CN106120676B - 一种高混凝土坝的坝身表孔结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高混凝土坝的坝身表孔结构。本发明的目的是提出一种简单稳固、适用性强和施工简便的高混凝土坝的坝身表孔结构，以达到降低表孔出流水舌对坝后消能区的冲击、确保工程安全，并减轻下游消能防冲处理工程量的目的。本发明的技术方案是：高混凝土坝的坝身表孔结构，所述混凝土坝的坝身包括具有泄洪功能的表孔，其特征在于：在表孔的两个侧壁、流道出口附近各设置一个向中间收缩的楔形体，同时，在表孔流道底板的出口端设置长度为L1的镂空。本发明适用于窄河谷、高水头、大泄量的混凝土坝工程。

Description

一种高混凝土坝的坝身表孔结构
技术领域
本发明涉及水利、水电土木工程，尤其是一种高混凝土坝的坝身表孔结构。特别适用于窄河谷、高水头、大泄量的混凝土坝工程。
背景技术
高混凝土坝工程一般都会充分利用坝身孔口泄洪、坝后水垫塘或消力池消能，由于表孔具有较强的超泄能力，闸门控制较为便利，一般优先采用。但同时由于表孔水流流速不高、流道普遍较短、出流水舌的最大挑距普遍较小，水舌空中纵横向扩散难度均较大，这就造成了表孔水舌入塘(或池)往往较为集中，对坝后消能区底部容易形成较强的冲击甚至产生破坏，对工程的安全运行影响较大，这是水利、水电等土木工程，特别是窄河谷、高水头、大泄量混凝土坝工程中比较普遍存在的问题。
目前，表孔结构型式一般是通过采用大差动坎、舌形坎、分流齿坎、宽尾墩、与中孔或深孔(如有)碰撞等一种或多种型式来达到分散表孔水舌、减轻对坝后消能区冲击的目的。如果坝后消能区河床宽度大、消能区长度长，尚可达到设想的消能效果。但是，对于狭窄河谷、坝后消能区受限的工程，往往难以取得理想的效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对传统表孔结构存在的问题，提出一种简单稳固、适用性强和施工简便的高混凝土坝的坝身表孔结构，以达到降低表孔出流水舌对坝后消能区的冲击、确保工程安全，并减轻下游消能防冲处理工程量的目的。
本发明所采用的技术方案是：高混凝土坝的坝身表孔结构，所述混凝土坝的坝身包括具有泄洪功能的表孔，其特征在于：在表孔的两个侧壁、流道出口附近各设置一个向中间收缩的楔形体，同时，在表孔流道底板的出口端设置长度为L1的镂空。
所述表孔的进口宽度为B1＝8～16m。
所述楔形体的长度D1＝10～16m、宽度D2＝2～4m、高度D3＝10～16m。
所述镂空的长度L1＝(0.3～0.7)B1。
所述表孔的出口收缩比其中，B1为表孔的进口宽度，D2为楔形体的宽度。
本发明的有益效果是：本结构采用了“楔形体+底板镂空”的新型表孔结构型式，可最大限度的束窄表孔出流水舌，使水流纵向充分拉开、拉高，增大与坝后消能区水体的剪切面积，提高消能率，降低表孔水流对坝后消能区底部的冲击与破坏。相比于传统的舌形坎、分流齿坎、宽尾墩等结构型式，这种表孔结构型式具有较好的适应能力，特别是对于狭窄河谷、高水头、大泄量混凝土坝工程。
所述“楔形体+底板镂空”的表孔结构型式，既可以保证了水舌空中扩散的效果，也不会形成水翅冲击表孔闸门支铰，又不增加表孔水舌横向入水宽度，同时对坝后消能区水流流态无明显的不利影响，也不会增加施工难度，结构简单、安全可靠、适用性强，具有很强的推广价值。
附图说明
图1是本发明的表孔平面图。
图2是本发明的表孔剖面图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实施例高混凝土坝的坝身表孔结构，包括坝身的具有泄洪功能的表孔1，表孔1的进口宽度为B1＝12m，表孔1两侧有侧壁2，在流道出口附近的侧壁上对称设置长度D1＝13m、宽度D2＝3m、高度D3＝12m的楔形体3，两个楔形体3向中间收拢，使得表孔出流水舌能够沿河道向下游纵向拉开、拉高。同时，通过在表孔1流道底板的出口端设置长度为L1的镂空4，进一步将表孔出流水舌向水垫塘或消力池上游纵向拉开，充分利用水垫塘或消力池内近坝区的水体消能。
D1、D2、D3和L1的尺寸可以结合每个工程的特点通过水力学模型试验确定。研究成果表明，这种表孔结构出口的收缩比ξ一般为0.6～0.8，可通过公式计算得到(B1为表孔1的进口宽度，D2为楔形体3的宽度)。所述镂空4的长度L1一般为(0.3～0.7)B1(B1为表孔1的进口宽度)。

Claims (2)

1.一种高混凝土坝的坝身表孔结构，所述混凝土坝的坝身包括具有泄洪功能的表孔(1)，其特征在于：在表孔(1)的两个侧壁(2)、流道出口附近各设置一个向中间收缩的楔形体(3)，同时，在表孔(1)流道底板的出口端设置长度为L1的镂空(4)；
所述楔形体(3)的长度D1＝10～16m、宽度D2＝2～4m、高度D3＝10～16m；
所述镂空(4)的长度L1＝(0.3～0.7)B1；
所述表孔(1)的进口宽度为B1＝8～16m；
将表孔出流水舌向水垫塘或消力池上游纵向拉开，充分利用水垫塘或消力池内近坝区的水体消能。
2.根据权利要求1所述的高混凝土坝的坝身表孔结构，其特征在于：所述表孔(1)的出口收缩比其中，B1为表孔(1)的进口宽度，D2为楔形体(3)的宽度。
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