CN105804026A - 一种高速水流辅助消能工通水减蚀方法及其设施 - Google Patents

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陈念水
李玉杰
朱展博
严根华
赵建平
吕琦
邵国辉
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B8/00—Details of barrages or weirs ; Energy dissipating devices carried by lock or dry-dock gates
    • E02B8/06—Spillways; Devices for dissipation of energy, e.g. for reducing eddies also for lock or dry-dock gates

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Abstract

本发明属于泄洪建筑技术领域，具体涉及一种高速水流辅助消能工通水减蚀方法及其设施，包括消力池底板和位于消力池底板上的辅助消能工，在辅助消能工上设置有取水口和通水槽，辅助消能工内设有通水管道，取水口和通水槽通过通水管道连通，所述的取水口位于辅助消能工下部高压区，通水槽位于辅助消能工低压区。这种高速水流辅助消能工通水减蚀设施，提出一种新颖减蚀理念，将传统的掺气减蚀改为通水减蚀，减蚀设施的布置对主体消能建筑物的影响小，自身效果明显、作用稳定，不仅适用于辅助消能设施，对泄水消能建筑物局部减蚀也同样具有借鉴作用。

Description

一种高速水流辅助消能工通水减蚀方法及其设施
技术领域
本发明属于泄洪建筑技术领域，具体涉及一种高速水流辅助消能工通水减蚀方法及其设施。
背景技术
大单宽、高流速、低佛氏数底流消能建筑物，其首部水流集中，需要布置分流墩等辅助消能工，以达到消能、减浪和调整流态的目的。辅助消能工的过流边壁容易发生空化空蚀破坏，工程中通常采用通气减蚀设施，防止壁面产生空蚀破坏。
实际工程中通常采用坎式掺气，前提是必须有一个稳定、可靠的进气空腔。以往工程中掺气的部位通常是底板或边墙掺气，其布置为底板或边墙设掺气坎（掺气坎的型式根据具体情况确定），在边墙设通气竖井，其掺气通道易于布置，且不易淤堵，掺气效果较为稳定。
如果易发生空蚀、空化部位不在底板或边墙，而在泄水建筑物的辅助消能工上，且空蚀、空化部位的压力不稳定，其需要掺气的部位发生了变化，掺气设施的型式和掺气通道的布置也发生了变化，掺气通道的布置是试验研究和工程设计中面临的难题。
对于流道上辅助消能工的掺气，要保证一个相对稳定的掺气通道，则必须在消力池底板布置一段通气管道，根据补气量的要求，通气通道往往断面较大，对结构尺寸相对较小的消能建筑物底板来说，对底板的结构安全会带来一定的威胁；另外，在底板布置相对较平缓的通气通道，杂物、泥沙通过掺气坎位置进入掺气通道的可能性大、且不易被冲出，造成通气通道堵塞，通气的稳定性、可靠性差。
鉴于以上原因，需要有针对性的提出一种可靠的减蚀设施。
发明内容
本发明的目的是提出一种新颖减蚀理念，减蚀设施的布置对主体消能建筑物的影响小，且自身效果明显、作用稳定。
为此，本发明提供了一种高速水流辅助消能工通水减蚀方法，采用“由下而上自补水”的方式,从辅助消能工高压区将水流通过布置于消能工内部的通水管压向相对低压区，通水增压，达到通水减蚀目的。
通水减蚀具体过程为：在辅助消能工内设通水管道，利用位于辅助消能工下部的取水口取水，通过通水管道将高压区水输送到低压区的补水口，然后通过通水槽将水补给负压区。
一种高速水流辅助消能工通水减蚀设施，包括消力池底板和位于消力池底板上的辅助消能工，在辅助消能工上设置有取水口和通水槽，辅助消能工内设有通水管道，取水口和通水槽通过通水管道连通，所述的取水口位于辅助消能工下部高压区，通水槽位于辅助消能工低压区。
所述的通水管道为预埋钢管或者混凝土浇筑形成的管道。
所述的通水管道是曲线型或者直线型，管道的线路以取水口和通水槽的位置而定。
所述的取水口为通水管道直通混凝土面形成的出口。
所述的取水口为矩形喇叭口或圆形喇叭口。
所述的通水槽为矩形喇叭口或圆形喇叭口。
本发明的有益效果：本发明提供的这种高速水流辅助消能工通水减蚀设施及其方法，将传统的掺气减蚀改为通水减蚀，具有以下优点:
第一，就近通水，通水管道短，简化了以往的掺气减蚀设施的补气通道，对主体建筑物结构安全影响小；
第二，通水管路短，淤积堵塞问题小，通水效果稳定；
第三，通水减蚀设施，不在消力池或辅助消能工表面设掺气坎，不影响过流面外形，不会影响消力池流态；
第四，本发明的这种设施，不仅适用于辅助消能设施，对泄水消能建筑物局部减蚀也同样具有借鉴作用。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1通水减蚀设施平面布置图a-a；
