CN110552331A - 一种适用于长距离、复杂地形坡面排水的复合消能工 - Google Patents
一种适用于长距离、复杂地形坡面排水的复合消能工 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110552331A CN110552331A CN201910813697.7A CN201910813697A CN110552331A CN 110552331 A CN110552331 A CN 110552331A CN 201910813697 A CN201910813697 A CN 201910813697A CN 110552331 A CN110552331 A CN 110552331A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drainage ditch
- bottom plate
- drainage
- escape canal
- energy dissipation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 11
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 claims abstract description 41
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims abstract 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 25
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 19
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 11
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003631 expected effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 abstract description 2
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 13
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 2
- 238000009991 scouring Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
Abstract
一种适用于长距离、复杂地形坡面排水的复合消能工，包括上游排水沟、整流池和下游排水沟，所述上游排水沟和下游排水沟均包括排水沟底板以及排水沟底板两侧竖直设置的排水沟边墙，在所述排水沟底板的长度方向上安装有若干消能台阶，整流池包括整流池底板以及整流池底板两侧竖直设置的整流池边墙。本发明的积极效果在于：本发明的整流池具有占地面积小、布置灵活、节省工程量、施工简单、造价低廉等优势，保证消能效果的同时，也可减少土石方开挖、优化排水沟断面结构尺寸，加快施工进度，缩短工期，整体施工作业的经济效益显著提高，而且能达到预定的期望效果，使坡面水流安全排泄。
Description
技术领域
本发明涉及边坡治理领域，具体地说是一种适用于长距离、复杂地形坡面排水的复合消能工。
背景技术
大型露天矿坑、沟谷型排土场、尾矿库等工程边坡治理中，坡面排水是必不可少的治理措施，为防止上游坡面汇水进入防护区域，须设置坡面排水沟将水流引至周边水系，因汇水面积大、地形复杂，这类排水沟一般具有流量大、落差大、线路长且弯曲、下泄水流流速大、流态复杂等特点。为了使坡面水流安全排泄，目前常用的工程措施有加大排水沟断面结构尺寸、沟底设置台阶消能、采用箱涵结构、设置多级消力池等，但加大排水沟断面结构尺寸的工程难度较大，工程量显著增加，采取单一的台阶消能会对排水沟底部的消能结构起到严重的侵蚀，且随着沿程速度的逐渐增大，水流易飞溅溢出，排水箱涵的造价较高、运行期间易堵塞，检修困难，多级消力池的工期漫长，不宜大规模采用，如何优化现有排水沟结构，使坡面水流安全排泄是目前亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种适用于长距离、复杂地形坡面排水的复合消能工，其整体结构简单，工期相对较短，施工难度较低，造价低廉且能保证坡面水流在落差大、流量大、线路长的前提下在排水沟内流态平稳得完成安全排泄。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种适用于长距离、复杂地形坡面排水的复合消能工，包括上游排水沟、整流池和下游排水沟，所述上游排水沟和下游排水沟均包括排水沟底板以及排水沟底板两侧竖直设置的排水沟边墙，在所述排水沟底板的长度方向上安装有若干消能台阶，整流池包括整流池底板以及整流池底板两侧竖直设置的整流池边墙，其中整流池位于上游排水沟和下游排水沟之间，整流池边墙分别与两端的排水沟边墙相紧密对接，在靠近下游排水沟一侧的整流池底板上设有折线堰，所述折线堰包括竖直面、水平面和斜面，其截面为直角梯形，所述斜面与下游排水沟的排水沟底板上表面处于同一直线位置处，对应于折线堰上竖直面的位置处，在两侧的整流池边墙之间安装有胸墙，胸墙的上端与整流池边墙的上端相平齐，胸墙的底端与水平面之间留有出水通道。进一步地，所述消能台阶采用钢纤维混凝土浇筑，在消能台阶的凸角处固定安装第一角钢，消能台阶与排水沟底板内部之间安装有若干第一插筋，所述第一插筋沿消能台阶的宽度方向设置。进一步地，在所述折线堰的竖直面和水平面上固定安装第二角钢，折线堰与整流池底板内部之间安装有若干第二插筋，所述第二插筋沿折线堰的宽度方向设置，在胸墙的底端位置处安装第三角钢，胸墙与两侧整流池边墙之间安装有若干第三插筋，所述第三插筋沿胸墙的竖直方向设置。
