CN106677150A - 一种槛下输水消能结构及其施工方法 - Google Patents

一种槛下输水消能结构及其施工方法 Download PDF

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    • E02C—SHIP-LIFTING DEVICES OR MECHANISMS
    • E02C1/00—Locks or dry-docks; Shaft locks, i.e. locks of which one front side is formed by a solid wall with an opening in the lower part through which the ships pass
    • E02C1/08—Arrangements for dissipating the energy of the water

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Abstract

本发明涉及一种槛下输水消能结构及其施工方法。本发明的目的是提供一种结构简单、施工方便、消能效率高的槛下输水消能结构及其施工方法。本发明的技术方案是：一种槛下输水消能结构，具有闸首底板、浇筑于闸首底板上的闸首帷墙和闸首帷墙两侧的闸边墙，其特征在于：所述闸首帷墙上游侧的闸首底板上、与闸首帷墙间隔一定距离筑有挡水立板，在挡水立板与闸首帷墙之间形成垂直输水竖井，该垂直输水竖井内设有消能装置，所述垂直输水竖井下部与预留于所述闸首帷墙底部的若干突扩洞室进水口连通，突扩洞室的出水口经预留于闸首帷墙下游侧闸底板内的输水廊道连通船闸闸室。本发明适用于水利水电工程、水运交通工程。

Description

一种槛下输水消能结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种槛下输水消能结构及其施工方法。适用于水利水电工程、水运交通工程。
背景技术
通航建筑物的发展已有2000多年的历史，目前全世界已建船闸近4000座。我国船闸建设的历史十分悠久，至今已建成船闸近800座，约占全世界船闸总数的20％。船闸设计中输水系统选型及消能结构型式优劣，是保证船闸高效安全运行最关键的技术之一。按照我国交通行业现行规范，输水系统型式主要有集中和分散输水系统两大类，设计选型一般是根据设计水头判定，再通过水力学模型试验验证。
近年来，随着西部大开发战略的实施，我国内河航运事业得到迅猛发展，一批大型船闸相继开工建设。如：世界上内河航运枢纽规模最大的西江长洲三、四线船闸，桂平二线船闸、昭平船闸、长沙双线船闸，嘉陵江草街船闸，引江济汉通航船闸，芜申运河杨家湾船闸。大规模的船闸建设，由于河流不同，水头各异，单纯按照规范套用选型已不能适应船闸建设要求，对于高水头、大流量、窄河床、非标准船闸输水系统型式选择，有必要突破规范规定，研究创新性成果，以适宜各级水头不同船闸的布置运行要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、施工方便、消能效率高的槛下输水消能结构及其施工方法。
本发明所采用的技术方案是：一种槛下输水消能结构，具有闸首底板、浇筑于闸首底板上的闸首帷墙和闸首帷墙两侧的闸边墙，其特征在于：所述闸首帷墙上游侧的闸首底板上、与闸首帷墙间隔一定距离筑有挡水立板，在挡水立板与闸首帷墙之间形成垂直输水竖井，该垂直输水竖井内设有消能装置，所述垂直输水竖井下部与预留于所述闸首帷墙底部的若干突扩洞室进水口连通，突扩洞室的出水口经预留于闸首帷墙下游侧闸底板内的输水廊道连通船闸闸室；
所述闸首帷墙顶部、两侧的闸边墙之间设有挡水闸门；所述闸首帷墙上游侧对应所述突扩洞室进水口设有槛下阀门。
所述消能装置为设置于所述垂直输水竖井不同高程的若干层消能格栅。
所述消能格栅上部设置拦污栅。
所述挡水立板下游侧采用R＝200CM的圆弧与下方的所述闸首底板衔接。
一种槛下输水消能结构的施工方法，其特征在于步骤如下：
a、进行闸首结构基础开挖，开挖至基岩；
b、在基岩上浇筑闸首底板；
c、在闸首底板上游端立模浇筑挡水立板；
d、在挡水立板下游侧设置消能装置；
e、消能装置下游侧的闸首底板上立模浇筑闸首帷墙，并在闸首帷墙底部预留连通闸首帷墙上游侧和下游侧的突扩洞室；
f、在闸首帷墙及挡水立板两侧立模浇筑闸边墙；
g、闸首底板下游侧浇筑闸底板，并在闸底板内预留连通所述突扩洞室和船闸闸室的输水廊道；
h、在闸首帷墙上游侧、对应突扩洞室安装槛下阀门；在闸首帷墙顶部、两侧的闸边墙之间安装挡水闸门。
所述消能装置为设置于不同高程的若干层消能格栅，消能格栅至下而上逐层进行立模浇筑施工。
在最上层消能格栅的上方安装拦污栅。
所述挡水立板下游侧采用R＝200CM的圆弧与闸首底板衔接。
本发明的有益效果是：本发明中闸室段输水廊道置于闸底板中，没有水平转弯廊道，便于闸室分区段出水孔布置，本发明出水段长度可做到等于甚至大于闸室有效段长度，因此闸室水流平稳、船舶停泊条件良好。
本发明中水流可通过消能格栅多次消能及突扩洞室扩散，无需设置转弯廊道，简化了闸墙型式，优化了结构受力，降低了施工难度，节省了工程投资。本发明中高速水流通过多次消能，进入闸室水流平稳，船舶泊稳条件好。
本发明充分利用闸首空间、结构简单、施工方便，有效地解决了高速水流的能量及流态分布、简化了船闸结构及施工工艺。
附图说明
图1为实施例的平面示意图。
图2为图1的Ⅰ-Ⅰ剖视图。
图3为图1的Ⅱ-Ⅱ剖视图。
具体实施方式
如图1～图3所示，本实施例为一种槛下输水消能结构，利用船闸闸首空间布置挡水立板1、消能格栅、闸首帷墙2、闸边墙9等。
闸首位置浇筑有闸首底板8，闸首底板8上筑有闸首帷墙2，闸首帷墙2两侧浇筑有闸边墙9，本例在闸首帷墙2上游侧立模浇筑挡水立板1，挡水立板1与闸首帷墙2之间间隔一定距离，从而在挡水立板1与闸首帷墙2之间形成垂直输水竖井13，在输水输水竖井13内不同高程设有三层消能格栅(由下而上依次为下层消能格栅3c、中层消能格栅3b和上层消能格栅3a)。
本实施例在闸首帷墙2底部预留有4个突扩洞室6，突扩洞室6的进水口与闸首帷墙2上游侧的垂直输水竖井13连通，突扩洞室6出水口经输水廊道7与船闸闸室连通，其中输水廊道7预留于闸首帷墙2下游侧的闸底板12内。
在闸首帷墙2顶部、两侧的闸边墙9之间设有挡水闸门5，在闸首帷墙2上游侧、对应突扩洞室6进水口设有槛下阀门4，在上层消能格栅3a上部设置拦污栅10。
本例中水体从输水输水竖井13垂直跌落经过三层消能格栅消能及突扩洞室6扩散后，进入输水廊道7，本实施例利用闸底板12布置输水廊道7，与闸首帷墙2内的突扩洞室6廊道衔接，水流经消能后从输水廊道出水孔进入船闸闸室，船舶在闸室内停泊条件稳定。本实施例利用三层消能格栅垂直进水、分级消能，在闸首帷墙2底部下方设置突扩体型，槛下高速水流迅速扩散，防止了气蚀空化等破坏。
在闸首帷墙2顶部设置挡水闸门5，当闸室内水位与上游水位齐平时，挡水闸门5开启提升至闸边墙9顶部，船舶进入上游引航道。
本实施例的具体施工方法如下：
a、进行闸首结构基础开挖，开挖至基岩11；
b、在基岩11上浇筑闸首底板8；
c、在闸首底板8上游端立模浇筑挡水立板1，挡水立板1下游侧采用R＝200CM的圆弧与闸首底板8衔接；
d、在挡水立板1下游侧由下而上依次立模浇筑下层消能格栅3c、中层消能格栅3b和上层消能格栅3a；
e、消能格栅下游侧的闸首底板8上立模浇筑闸首帷墙2，并在闸首帷墙2底部预留连通闸首帷墙上游侧和下游侧的突扩洞室6；
f、在闸首帷墙2及挡水立板1两侧立模浇筑闸边墙9；
g、闸首底板8下游侧浇筑闸底板12，并在闸底板内预留输水廊道7，输水廊道7连通船闸闸室和闸首帷墙2内的突扩洞室6；
h、在闸首帷墙2上游侧、对应突扩洞室6安装槛下阀门4；在闸首帷墙2顶部、两侧的闸边墙9之间安装挡水闸门5；在上层消能格栅3a上部安装拦污栅10。

