CN108547268B - 一种用于覆盖层地基上的尾水渠结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于覆盖层地基上的尾水渠结构，包括尾水出口结构；在尾水出口结构的下游侧，顺水流方向从上游至下游依次设有集沙槽、仰斜式重力挡墙、尾水渠底板，集沙槽、仰斜式重力挡墙、尾水渠底板位于覆盖层地基上。用新型在尾水渠结构上游端设置集沙槽，下游端设置尾坎，有效的减轻渠内淤积，优化了结构型式；将仰斜式重力挡墙融入尾水渠结构，从而确保覆盖层地基的稳定性；同时，通过在尾水渠底板的上、下游侧增设齿墙，以避免底板沿覆盖层地基的倾斜面发生滑移破坏，减小不均匀沉降对尾水渠底板的危害和土建工程量、施工难度，工程效益明显。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于覆盖层地基上的尾水渠结构，属于水电水利工程技术领域，适用于水电水利工程、河床覆盖层深厚和河流含沙量高的水电站尾水渠工程。
背景技术
在水利水电工程中，尾水渠布置在发电厂房尾水出口结构的下游，是将水轮发电机组发电后的水流引入下游河道的输水建筑物。尾水渠一般与机组出水宽度一致，轴线与河道平行或斜向河道下游方向，要求水流平顺，防止渠内淤积或冲刷，同时力求节省工程量。
工程实践发现，覆盖层地基上的尾水渠结构常易发生渠内泥沙淤积、底板不均匀沉降破坏等问题，目前常规处理措施有：对于泥沙淤积问题，采用在尾水渠上游端设置集沙槽、在下游端设置尾坎；对于底板不均匀沉降问题，浅覆盖层采用开挖置换方法，深厚覆盖层采用覆盖层灌浆、锚杆加强等方法。以上泥沙淤积处理的方法，有效解决了尾水渠内淤积难题，但集沙槽下游侧一般采用较陡开挖坡比从而导致覆盖层开时边坡较陡，边坡存在潜在失稳等不利影响，如申请号为201520336932.3的中国专利公开的一种水电站尾水渠覆盖层基础结构；以上深厚覆盖层地基处理的方法，工程效果较好，但工程投资相对较大，经济指标较为敏感，同时施工难度较大，施工进度慢，如申请号为201510183177.4的中国专利公开的一种防治发电厂房尾水渠基础不均匀沉降的方法及结构。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于覆盖层地基上的尾水渠结构，该用于覆盖层地基上的尾水渠结构解决了覆盖层河床上的水电站尾水渠存在的渠内泥沙淤积、底板不均匀沉降破坏等问题。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种用于覆盖层地基上的尾水渠结构，包括尾水出口结构；在尾水出口结构的下游侧，顺水流方向从上游至下游依次设有集沙槽、仰斜式重力挡墙、尾水渠底板，集沙槽、仰斜式重力挡墙、尾水渠底板位于覆盖层地基上；所述尾水渠底板的上、下游端的底部均设有齿墙，在下游端顶部设有尾坎，尾坎的下游侧面沿齿墙的侧面铅直设置；所述集沙槽、仰斜式重力挡墙、尾水渠底板沿水流方向倾斜设置，倾斜角度均匀递增；所述集沙槽与仰斜式重力挡墙形成整体结构，仰斜式重力挡墙与尾水渠底板之间留有结构缝，齿墙沿结构缝的侧面铅直设置。
所述齿墙、尾坎的底部宽度均为0.5m，齿墙与结构缝不相邻一侧的坡比为1:0.5，尾坎的上游侧面的坡比为1:0.5；所述齿墙的底部高程低于尾水渠底板的高程，且不小于1m。
所述尾水渠底板的底部与覆盖层地基之间设有砂砾石反滤层或碎石垫层。
所述集沙槽的断面形状为梯形，集沙槽顺水流方向的槽宽度不小于1m。
所述集沙槽在上游侧面的顶部宽度为0.5m，集沙槽的底部宽度不小于1m，在上游侧面的坡比为1:0.5，在下游侧面的坡比为1:0.5～1:1。
所述尾水渠底板的厚度为0.5～1.2m，尾水渠底板的坡地为1:3～1:4，尾水渠底板的平面尺寸不超过15m。
所述仰斜式重力挡墙的底面宽度不小于3.5m，仰斜式重力挡墙的墙背的坡比为1:1～1:1.5。
所述结构缝的顶部宽度不小于尾水渠底板的厚度。
所述集沙槽的底部高程H3低于尾水出口结构的底部高程H1，且H1-H3>0.5m；所述集沙槽的上游侧面高程与尾水出口结构的底部高程H1一致；所述集沙槽下游侧面的高程H4低于尾水出口结构的顶部高程H2，且H2-H4>1m。
