到规定位置。这时候所有活闸板(9)都在与固定闸板(12)同一个水下深度层面上。它们在通水口的深处根本不影响船泊自由来往，水中生物也可以自由穿行。与此同时，扣在水里的浮桶(5)中保存大量空气，只要起密封作用的一对法兰盘(1)中的夹电阻丝的橡胶片不破，浮桶(5)就不会下沉，上述的平衡就永远保持着。正常情况下，水电站当然是发电的。这本发电站发出的电取少许作为控制信号，连接交流接触器线圈JTX，确保交流接触器吸合，同时也保证了常开触点(J₁₁、J₁₂)接触，给电容(C₁、C₂……C_n)充电。当水电站一旦被炸，发电停止，交流接触器线圈(JTX)断电，常开触点(J₁₁、J₁₂)脱离接触，而常闭触点(J₀₁J₀₂)接触，把电容器(C₁、C₂……C_n)上充的电能通过电阻丝(R_H)放出。由于电阻丝(R_H)通电发热，使橡胶片受热，并使其原来强度急剧下降，在浮桶(5)内部气体压力的作用下，把夹电阻丝的橡胶片鼓破，强大的气流从出气管(4)中吹出就鸣笛报警。由于浮桶(5)中气体被放出，浮桶(5)也就没有浮力了，因此位于固定闸板(12)以前的那些活闸板(9)失去了上提的浮力，靠自身重力而下沉到各自相应的位置；而位于固定闸板(12)以后的那些活闸板(9)，因为失去了浮力的原因，配重(11)和浮桶(5)一起下沉，经缆绳和滑轮(2)拉起活闸板(9)到规定位置。这样，通水口的水就被若干片活闸板(9)和一片固定闸板(12)给拦住了。任凭在分段固定孔缝泄漏闸板可拆自动报警并关闸的备用拦水坝下游的水，随失控的水头倾泻而下，而在其上游被拦住的水，只能从泄水孔(22)、闸板缝隙(16)、挡板缝隙(23)和石头缝隙中泄漏。由于上述缝隙和泄水孔在通水口全开时才与水电站的总排水量相等，因此在通水口已被关闭情况下，其总的泄漏量当然远小于平时，可见此时的出水量不会对下游造成灾害。而此时失控的水头，由于没有后援，很快减小了威力，对下游的威胁也就小了。在控制电路中之所以采用380V(线电压)是为了方便可靠，采用36V是为了安全，K₁、K₂联动是为了检修时方便。

Claims (10)

1、一种拦水坝，特别是在水电站的水库上游适当地方，再建一道分段固定孔缝泄漏闸板可拆自动报警并关闸的备用拦水坝，其特征是：在水电站水库中的适当位置，横跨水面建若干座坚固的钢筋混凝土的水泥墩，该水泥墩在迎水面有若干个台阶和若干个挂钢筋头(17)；再在两座水泥墩之间横着固定上若干片有孔露钢筋的挡板；第三，要在适当位置留出一两个通水口，在其两侧的边墙(8)上有隔板(6)隔开的滑道(10)若干，并在每个滑道(10)里，都有限制活闸板(9)必须按规定位置停住的限位销(14)；另外，在通水口中偏下的位置有一片固定闸板(12)，其前后均有若干片活闸板(9)，无论是活闸板(9)还是固定闸板(12)，必要时都可以取出限位销(14)后将它们拆除；第四，为控制活闸板(9)，在固定闸板(12)以前的每个活闸板(9)的两端都联有浮桶(5)，在浮桶(5)地直接控制下，平时这些活闸板(9)提起，把它们都提到与固定闸板(12)处于同一水平高度；在固定闸板(12)以后的每个活闸板(9)的两端，都经缆绳(7)滑轮(2)与配重(11)与浮桶(5)相联；第五，每个浮桶(5)都安有一个出气管(4)并在其中间安装一对法兰盘(1)；第六，在两片法兰盘(1)中间有一片夹电阻丝的橡胶片，电阻丝(R_H)经交流接触器的常闭触点(J₀₁、J₀₂)与储能箱(3)里的电容器(C₁、C₂……C_n)相联；另外，电容器(C₁、C₂……C_n)又经交流接触器的常开触点(J₁₁、J₁₂)和整流设备与变压器相联；此变压器与交流接触器的线圈(JTX)一起都联在本发电站自身发的电的系统中。

2、根据权利要求1所述，其特征是水泥墩在迎水面有若干个台阶。

3、根据权利要求1所述，其特征是水泥墩在迎水面有若干个挂钢筋头(17)。

4、根据权利要求1所述，其特征是拦水坝主体用若干片有孔露钢筋的挡板构成。

5、根据权利要求1和4所述，其特征是有孔露钢筋的挡板，有泄水孔(22)和钢筋(20)。

6、根据权利要求1所述，其特征是通水口内有一片固定闸板(12)和若干片活闸板(9)。

7、根据权利要求1所述，其特征是有浮桶(5)。

8、根据权利要求1所述，其特征是在一对法兰盘中间有夹电阻丝的橡胶片。

9、根据权利要求1所述，其特征是有储电电容C₁、C₂……C_n。

10、根据权利要求1、4和6所述，其特征是分段固定孔缝泄漏闸板可拆自动报警并关闸的备用拦水坝在关闸时，水库中剩下的水是通过泄水孔(22)、闸板缝隙(16)、挡板缝隙(23)和石头缝隙向下游泄漏的。

Images