图2通水减蚀设施纵剖面图b-b；
图3通水减蚀设施布置下游立视图c-c。
附图标记说明：1、消力池底板；2、辅助消能工；3、取水口；4、通水管；5、补水口；6、通水槽。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提供一种高速水流辅助消能工通水减蚀方法，结合图1、图2和图3所示，采用“由下而上自补水”的方式,从辅助消能工高压区将水流通过布置于消能工内部的通水管压向相对低压区，通水增压，达到通水减蚀目的。
通水减蚀具体过程为：在辅助消能工2内设通水管道4，利用位于辅助消能工下部的取水口3取水，通过通水管道4将高压区水输送到低压区的补水口5，然后通过通水槽6将水补给负压区。
实施例2：
本实施例提供一种高速水流辅助消能工通水减蚀设施，结合图1、图2和图3所示，包括消力池底板1和位于消力池底板1上的辅助消能工2，在辅助消能工2上设置有取水口3和通水槽6，辅助消能工2内设有通水管道4，取水口3和通水槽6通过通水管道4连通，通水管道4连通通水槽6的出口即为补水口5，所述的取水口3位于辅助消能工2下部高压区，通水槽6位于辅助消能工2低压区。
本实施例提供的这种高速水流辅助消能工通水减蚀设施，将传统的掺气减蚀改为通水减蚀，利用位于辅助消能工下部的取水口3取水，通过通水管道4将高压区水输送到低压区的补水口5，然后通过通水槽6将水补给负压区。
本实施例的这种结构采用“由下而上自补水”的方式,从辅助消能工高压区将水流通过布置于消能工内部的通水管压向相对低压区（空蚀、空化区），通水增压，以达到通水减蚀目的。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上进一步进行说明，根据具体情况，通水管道断面可采用矩形，也可采用圆形，鉴于施工方便，可以直接埋设管道，空间允许的情况下，管道可以直接通到取水口，具体的根据取水量及取水效果确定。
鉴于上述原因，本实施例中，通水管道4为预埋钢管或者混凝土浇筑形成的管道。
通水管道4是曲线型或者直线型，管道的线路以取水口3和通水槽6的位置而定，取水口和通水槽在同一面上，则为曲线型，取水口和通水槽不在同一面上，则可为直线型。
为了使水流能够充分补给负压区，本实施例中，取水口3为通水管道4直通混凝土面形成的出口，取水口3为矩形喇叭口或圆形喇叭口，其具体形状尺寸，根据通水量要求、布置及方便施工综合考虑；通水槽6也为矩形喇叭口或圆形喇叭口，其具体尺寸，根据补水效果、布置及方便施工综合考虑，这样的设置，便能使水流能够充分补给负压区。
综上所述，本发明的这种高速水流辅助消能工通水减蚀设施及其方法，提出一种新颖减蚀理念，将传统的掺气减蚀改为通水减蚀，减蚀设施的布置对主体消能建筑物的影响小，自身效果明显、作用稳定。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高速水流辅助消能工通水减蚀方法，其特征在于：采用“由下而上自补水”的方式,从辅助消能工高压区将水流通过布置于消能工内部的通水管压向相对低压区，通水增压，达到通水减蚀目的。
2.如权利要求1所述的高速水流辅助消能工通水减蚀方法，其特征在于，通水减蚀具体过程为：在辅助消能工（2）内设通水管道（4），利用位于辅助消能工下部的取水口（3）取水，通过通水管道（4）将高压区水输送到低压区的补水口（5），然后通过通水槽（6）将水补给负压区。
3.一种如权利要求1或2所述的高速水流辅助消能工通水减蚀方法的通水减蚀设施，包括消力池底板（1）和位于消力池底板（1）上的辅助消能工（2），其特征在于：在辅助消能工（2）上设置有取水口（3）和通水槽（6），辅助消能工（2）内设有通水管道（4），取水口（3）和通水槽（6）通过通水管道（4）连通，所述的取水口（3）位于辅助消能工（2）下部高压区，通水槽（6）位于辅助消能工（2）低压区。
4.如权利要求3所述的高速水流辅助消能工通水减蚀设施，其特征在于：所述的通水管道（4）为预埋钢管或者混凝土浇筑形成的管道。
5.如权利要求3所述的高速水流辅助消能工通水减蚀设施，其特征在于：所述的通水管道（4）是曲线型或者直线型，管道的线路以取水口（3）和通水槽（6）的位置而定。
6.如权利要求1所述的高速水流辅助消能工通水减蚀设施，其特征在于：所述的取水口（3）为通水管道（4）直通混凝土面形成的出口。
7.如权利要求6所述的高速水流辅助消能工通水减蚀设施，其特征在于：所述的取水口（3）为矩形喇叭口或圆形喇叭口。
8.如权利要求3所述的高速水流辅助消能工通水减蚀设施，其特征在于：所述的通水槽（6）为矩形喇叭口或圆形喇叭口。
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