所述尾坎的顶部高程H5高于下游河床清理的高程H6，低于下游最低发电水H7，且H5-H6>0.5m，H7-H5>0.5m。
本发明的有益效果在于：在尾水渠结构上游端设置集沙槽，下游端设置尾坎，有效的减轻渠内淤积，优化了结构型式；将仰斜式重力挡墙融入尾水渠结构，从而确保覆盖层地基的稳定性；同时，通过在尾水渠底板的上、下游侧增设齿墙，以避免底板沿覆盖层地基的倾斜面发生滑移破坏，减小不均匀沉降对尾水渠底板的危害和土建工程量、施工难度，工程效益明显。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1A-A的向视图；
图中：1-尾水出口结构，2-覆盖层地基，3-集沙槽，4-仰斜式重力挡墙，5-尾水渠底板，6-齿墙，7-尾坎，8-结构缝。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1和图2所示，一种用于覆盖层地基上的尾水渠结构，尾水渠结构为现浇钢筋混凝土结构，设置在发电厂房尾水出口结构1的下游侧，包括尾水出口结构1；在尾水出口结构1的下游侧，顺水流方向从上游至下游依次设有集沙槽3、仰斜式重力挡墙4、尾水渠底板5，集沙槽3、仰斜式重力挡墙4、尾水渠底板5位于覆盖层地基2(为深厚覆盖层地基)上；所述尾水渠底板5的上、下游端的底部均设有齿墙6，在最下游端顶部设有尾坎7，尾坎7的下游侧面沿齿墙6的侧面铅直设置；所述集沙槽3、仰斜式重力挡墙4、尾水渠底板5沿水流方向倾斜设置，倾斜角度均匀递增；为增强结构整体稳定、改善结构受力性能，所述集沙槽3与仰斜式重力挡墙4形成整体结构，仰斜式重力挡墙4与尾水渠底板5之间留有结构缝8，齿墙6沿结构缝8的侧面铅直设置。
所述尾水出口结构1采用申请号为201710372266.2的中国专利公开的一种水电站地面厂房尾水出口结构中的尾水出口结构。
所述齿墙6、尾坎7的底部宽度均为0.5m，齿墙6与结构缝8不相邻一侧的坡比为1:0.5，尾坎7的上游侧面的坡比为1:0.5；所述齿墙6的底部高程低于尾水渠底板5的高程，且不小于1m；齿墙6用于防止尾水渠底板5沿覆盖层地基2的倾斜面发生滑移破坏，并且缓解水流淘刷尾水渠底板5下部的覆盖层地基2，从而造成的结构不均匀沉降破坏。
所述尾水渠底板5的底部与覆盖层地基2之间设有一定厚度的砂砾石反滤层或碎石垫层，以利于平衡两侧水压和减轻覆盖层地基2不均匀沉降的影响。
所述集沙槽3的断面形状为梯形，便于集沙，容积较大，可以有效的减轻渠内淤积，集沙槽3顺水流方向的槽宽度不小于1m；所述集沙槽3在上游侧面的顶部宽度为0.5m，集沙槽3的底部宽度不小于1m，在上游侧面的坡比为1:0.5，在下游侧面的坡比为1:0.5～1:1；集沙槽3用于沉淀发电水流携带或进入尾水渠内的石渣、大粒径泥沙，防止石渣进入尾水管磨损水轮发电机组。
所述尾水渠底板5的厚度为0.5～1.2m，尾水渠底板5的坡地为1:3～1:4，尾水渠底板5的平面尺寸不超过15m；尾水渠底板5用于维持施工期和运行期覆盖层地基2的边坡稳定性，防止下游侧的覆盖层地基2沿坡脚发生边坡滑动失稳破坏。
所述仰斜式重力挡墙4的底面宽度不小于3.5m，仰斜式重力挡墙4的墙背的坡比为1:1～1:1.5，仰斜式重力挡墙4断面型式按照覆盖层地基2的边坡的稳定性计算进行确定，用于维持施工期和运行期覆盖层地基2的边坡稳定性，防止下游侧覆盖层地基2沿坡脚发生边坡滑动失稳破坏。
所述结构缝8的顶部宽度不小于尾水渠底板5的厚度，能更好的避免由于不均匀沉降而引起的变形差，消解、缓和集沙槽3、仰斜式重力挡墙4、尾水渠底板5之间的碰撞损坏。
所述集沙槽3的底部高程H3低于尾水出口结构1的底部高程H1，且H1-H3>0.5m；所述集沙槽3的上游侧面高程与尾水出口结构1的底部高程H1一致；所述集沙槽3下游侧面的高程H4低于尾水出口结构1的顶部高程H2，且H2-H4>1m。
所述尾坎7的顶部高程H5高于下游河床清理的高程H6，低于下游最低发电水H7，且H5-H6>0.5m，H7-H5>0.5m；尾坎7用于拦截尾水渠下游河道的石块滚入尾水渠内，拦截回水挟带的推移质泥沙进入尾水渠。