Claims (8)

1.一种槛下输水消能结构，具有闸首底板(8)、浇筑于闸首底板(8)上的闸首帷墙(2)和闸首帷墙两侧的闸边墙(9)，其特征在于：所述闸首帷墙(2)上游侧的闸首底板(8)上、与闸首帷墙(2)间隔一定距离筑有挡水立板(1)，在挡水立板(1)与闸首帷墙(2)之间形成垂直输水竖井(13)，该垂直输水竖井内设有消能装置，所述垂直输水竖井(13)下部与预留于所述闸首帷墙(2)底部的若干突扩洞室(6)进水口连通，突扩洞室(6)的出水口经预留于闸首帷墙(2)下游侧闸底板(12)内的输水廊道(7)连通船闸闸室；
所述闸首帷墙(2)顶部、两侧的闸边墙(9)之间设有挡水闸门(5)；所述闸首帷墙(2)上游侧对应所述突扩洞室(6)进水口设有槛下阀门(4)。
2.根据权利要求1所述的槛下输水消能结构，其特征在于：所述消能装置为设置于所述垂直输水竖井(13)不同高程的若干层消能格栅。
3.根据权利要求2所述的槛下输水消能结构，其特征在于：所述消能格栅上部设置拦污栅(10)。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的槛下输水消能结构，其特征在于：所述挡水立板(1)下游侧采用R＝200CM的圆弧与下方的所述闸首底板(8)衔接。
5.一种权利要求1所述槛下输水消能结构的施工方法，其特征在于步骤如下：
a、进行闸首结构基础开挖，开挖至基岩(11)；
b、在基岩(11)上浇筑闸首底板(8)；
c、在闸首底板(8)上游端立模浇筑挡水立板(1)；
d、在挡水立板(1)下游侧设置消能装置；
e、消能装置下游侧的闸首底板(8)上立模浇筑闸首帷墙(2)，并在闸首帷墙(2)底部预留连通闸首帷墙上游侧和下游侧的突扩洞室(6)；
f、在闸首帷墙(2)及挡水立板(1)两侧立模浇筑闸边墙(9)；
g、闸首底板(8)下游侧浇筑闸底板(12)，并在闸底板内预留连通所述突扩洞室(6)和船闸闸室的输水廊道(7)；
h、在闸首帷墙(2)上游侧、对应突扩洞室(6)安装槛下阀门(4)；在闸首帷墙(2)顶部、两侧的闸边墙(9)之间安装挡水闸门(5)。
6.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于：所述消能装置为设置于不同高程的若干层消能格栅，消能格栅至下而上逐层进行立模浇筑施工。
7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于：在最上层消能格栅的上方安装拦污栅(10)。
8.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于：所述挡水立板(1)下游侧采用R＝200CM的圆弧与闸首底板(8)衔接。
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