CN105317027A - 一种组合式泄洪取水方法及其结构 - Google Patents

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申献平
兰光裕
李钧
付国栋
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Abstract

本发明公开了一种组合式泄洪取水方法及其结构，它是将泄洪孔口结构和取水孔口结构沿其中心线纵向重叠布置，实现泄洪结构和取水结构紧密组合；通过纵向重叠设置至少一层泄洪孔口，平面上沿河道纵深项进水，立面上分层进水，即解决了峡谷区横向空间狭窄取水困难问题，又实现纵向分层进水最大限度提高泄洪效率；每一层泄洪孔口前部设喇叭口，中部设挡水闸门进行泄洪控制和突发事件关闭，闸门后部设侧向通气孔，在泄洪时进行补气，解决高速水流的汽蚀问题。本发明能最大限度节省横向布局空间，由于泄洪孔口布置于取水孔口正下方，淤积冲沙效果好，不会造成取水孔口门前淤积现象，保证正常取水。而且启闭设备实现集中布置，便于操作和维护管理。

Description

一种组合式泄洪取水方法及其结构
技术领域
本发明涉及一种组合式泄洪取水方法及其结构，尤其是涉及一种峡谷山区水库的组合式泄洪取水方法及其结构。
背景技术
水利水电工程的泄洪结构（本材料中将泄洪、冲沙和放空归集为泄洪，下同）与取水结构通常采取分离式布置，少数峡谷区大型水利水电工程建设中，由于坝体高，实现了泄洪结构的纵向错位式布置方式，比如表孔+闸墩中孔的泄洪布置方式，节省了一定的横向布置空间，这种布置方式在平面上属于错位布置型式。在峡谷山区建设的一些中小型水利水电工程，由于坝址地形十分狭窄，洪峰流量较大，淤沙严重，两岸地形陡峻导致岸坡取水困难，枢纽布置格局十分局促，技术难度较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种组合式泄洪取水方法及其结构，以解决峡谷地区地形狭窄导致岸坡取水困难等技术问题。
本发明的技术方案如下：
一种组合式泄洪取水方法，它是将泄洪孔口结构和取水孔口结构沿其中心线纵向重叠布置，实现泄洪结构和取水结构紧密组合；通过纵向重叠设置至少一层泄洪孔口，平面上沿河道纵深项进水，立面上分层进水，即解决了峡谷区横向空间狭窄取水困难问题，又实现纵向分层进水最大限度提高泄洪效率；每一层泄洪孔口前部设喇叭口，中部设挡水闸门进行泄洪控制和突发事件关闭，闸门后部设侧向通气孔，在泄洪时进行补气，解决高速水流的汽蚀问题。
基于上述方法，本发明的一种组合式泄洪取水结构是这样的，它包括在坝体下部设置的取水结构，该取水结构的下部设置一层泄洪孔口，在泄洪孔口的喇叭口顶部上方处设置一层取水孔口；泄洪孔口和取水孔口沿其中心线纵向相叠布置。
所述泄洪孔口前部为顶部和两侧渐阔的喇叭形孔口，喇叭形孔口末端设置了一道直通取水结构顶部的闸门槽；闸门槽底板处安装一扇平板钢闸门，通过周边止水与二期混凝土连接，形成封闭以挡水。在闸门槽后部靠近泄洪孔口顶部位置的侧墙上，预留侧向通气孔直通取水结构顶部。
所述取水孔口前部为开敞式槽式结构，后部与水库相连以便取水，并设有挡水闸门。取水孔口前部设拦污栅门槽。在挡水闸门的闸门槽后部预留通气孔直通取水结构顶部。
本发明的组合式泄洪取水结构，通过纵向重叠设置至少一层泄洪孔口，平面上沿河道纵深项进水，立面上分层进水，即解决了峡谷区横向空间狭窄取水困难问题，又实现纵向分层进水最大限度提高泄洪效率。每一层泄洪孔口前部设喇叭口，中部设挡水闸门进行泄洪控制和突发事件关闭，闸门后部设侧向通气孔，在泄洪时进行补气，解决高速水流的汽蚀问题。
