CN111172936B - 适用于引航道下游弯道处的导流栅结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及适用于引航道下游弯道处的导流栅结构及其施工方法，所述导流栅结构由多个导流栅单元相连形成；所述一个导流栅单元从上至下依次包括底墩、隔沙墩和引流栅；所述底墩为长方体结构；所述隔沙墩设置于底墩上，隔沙墩纵剖面呈直角梯形，靠引航道侧为直角，靠河道侧呈斜面；所述引流栅设置于隔沙墩上。本发明的导流栅结构适用于船闸下游引航道有急弯且引航道外侧有浅滩，高程显著高于引航道，浅滩开挖量过大或不便开挖的地形，导流栅结构能有效解决这类特殊地形造成的工程问题。导流栅的作用是避免斜流和泥沙输运的危害，保证船闸引航道正常通航，保证上游水位、流态正常，降低施工难度和施工成本，具有良好的推广应用前景。

Description

适用于引航道下游弯道处的导流栅结构及其施工方法

技术领域

本发明属于船闸引航道领域，具体涉及一种改善船闸引航道下游通航条件以及船闸下游河道水流条件的导流栅结构及其施工方法。

背景技术

随着人民生活水平不断改善与提高，能源需求进一步增大，客货运输量逐年快速增加，资源、环境约束日益加剧。目前，我国的国情决定了能源开发、交通运输发展不可能减缓，因此，发展交通运输与降低能耗、减少环境污染的矛盾日趋尖锐，这必然促使具有运量大、能耗低、污染小优势的水运事业的蓬勃发展。

由于水利枢纽建筑物改变了河流的边界条件，船闸引航道和口门区的水流条件不易满足船舶过闸安全要求，严重时会影响到正常的航运秩序。引航道通航水力学问题突出表现在船闸下口门区和连接段。受水库泄洪或电站尾水渠泄流的影响，在其水域产生横向流、回流、旋涡等恶劣流态，使得水流条件不能满足规范要求，阻扰船舶安全过闸。这类问题的诱因是下泄洪水产生的巨大波动或电站尾水渠斜向水流，此类问题容易得到解决，通常只需增设隔离墙，延长引航道、使口门区远离坝下波动水流及电站尾水渠斜向流，既能实现船闸引航道、口门区与连接段水流条件满足安全通航要求。

然而，当建筑物下游不远处河段出现急剧弯曲且引航道外侧河道出现浅滩，河道中高程高于引航道，且河道底部淤积有大量泥沙，传统方法将无法解决该工程问题。若修筑传统导墙，建筑物下游河道将出现显著壅水，危及两岸建筑安全；若不修筑导墙，由于水流冲刷作用，将把浅滩中的泥沙带入引航道，从而阻塞引航道，更严重的是，河道急弯和浅滩形成的斜流将导致船舶的偏航，造成严重的通航安全事故。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题，提出一种适用于引航道下游弯道处的导流栅结构及其施工方法，在降低基础建造费用情况下，避免斜流和泥沙输运的危害，保证船闸引航道的正常运行，同时有效防止水利枢纽下游河道水位不正常壅高。

一种适用于引航道下游弯道处的导流栅结构，由多个导流栅单元相连形成；所述一个导流栅单元从上至下依次包括底墩、隔沙墩和引流栅；所述底墩为长方体结构；所述隔沙墩设置于底墩上，隔沙墩纵剖面呈直角梯形，靠引航道侧为直角，靠河道侧呈斜面；所述引流栅设置于隔沙墩上。

本发明的导流栅结构中，底墩是导流栅结构的基础，结构采用长方体结构，具体尺寸结合具体工程实例确定；导流栅浇筑完成后，使用石渣进行回填作业，回填石渣应覆盖底墩。

隔沙墩用于防止浅滩中的泥沙由于水流作用输运到引航道，从而堵塞引航道，影响正常通航；考虑到隔沙墩靠河道一侧常有大量泥沙淤积，隔沙墩剖面采用直角梯形，引航道侧为直角，具体尺寸应结合具体工程实例确定。

引流栅对水流流态有一定改善作用，能够避免河道中水流斜流对船舶通航的影响，且能够有效防止上游水位不正常壅高，引流栅尺寸及引流栅之间间隔应结合具体工程实例确定。

作为本发明的进一步改进，所述底墩埋入底泥中。

作为本发明的进一步改进，所述底墩上表面尺寸大于隔沙墩下表面尺寸；底墩侧面与隔沙墩侧面平齐。

作为本发明的进一步改进，所述隔沙墩底角为45~60°。

作为本发明的进一步改进，所述隔沙墩高程为：高出浅滩中泥沙高程1~2m。

作为本发明的进一步改进，所述引流栅采用棱柱结构，导流栅横剖图为平行四边形，可以平顺水流，避免水流冲刷引起的扰流。进一步的，所述引流栅横剖面顶角为30~45°；进一步的，所述引流栅、隔沙墩垂直于引航道的纵剖面连接处尺寸相等。

