CN111794194B - 泄洪洞侧壁式补气洞结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水利水电领域，尤其是一种可以传统的消补气竖井，从而低成本、环保的实现泄洪洞补气施工的泄洪洞侧壁式补气洞结构，包括泄洪洞，包括设置于山体外侧壁上的出洞口，所述出洞口与泄洪洞之间通过补气通道连通，所述补气通道依次由补气洞入口段、补气洞渐变过渡段和补气洞出口段构成，所述补气洞入口段与出洞口连通，补气洞出口段与泄洪洞水面线以上的侧壁连通，其中，补气洞入口段的入口段高度大于入口段宽度，补气洞出口段的出口段宽度大于出口段高度。本发明结构形式简单，也无需在山体外侧布置施工道路，更加环保。另外，由于取消了补气竖井及施工道路，大幅降低了成本投资。本发明尤其适用于泄洪洞补气洞施工之中。

Description

泄洪洞侧壁式补气洞结构

技术领域

本发明涉及水利水电领域，尤其是一种泄洪洞侧壁式补气洞结构。

背景技术

随着国家对水电清洁能源需求的日益增长，需要修建大量的高坝来利用水头进行发电，汛期时由于来流量大，部分水体需要通过泄洪建筑物宣泄至下游。现有的无压泄洪洞由于洞内水流流速较大，易发生空化空蚀情况，需要通过补气洞向泄洪洞内补充气体。目前一般采用水平补气洞至泄洪洞顶部再采用竖井与泄洪洞连接。现有的水平补气洞与竖井组合的方式，一般需要先施工水平补气洞，再开挖竖井。若附近有合适的交通洞等无水隧洞，可采用该隧洞向泄洪洞方向开挖施工支洞，再开挖水平补气洞，最后施工补气竖井。若附近无合适的无水隧洞，需在水平补气洞山体外侧布置施工道路，由山体外向山体内侧施工，由于该出洞口较高，该施工道路布置带来山体树木砍伐及边坡开挖，带来环保问题，并增加投资。因此，现有的竖井开挖及衬砌施工复杂，成本始终高居不下，工程耗时长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以替代传统的补气竖井，从而低成本、环保的实现泄洪洞补气施工的泄洪洞侧壁式补气洞结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：泄洪洞侧壁式补气洞结构，包括泄洪洞，包括设置于山体外侧壁上的出洞口，所述出洞口与泄洪洞之间通过补气通道连通，所述补气通道依次由补气洞入口段、补气洞渐变过渡段和补气洞出口段构成，所述补气洞入口段与出洞口连通，补气洞出口段与泄洪洞水面线以上的侧壁连通，其中，补气洞入口段的入口段高度大于入口段宽度，补气洞出口段的出口段宽度大于出口段高度。

进一步的是，所述补气洞入口段的横截面面积大于或等于补气洞出口段的横截面面积。

进一步的是，所述补气洞渐变过渡段将补气洞入口段和补气洞出口段之间过渡连接。

进一步的是，补气洞出口段出口方向与泄洪洞的中心轴线方向互相垂直。

本发明的有益效果是：在实际使用时，补充的气体首先从山体外经由出洞口进入到补气通道连通内，然后依次经过补气通道连通的补气洞入口段、补气洞渐变过渡段和补气洞出口段输入到泄洪洞的侧壁，并最终完成补气。本发明结构形式简单，也无需在山体外侧布置施工道路，更加环保。另外，由于取消了补气竖井及施工道路，大幅降低了成本投资。本发明尤其适用于泄洪洞补气洞施工之中。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的补气洞出口段的结构示意图。

图3是本发明的补气洞入口段的结构示意图。

图中标记为：出洞口1、补气通道2、补气洞渐变过渡段3、补气洞出口段4、补气洞入口段5、泄洪洞6、山体7、出口段高度H1、出口段宽度B1、入口段高度H2、入口段宽度B2。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1、图2、图3所示的泄洪洞侧壁式补气洞结构，包括泄洪洞6，包括设置于山体外侧壁上的出洞口1，所述出洞口1与泄洪洞6之间通过补气通道2连通，所述补气通道2依次由补气洞入口段5、补气洞渐变过渡段3和补气洞出口段4构成，所述补气洞入口段5与出洞口1连通，补气洞出口段4与泄洪洞6水面线以上的侧壁连通，其中，补气洞入口段5的入口段高度H2大于入口段宽度B2，补气洞出口段4的出口段宽度B1大于出口段高度H1。

在实际施工时，需要保证补气洞出口段4的出口段高度H1需要满足：出口段高度H1+泄洪洞水体水面高程+安全超高＝泄洪洞顶拱顶部高程，从而保证泄洪洞内水流不会随补气洞出口段4外溢，补气洞出口段4相应的出口段宽度B1由通气面积确定。一般优选补气洞出口段4位于泄洪洞6靠山外侧，位于泄洪洞6的顶拱顶部与水面之间。

本发明巧妙的对补气洞出口段4和补气洞入口段5的横截面形状进行了设计。其中，补气洞入口段5的入口段高度H2大于入口段宽度B2，补气洞出口段4的出口段宽度B1大于出口段高度H1。如图2和图3所示，补气洞出口段4为宽矮式结构，可以很好的满足通气需求。而补气洞入口段5为窄高式结构，受力条件较好，满足出洞口1直至补气洞渐变过渡段3的通气以及支撑需求。这样的有机结合很好的针对实际的使用需求进行了创造性改进，构思十分巧妙。

所述补气洞渐变过渡段3将补气洞入口段5和补气洞出口段4之间过渡连接，从而保证气流的顺畅流动。同时，为保障补气洞的较好的受力条件，且通气断面平顺的衔接，优选所述补气洞入口段5的横截面面积大于或等于补气洞出口段4的横截面面积。

为了保证补气的效果及结构简单化，优选补气洞出口段4出口方向与泄洪洞6的中心轴线方向互相垂直。

本发明由于无需在山体外侧布置施工道路，因此比现有的结构更加的环保，也由于取消了补气竖井及施工道路，大幅降低了成本投资。本发明技术优势十分明显，市场推广前景广阔。

Claims (3)

1.泄洪洞侧壁式补气洞结构，包括泄洪洞(6)，其特征在于：包括设置于山体外侧壁上的出洞口(1)，所述出洞口(1)与泄洪洞(6)之间通过补气通道(2)连通，所述补气通道(2)依次由补气洞入口段(5)、补气洞渐变过渡段(3)和补气洞出口段(4)构成，所述补气洞入口段(5)与出洞口(1)连通，补气洞出口段(4)与泄洪洞(6)水面线以上的侧壁连通，其中，补气洞入口段(5)的入口段高度(H2)大于入口段宽度(B2)，补气洞出口段(4)的出口段宽度(B1)大于出口段高度(H1)，所述补气洞入口段(5)的横截面面积大于或等于补气洞出口段(4)的横截面面积。

2.如权利要求1所述的泄洪洞侧壁式补气洞结构，其特征在于：所述补气洞渐变过渡段(3)将补气洞入口段(5)和补气洞出口段(4)之间过渡连接。

3.如权利要求1或2所述的泄洪洞侧壁式补气洞结构，其特征在于：补气洞出口段(4)出口方向与泄洪洞(6)的中心轴线方向互相垂直。

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