本发明的积极效果在于：本发明所述的一种适用于长距离、复杂地形坡面排水的复合消能工，应用于边坡排水治理，既保留了台阶消能的效果，又消除了因连续长距离、大落差台阶消能引起的流态复杂、水流易飞溅溢出等问题，与传统的加大排水沟断面尺寸、采用箱涵、设置多级消力池等消能措施相比，整流池具有占地面积小、布置灵活、节省工程量、施工简单、造价低廉等优势，在长距离、复杂地形的山区坡面排水中推广应用本发明所述的复合消能工，保证消能效果的同时，也可减少土石方开挖、优化排水沟断面结构尺寸，加快施工进度，缩短工期，整体施工作业的经济效益显著提高，而且能达到预定的期望效果，使坡面水流安全排泄。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明消能台阶与排水沟底板连接的结构示意图；
图4是本发明胸墙与整流池边墙连接的结构示意图；
图5是本发明折线堰与整流池底板连接的结构示意图；
图6是本发明上、下游排水沟轴线存在夹角的结构示意图。
图中1上游排水沟 2整流池 3下游排水沟 4排水沟底板 5排水沟边墙 6消能台阶7整流池底板 8整流池边墙 9折线堰 10竖直面 11水平面 12斜面 13胸墙 14出水通道 15第一角钢 16第一插筋 17第二角钢 18第二插筋 19第三角钢 20第三插筋。
具体实施方式
本发明所述的一种适用于长距离、复杂地形坡面排水的复合消能工，如图1所示，包括上游排水沟1、整流池2和下游排水沟3，所述上游排水沟1和下游排水沟3均包括排水沟底板4以及排水沟底板4两侧竖直设置的排水沟边墙5，在所述排水沟底板4的长度方向上安装有若干消能台阶6，上述上游排水沟1和下游排水沟3及其上的消能台阶6能使经过的水流沿程翻滚，消能台阶6可使水流产生水跃、掺气，形成漩涡流、掺气流，从而达到水流消能的效果，进而有效降低水流流速。
所述整流池2包括整流池底板7以及整流池底板7两侧竖直设置的整流池边墙8，其中整流池2位于上游排水沟1和下游排水沟3之间，整流池边墙8分别与两端的排水沟边墙5相紧密对接。在靠近下游排水沟3一侧的整流池底板7上设有折线堰9，所述折线堰9包括竖直面10、水平面11和斜面12，其截面为直角梯形，所述斜面12与下游排水沟3的排水沟底板4上表面处于同一直线位置处。对应于折线堰9上竖直面10的位置处，在两侧的整流池边墙8之间安装有胸墙13，胸墙13的上端与整流池边墙8的上端相平齐，胸墙13的底端与水平面11之间留有出水通道14。上述整流池2的作用是将上游排水沟1内消能台阶6消能形成的漩涡流、掺气流等复杂流态的水流汇集整合后经出水通道14进入下游排水沟3。
作为连接上游排水沟1和下游排水沟3的节点，上游排水沟1与整流池2之间的进水口为开敞式，整流池2与下游排水沟3之间出水通道14为孔口式，所述出水通道14低于池内水面，能保证出水流态为有压孔口出流，当水流从上游排水沟1进入整流池2后，首先冲击折线堰9的竖直面10与胸墙13进行降速消能，胸墙13的设置能有效防止整流池2内的水飞溅溢出，消能之后的水流之后再经由出水通道14进入下游排水沟3内，以起到进一步降速消能的作用。
当上游排水沟1和下游排水沟3的轴线处于同一直线位置时，如图2所示，上游排水沟1、整流池2和下游排水沟3均位于同一直线位置，当由于地形原因，上游排水沟1和下游排水沟3的轴线位置存在夹角时，如图6所示，优先将整流池2设置在转弯位置处，使进水口与上游排水沟1轴线一致，出水通道14轴线与下游排水沟3轴线一致，其中出水通道14的高度位置及宽度可以由排水流量等水力计算确定，整流池边墙8的高度由池内水深加安全超高来确定。位于转弯位置处的整流池2能有效防止沟内水流因方向的改变而产生的飞溅溢出。
进一步地，为了保证排水沟底板4与消能台阶6的有效连接，提高消能台阶6的抗冲刷耐磨性能，如图3所示，所述消能台阶6采用钢纤维混凝土浇筑，在消能台阶6的凸角处固定安装第一角钢15，消能台阶6与排水沟底板4内部之间安装有若干第一插筋16，所述第一插筋16沿消能台阶6的宽度方向设置。上述第一角钢15可采用螺栓固定在消能台阶6上，以便于后续的检修更换，第一插筋16可以在消能台阶6浇筑之前预埋在排水沟底板4内，第一插筋16的设置能加强消能台阶6与排水沟底板4之间的连接强度，提高消能台阶6所承受的水流冲刷力，第一角钢15的设置可有效防止水流对其的冲刷侵蚀，在一定程度上提高了消能台阶6的使用寿命。
进一步地，为了提高整流池2的消能降速效果，如图4和图5所示，在所述折线堰9的竖直面10和水平面11上固定安装第二角钢17，折线堰9与整流池底板7内部之间安装有若干第二插筋18，所述第二插筋18沿折线堰9的宽度方向设置，在胸墙13的底端位置处安装第三角钢19，胸墙13与两侧整流池边墙8之间安装有若干第三插筋20，所述第三插筋20沿胸墙13的竖直方向设置。上述第二插筋18提高了折线堰9与整流池底板7之间的连接强度，第三插筋20提高了胸墙13与两侧整流池边墙8的连接强度，保证了折线堰9和胸墙13对水流的抗冲击能力，第二角钢17和第三角钢19的设置分别提高了折线堰9和胸墙13的耐冲刷侵蚀性能，保证了整体整流池2的使用寿命。
本发明所述的一种适用于长距离、复杂地形坡面排水的复合消能工可采取下述方案进行实施：1根据排水流量、坡面地形条件，进行水力计算，确定坡面排水沟路径及起止点；2根据排水流量、排水沟沿线各段坡面的坡度，进行水力计算和结构计算，确定排水沟断面尺寸、消能台阶6高度；3根据排水沟内流速增加规律、地形条件，在流速接近10m/s或排水线路转弯处设置整流池2，确定整流池2沿程分布；4根据排水流量、进口流速等条件，进行水力计算和结构计算，确定整流池2结构尺寸；5按照上述步骤确定的排水线路、结构尺寸，整流池2分布，进行排水沟基础开挖、钢筋绑扎、角钢焊接、分缝止水埋设、混凝土浇筑。
本发明的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。
Claims (3)