作为本发明的进一步改进，所述多个导流栅单元相连形成弧形结构，覆盖引航道下游急弯处。

本发明的另一目的在于提供上述导流栅结构的施工方法，包括如下步骤：

（1）基于设计结构在引航道下游弯道处开挖，整平；

（2）采用分层浇筑方法，浇筑底墩，绑扎钢筋，立模，浇筑；

（3）浇筑隔沙墩，绑扎钢筋，立模，浇筑；

（4）分三层浇筑引流栅，分别进行绑扎钢筋，立模，浇筑，完整整体浇筑。

本发明的导流栅结构适用于船闸下游引航道有急弯且引航道外侧有浅滩，高程显著高于引航道，浅滩开挖量过大或不便开挖的地形，导流栅结构能有效解决这类特殊地形造成的工程问题。导流栅的作用是避免斜流和泥沙输运的危害，保证船闸引航道正常通航，保证上游水位、流态正常，降低施工难度和施工成本，具有良好的推广应用前景。

附图说明

图1本案例中水利枢纽平面布置图。

图2本案例中引航道断面示意图。

图3本案例中导流栅结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的阐述。

本案例中船闸下游400米处有一急弯，且弯道处引航道外河道中有浅滩，河道高程显著高于引航道内高程，为了防止河道中的泥沙输运到引航道中，发生淤积，影响正常通航，需在此位置修建导墙；考虑到此位置上有急弯，如修建传统导墙，必然会引起弯道上游水位不正常壅高。因此，在此位置布置本发明的导流栅结构，导流栅布置长度为200米，基本覆盖急弯河道，具体情况见图1。

多个导流栅单元连接形成的导流栅结构如图3所示，每个导流栅单元包括底墩、隔沙墩和引流栅结构。

底墩是导流栅结构的基础，结构采用长方体结构，本案例中，底墩宽度为10米；高度为3.08米，与引航道开挖深度齐平，靠河道侧底墩埋入地下1~2米，具体见图2。

隔沙墩用于防止浅滩中的泥沙由于水流作用输运到引航道，从而堵塞引航道，影响正常通航；考虑到隔沙墩靠河道一侧常有大量泥沙淤积，隔沙墩剖面采用直角梯形，引航道侧为直角，河道侧底角常取45~60度角，理论上高程应该比浅滩中泥沙高程高1~2米。本案例中，直角梯形下底长7米，上底长4米，高4.5米，高与下游最低通航水位齐平，具体见图2。

引流栅对水流流态有一定改善作用，能够避免河道中水流斜流对船舶通航的影响，且能够有效防止上游水位不正常壅高，保证两岸建筑物和人员安全。引流栅采用棱柱结构，引流栅横剖图为一平行四边形，长为10米，宽为4米，顶角取30~45度；引流栅之间间隔取10米。

导流栅布置长度为200米，一个导流栅单元底墩长度20米，共计10个导流栅单元，即相邻导流栅单元的引流栅间隔约10米；相邻导流栅单元的底墩之间弯曲15~20度，并用和底墩、隔沙墩、引流栅相同的混凝土材料补齐间隔部分。

本实施例的具体施工方法如下：

（1）首先按设计图纸进行开挖，整平。

（2）采用分层浇筑方法，先浇筑底墩，绑扎钢筋，立模，浇筑。

（3）再浇筑隔沙墩，绑扎钢筋，立模，浇筑。

（4）最后浇筑引流栅，引流栅高度较高，分三层浇筑，分别进行绑扎钢筋，立模，浇筑作业，整体浇筑完成。

本发明并不限于上述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出更多形式的具体变换，这些均属于本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于引航道下游弯道处的导流栅结构，其特征在于，由多个导流栅单元相连形成；所述一个导流栅单元从下至上依次包括底墩、隔沙墩和引流栅；所述底墩为长方体结构；所述隔沙墩设置于底墩上，隔沙墩纵剖面呈直角梯形，靠引航道侧为直角，靠河道侧呈斜面；所述引流栅设置于隔沙墩上，引流栅呈棱柱结构，横剖面为平行四边形；

所述底墩上表面尺寸大于隔沙墩下表面尺寸，底墩侧面与隔沙墩侧面平齐；

所述隔沙墩高程为：高出浅滩中泥沙高程1~2m；

所述多个导流栅单元相连形成弧形结构，覆盖引航道下游急弯处；弧形结构空缺处采用和底墩、隔沙墩、引流栅相同的材料补齐。

2.根据权利要求1所述的导流栅结构，其特征在于，所述底墩埋入底泥中。

3.根据权利要求1所述的导流栅结构，其特征在于，所述隔沙墩底角为45~60°。

4.根据权利要求1所述的导流栅结构，其特征在于，所述引流栅横剖面顶角为30~45°。

5.根据权利要求1所述的导流栅结构，其特征在于，所述引流栅、隔沙墩垂直于引航道的纵剖面连接处尺寸相等。

6.权利要求1~5任一项所述导流栅结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）基于设计结构在引航道下游弯道处开挖，整平；

（2）采用分层浇筑方法，浇筑底墩，绑扎钢筋，立模，浇筑；

（3）浇筑隔沙墩，绑扎钢筋，立模，浇筑；

（4）分三层浇筑引流栅，分别进行绑扎钢筋，立模，浇筑，完整整体浇筑。

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