本发明的组合式泄洪取水结构，通过纵向重叠设置至少一层取水孔口，与泄洪孔口中心线重叠布置，共用取水宽度，节省峡谷区横向布局空间。每一层取水孔口前部设拦污栅以拦截水库杂物，中部设挡水闸门进行过流控制和突发事件关闭，闸门后部设通气孔，在过流时进行补气解决汽蚀问题。
通常情况下，最上一层泄洪孔口布置于最下一层取水孔口下部，以利于冲沙，避免淤沙堵塞取水孔口。
本发明由于实现多层泄洪孔口和取水孔口在纵向上完全重叠布置，最大限度节省了横向布局空间，孔口层数越多，节省空间越大。同时，由于泄洪孔口布置于取水孔口正下方，淤积冲沙效果好，不会造成取水孔口门前淤积现象，保证正常取水。而且多层孔口沿中心线纵向重叠布置共用一个闸门井，顶部只需设置一座启闭机室，启闭设备实现集中布置，便于操作和维护管理。
附图说明
图1是本发明的取水结构中心线剖面轴侧图；
图2是本发明的取水结构中心线剖面图；
图3是图2中A——A剖面图；
图4是图2中B——B剖面图；
图5是实施例1的轴测图。
附图中的标记为：1-取水结构，2-泄洪孔口，3-取水孔口，4-溢流表孔，5-左岸非溢流坝段，6-右岸非溢流坝段，2.1-泄洪孔口闸门槽，2.2-侧向通气孔，2.3-平板钢闸门，2.4-闸门止水，3.1-拦污栅门槽，3.2-拦污栅，3.3-拦污栅止水，3.4-取水孔口闸门槽，3.5-挡水闸门，3.6-周边止水，3.7-通气孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
先看图1-图4，图1展示了本发明的这种组合式泄洪取水结构的中心线剖面轴侧图，图2展示了本发明的取水结构中心线剖面图，图3和图4分别展示了图2中A——A剖面图和B——B剖面图。
图中，本发明的主体结构为在坝体下部设置的取水结构1，该取水结构1为钢筋混凝土结构，通过混凝土基础与地基连接。在取水结构1下部设置了一层泄洪孔口2，其前部为顶部和两侧渐阔的喇叭形孔口，喇叭形孔口末端设置了一道直通取水结构1顶部的泄洪孔口闸门槽2.1，泄洪孔口闸门槽2.1内部布设闸门滑轨、锚筋等埋件，并于后期浇筑二期混凝土。泄洪孔口闸门槽2.1底板处安装一扇平板钢闸门2.3，通过闸门止水2.4与二期混凝土连接，形成封闭以挡水。
在泄洪孔口闸门槽2.1后部适当位置，靠近孔口顶部位置的侧墙上，预留侧向通气孔2.2直通取水结构1顶部。
在泄洪孔口2喇叭口顶部适当位置，设置了一层取水孔口3，其前部为开敞式槽式结构与水库相连取水。取水孔口3前部设拦污栅门槽3.1，其内部布设闸门滑轨、锚筋等埋件，并于后期浇筑二期混凝土，并安装就位拦污栅3.2，通过拦污栅止水3.3与混凝土结构连接。在拦污栅门槽3.1后部适当位置，设置了一道取水孔口闸门槽3.4，其内部布设闸门滑轨、锚筋等埋件，并于后期浇筑二期混凝土。取水孔口闸门槽3.4底板处安装一扇挡水闸门3.5，通过周边止水3.6与二期混凝土连接，形成封闭以挡水。在取水孔口闸门槽3.4后部适当位置的孔口顶板处，预留通气孔3.7直通取水结构1顶部。
实施例1：
现以某峡谷区水库工程为例，说明本发明的应用。