1.一种适用于长距离、复杂地形坡面排水的复合消能工，包括上游排水沟(1)、整流池(2)和下游排水沟(3)，其特征在于：所述上游排水沟(1)和下游排水沟(3)均包括排水沟底板(4)以及排水沟底板(4)两侧竖直设置的排水沟边墙(5)，在所述排水沟底板(4)的长度方向上安装有若干消能台阶(6)，整流池(2)包括整流池底板(7)以及整流池底板(7)两侧竖直设置的整流池边墙(8)，其中整流池(2)位于上游排水沟(1)和下游排水沟(3)之间，整流池边墙(8)分别与两端的排水沟边墙(5)相紧密对接，在靠近下游排水沟(3)一侧的整流池底板(7)上设有折线堰(9)，所述折线堰(9)包括竖直面(10)、水平面(11)和斜面(12)，其截面为直角梯形，所述斜面(12)与下游排水沟(3)的排水沟底板(4)上表面处于同一直线位置处，对应于折线堰(9)上竖直面(10)的位置处，在两侧的整流池边墙(8)之间安装有胸墙(13)，胸墙(13)的上端与整流池边墙(8)的上端相平齐，胸墙(13)的底端与水平面(11)之间留有出水通道(14)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于长距离、复杂地形坡面排水的复合消能工，其特征在于：所述消能台阶(6)采用钢纤维混凝土浇筑，在消能台阶(6)的凸角处固定安装第一角钢(15)，消能台阶(6)与排水沟底板(4)内部之间安装有若干第一插筋(16)，所述第一插筋(16)沿消能台阶(6)的宽度方向设置。
3.根据权利要求1所述的一种适用于长距离、复杂地形坡面排水的复合消能工，其特征在于：在所述折线堰(9)的竖直面(10)和水平面(11)上固定安装第二角钢(17)，折线堰(9)与整流池底板(7)内部之间安装有若干第二插筋(18)，所述第二插筋(18)沿折线堰(9)的宽度方向设置，在胸墙(13)的底端位置处安装第三角钢(19)，胸墙(13)与两侧整流池边墙(8)之间安装有若干第三插筋(20)，所述第三插筋(20)沿胸墙(13)的竖直方向设置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910813697.7A CN110552331A (zh) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | 一种适用于长距离、复杂地形坡面排水的复合消能工 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910813697.7A CN110552331A (zh) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | 一种适用于长距离、复杂地形坡面排水的复合消能工 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110552331A true CN110552331A (zh) | 2019-12-10 |
Family
ID=68738539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910813697.7A Pending CN110552331A (zh) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | 一种适用于长距离、复杂地形坡面排水的复合消能工 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110552331A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111997163A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-11-27 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 一种堤路合一工程电缆沟排水结构及其排水方法 |
| CN114108575A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-01 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种具有消能效果的阶梯形分级溢洪道 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101672024A (zh) * | 2009-10-12 | 2010-03-17 | 天津市水利勘测设计院 | 一种带有自动调节堰井的重力有压输水系统 |
| CN103382717A (zh) * | 2013-07-18 | 2013-11-06 | 河海大学 | 前置掺气池掺气的阶梯消能方法和消能工 |
| CN204163061U (zh) * | 2014-10-28 | 2015-02-18 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | 水电泄水沟消能结构 |
| CN104674773A (zh) * | 2015-02-13 | 2015-06-03 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种反台阶消力池整流消能方法及消力池 |
| CN104695391A (zh) * | 2015-02-13 | 2015-06-10 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种扩散型反台阶整流消能方法及消力池 |
| CN204788533U (zh) * | 2015-06-26 | 2015-11-18 | 上海勘测设计研究院有限公司 | 薄壁量水堰的安装结构 |
| CN204803852U (zh) * | 2015-07-09 | 2015-11-25 | 中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司 | 山谷干灰场排水泄洪消能综合布置结构 |
| US20160312425A1 (en) * | 2014-01-01 | 2016-10-27 | Institute Of Mountain Hazards And Environment Chinese Academy Of Sciences | Debris flow drainage channel with step pool structure and its applications |