进一步地，在尾水渠上、下游端分别设置集沙槽3和尾坎7，将水体中的石渣或推移质泥沙大量拦截在尾水渠外，进入尾水渠的石渣沉淀在集沙槽3，防沙减淤效果显著，有利于机组的正常运行。
进一步地，优化传统尾水渠结构型式，将仰斜式重力挡墙融4合到尾水渠结构，通过在集沙槽3下游侧面设置仰斜式重力挡墙4，维持施工期和运行期覆盖层地基2的稳定性，效果显著。
进一步地，通过在尾水渠的底部上、下游端设置齿墙6，防止尾水渠底板5沿覆盖层地基2的倾斜面发生滑移破坏，同时减轻因水流沿结构缝淘刷覆盖层地基2而造成的尾水渠底板5不均匀沉降破坏。
进一步地，集沙槽3和尾坎7可以有效防砂，仰斜式重力挡墙4和齿墙6增加了结构的稳定性。
进一步地，尾水渠内的泥沙沉淀在集沙槽3内或拦截在尾坎7下游侧，淤积位置相对集中，便于后期清理，减小了运行维护成本。
进一步地，仰斜式重力挡墙4可适当采用较陡开挖坡比，减小尾水渠长度，从而有效减小了土方开挖和土建工程量，节约了施工工期，工程效益明显。
综上所述，本发明提供了一种实用可靠、结构简单、施工方便的用于覆盖层地基上的尾水渠结构，该结构设计合理，可有效缓解渠内泥沙淤积、底板不均匀沉降破坏等缺陷和不足，提高结构整体稳定性。
Claims (8)
1.一种用于覆盖层地基上的尾水渠结构，包括尾水出口结构（1），其特征在于：在尾水出口结构（1）的下游侧，顺水流方向从上游至下游依次设有集沙槽（3）、仰斜式重力挡墙（4）、尾水渠底板（5），集沙槽（3）、仰斜式重力挡墙（4）、尾水渠底板（5）位于覆盖层地基（2）上；所述尾水渠底板（5）的上、下游端的底部均设有齿墙（6），在下游端顶部设有尾坎（7），尾坎（7）的下游侧面沿齿墙（6）的侧面铅直设置；所述集沙槽（3）、仰斜式重力挡墙（4）、尾水渠底板（5）沿水流方向倾斜设置，倾斜角度均匀递增；所述集沙槽（3）与仰斜式重力挡墙（4）形成整体结构，仰斜式重力挡墙（4）与尾水渠底板（5）之间留有结构缝（8），齿墙（6）沿结构缝（8）的侧面铅直设置；
所述集沙槽（3）的底部高程H3低于尾水出口结构（1）的底部高程H1，且H1-H3>0.5m；所述集沙槽（3）的上游侧面高程与尾水出口结构（1）的底部高程H1一致；所述集沙槽（3）下游侧面的高程H4低于尾水出口结构（1）的顶部高程H2，且H2-H4>1m；
所述尾坎（7）的顶部高程H5高于下游河床清理的高程H6，低于下游最低发电水H7，且H5-H6>0.5m，H7-H5>0.5m。
2.如权利要求1所述的用于覆盖层地基上的尾水渠结构，其特征在于：所述齿墙（6）、尾坎（7）的底部宽度均为0.5m，齿墙（6）与结构缝（8）不相邻一侧的坡比为1:0.5，尾坎（7）的上游侧面的坡比为1:0.5；所述齿墙（6）的底部高程低于尾水渠底板（5）的高程，且不小于1m。
3.如权利要求1所述的用于覆盖层地基上的尾水渠结构，其特征在于：所述尾水渠底板（5）的底部与覆盖层地基（2）之间设有砂砾石反滤层或碎石垫层。
4.如权利要求1所述的用于覆盖层地基上的尾水渠结构，其特征在于：所述集沙槽（3）的断面形状为梯形，集沙槽（3）顺水流方向的槽宽度不小于1m。
5.如权利要求1所述的用于覆盖层地基上的尾水渠结构，其特征在于：所述集沙槽（3）在上游侧面的顶部宽度为0.5m，集沙槽（3）的底部宽度不小于1m，在上游侧面的坡比为1:0.5，在下游侧面的坡比为1:0.5~1:1。
6.如权利要求1所述的用于覆盖层地基上的尾水渠结构，其特征在于：所述尾水渠底板（5）的厚度为0.5~1.2m，尾水渠底板（5）的坡地为1:3~1:4，尾水渠底板（5）的平面尺寸不超过15m。
7.如权利要求1所述的用于覆盖层地基上的尾水渠结构，其特征在于：所述仰斜式重力挡墙（4）的底面宽度不小于3.5m，仰斜式重力挡墙（4）的墙背的坡比为1:1~1:1.5。
8.如权利要求1所述的用于覆盖层地基上的尾水渠结构，其特征在于：所述结构缝（8）的顶部宽度不小于尾水渠底板（5）的厚度。
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