某中型水库坝址区河谷狭窄，河谷深切300m左右，两岸坡陡峻，为典型的深切“U”型河谷，正常蓄水位高程的河谷宽高比仅为1.12。该水库的主要工程任务是防洪和供水，经论证推荐的枢纽布置方案为混凝土重力坝挡水、泄洪表孔泄洪，底孔兼顾调洪、冲沙和放空。混凝土重力坝坝高70m，坝顶高程800m，坝轴线长度为92m。工程受水区在坝址下游一带，由于坝址十分特殊的地形地质条件，库岸取水+隧洞引水的调水方案施工难度大、工程造价极高，故只能考虑坝身取水方案。然狭窄的坝址地形空间，布置泄洪表孔和底孔后，取水结构已无足够空间单独布置。
针对上述情况，该工程考虑采用本发明，具体情况为：
见图5，结合图1-4展示的本发明的布置结构，该工程采用的技术方案是：根据大坝枢纽的总体布置格局，将大坝分为左岸非溢流坝段5、泄洪表孔4坝段和右岸非溢流坝段6。其中左岸非溢流坝段5长31m，泄洪表孔4坝段长20m，右岸非溢流坝段6长41m。
本发明的取水结构1紧邻泄洪表孔4布置于右岸非溢流坝段6，通过混凝土基础与地基连接。在741.5m高程设置一层泄洪冲沙底孔作为泄洪口口2，孔口尺寸为3m×4m（b×h），后部设平板钢闸门2.3，两侧墙设圆形通气孔作为侧向通气孔2.2引至闸门井顶部。在泄洪孔口2喇叭口上部751.0m高程设置一层取水孔口3，孔口尺寸为2m×2m（b×h），前部设拦污栅3.2，中部设挡水闸门3.5，门后孔口顶部设圆形通气孔3.7引至闸门井顶部。本发明所占用的河谷横向空间宽度仅10m，实现了泄洪孔口2与取水孔口3完全重叠布置，解决了该坝址无法单独布置取水设施的问题，同时由于泄洪孔口2位于取水孔口3正下方，冲沙效果明显，也便于运行管理和维护。
当然，以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种组合式泄洪取水方法，其特征在于：将泄洪孔口结构和取水孔口结构沿其中心线纵向重叠布置，实现泄洪结构和取水结构紧密组合；通过纵向重叠设置至少一层泄洪孔口，平面上沿河道纵深项进水，立面上分层进水，即解决了峡谷区横向空间狭窄取水困难问题，又实现纵向分层进水最大限度提高泄洪效率；每一层泄洪孔口前部设喇叭口，中部设挡水闸门进行泄洪控制和突发事件关闭，闸门后部设侧向通气孔，在泄洪时进行补气，解决高速水流的汽蚀问题。
2.一种组合式泄洪取水结构，其特征在于：它包括在坝体下部设置的取水结构（1），该取水结构（1）的下部设置一层泄洪孔口（2），在泄洪孔口（2）的喇叭口顶部上方处设置一层取水孔口（3）；泄洪孔口（2）和取水孔口（3）沿其中心线纵向相叠布置。
3.根据权利要求2所述的组合式泄洪取水结构，其特征在于：所述泄洪孔口（2）前部为顶部和两侧渐阔的喇叭形孔口，喇叭形孔口末端设置了一道直通取水结构（1）顶部的闸门槽（2.1）；闸门槽（2.1）底板处安装一扇平板钢闸门（2.3），通过周边止水（2.4）与二期混凝土连接，形成封闭以挡水。
4.根据权利要求3所述的组合式泄洪取水结构，其特征在于：在闸门槽（2.1）后部靠近泄洪孔口（2）顶部位置的侧墙上，预留侧向通气孔（2.2）直通取水结构（1）顶部。
5.根据权利要求2所述的组合式泄洪取水结构，其特征在于：所述取水孔口（3）前部为开敞式槽式结构，后部与水库相连以便取水，并设有挡水闸门（3.5）。
6.根据权利要求5所述的组合式泄洪取水结构，其特征在于：取水孔口（3）前部设拦污栅门槽（3.1）。
7.根据权利要求5所述的组合式泄洪取水结构，其特征在于：在挡水闸门（3.5）的闸门槽（3.4）后部预留通气孔（3.7）直通取水结构（1）顶部。
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