| CN210827381U (zh) * | 2019-08-30 | 2020-06-23 | 中铁十四局集团有限公司 | 一种适用于长距离、复杂地形坡面排水的复合消能工 |
-
2019
- 2019-08-30 CN CN201910813697.7A patent/CN110552331A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101672024A (zh) * | 2009-10-12 | 2010-03-17 | 天津市水利勘测设计院 | 一种带有自动调节堰井的重力有压输水系统 |
| CN103382717A (zh) * | 2013-07-18 | 2013-11-06 | 河海大学 | 前置掺气池掺气的阶梯消能方法和消能工 |
| US20160312425A1 (en) * | 2014-01-01 | 2016-10-27 | Institute Of Mountain Hazards And Environment Chinese Academy Of Sciences | Debris flow drainage channel with step pool structure and its applications |
| CN204163061U (zh) * | 2014-10-28 | 2015-02-18 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | 水电泄水沟消能结构 |
| CN104674773A (zh) * | 2015-02-13 | 2015-06-03 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种反台阶消力池整流消能方法及消力池 |
| CN104695391A (zh) * | 2015-02-13 | 2015-06-10 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种扩散型反台阶整流消能方法及消力池 |
| CN204788533U (zh) * | 2015-06-26 | 2015-11-18 | 上海勘测设计研究院有限公司 | 薄壁量水堰的安装结构 |
| CN204803852U (zh) * | 2015-07-09 | 2015-11-25 | 中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司 | 山谷干灰场排水泄洪消能综合布置结构 |
| CN210827381U (zh) * | 2019-08-30 | 2020-06-23 | 中铁十四局集团有限公司 | 一种适用于长距离、复杂地形坡面排水的复合消能工 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111997163A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-11-27 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 一种堤路合一工程电缆沟排水结构及其排水方法 |
| CN114108575A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-01 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种具有消能效果的阶梯形分级溢洪道 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110552331A (zh) | 一种适用于长距离、复杂地形坡面排水的复合消能工 | |
| JP5774890B2 (ja) | 法面排水溝 | |
| CN108221843A (zh) | 一种水利的泄水建筑物结构 | |
| CN210827381U (zh) | 一种适用于长距离、复杂地形坡面排水的复合消能工 | |
| CN106930199A (zh) | 改善弧形排水箱涵出水流态的整流装置 | |
| CN106638501B (zh) | 适用于弯道陡槽溢洪道的水沙分离建筑物布置形式 | |
| CN206693187U (zh) | 一种溢洪道结构 | |
| CN109339006B (zh) | 一种高效锥式水力消力井及其施工方法 | |
| CN202214710U (zh) | 溢流放水一体式闸堰 | |
| CN111424620A (zh) | 一种水工消能结构以及方法 | |
| CN216457087U (zh) | 一种沉砂池结构 | |
| CN106013007B (zh) | 适用于直线型陡槽溢洪道的水沙分离建筑物 | |
| CN211646049U (zh) | 用于高挡墙涵洞的出口结构 | |
| CN215518442U (zh) | 一种道路排水用涵洞结构 | |
| CN210597535U (zh) | 一种用于黑臭河道治理的下沉式截流槽系统 | |
| CN210341824U (zh) | 一种闸下消能防冲设施加固结构 | |
| CN107326876B (zh) | 非封闭无抽排水垫塘结构 | |
| CN112982319A (zh) | 一种采用坝基涵洞进行导流、放空兼取水的结构及方法 | |
| CN111764488A (zh) | 一种应用于超深检查井的跌水消能结构 | |
| CN206928260U (zh) | 一种具有泄洪清淤功能的水库大坝结构 | |
| CN220433802U (zh) | 一种水利工程中的取水结构 | |
| CN104695392A (zh) | 用于高拱坝、窄峡谷、大流量泄洪孔口的水垫塘结构 | |
| CN215829602U (zh) | 一种兼做栈桥的洗车系统 | |
| CN104213545B (zh) | 悬挂底流式梯级消力池消能系统 | |
| CN216428192U (zh) | 一种水利工程消力池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |