CN113863212B - 一种水坝坝体保护结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种水坝坝体保护结构及其施工方法，涉及水坝的技术领域，改善了水坝抗冲击能力较弱的问题，其安装于水坝靠近下游的底部上，包括抗压板以及位于抗压板下方的浮板，所述抗压板和浮板之间连接有连杆，所述抗压板的上表面分布有若干个进水孔，所述进水孔的下端位于抗压板内，所述进水孔的下端连通有蓄水孔，所述蓄水孔的中轴线呈水平状态，所述蓄水孔的另一端远离进水孔；所述抗压板的外侧壁开设有出水孔，所述出水孔沿压板的周侧间隔分布，相邻两蓄水孔之间连接有连通孔，出水孔通过连通孔与蓄水孔形成连通关系。本申请的抗压板承受水流向下冲击的压力，从而减少水流直接向水坝底部冲击的作用力。

Description

一种水坝坝体保护结构及其施工方法

技术领域

本申请涉及水坝的技术领域，尤其是涉及一种水坝坝体保护结构及其施工方法。

背景技术

水坝，是拦截江河渠道水流以抬高水位或调节流量的挡水建筑物。水坝可形成水库，用于防洪、供水、灌溉、水力发电、改善航运等。

目前的水坝如附图5所示，水坝1包括坝体，坝体上安装有用于排水的闸门，闸门沿坝体的长度方向间隔分布有若干，坝体靠近下游的一侧间隔浇筑有混凝土围挡2，相邻两混凝土围挡2之间形成一个腔室3，腔室3和闸门一一对应。当闸门开启时，水流会倾泻而出，水流向下冲击时，因为混凝土围挡2将相对应的闸门倾泻的水流起围挡作用，水流对混凝土围挡2也有冲击的作用，从而减少坝体底部受到的水流冲击的面积。

针对上述中的相关技术，发明人认为当较大的水流冲击水坝1底部时，坝体的抗冲击性能有待提高。

发明内容

为了提高水坝的抗冲击能力，本申请提供一种水坝坝体保护结构及其施工方法。

第一方面，本申请提供一种水坝坝体保护结构，采用如下的技术方案：

一种水坝坝体保护结构，安装于水坝靠近下游的底部上，包括抗压板以及位于抗压板下方的浮板，所述抗压板和浮板之间连接有连杆，所述抗压板的上表面分布有若干个进水孔，所述进水孔的下端位于抗压板内，所述进水孔的下端连通有蓄水孔，所述蓄水孔的中轴线呈水平状态，所述蓄水孔的另一端远离进水孔；所述抗压板的外侧壁开设有出水孔，所述出水孔沿压板的周侧间隔分布，相邻两蓄水孔之间连接有连通孔，出水孔通过连通孔与蓄水孔形成连通关系。

通过采用上述技术方案，当水坝拦截的水倾泻而出时，水流击打在抗压板上，因为进水孔使抗压板的表面呈现凹凸的情况，因此能够更好地承受水流的击打，减少水流四溅的情况；水流通过进水孔进入蓄水孔内，水流再通过连通孔从出水孔排出，水流从出水孔排出从而形成水帘，水帘到水面上的高度远远少于坝体出水口到抗压板的距离，所以水帘落到水面上的冲击力很小；因为水倾斜而出，所以水坝的下游的水流会将浮板撑起，水流击打在抗压板上时得到缓冲后，抗压板受到的压力反馈到浮板上，从而使浮板击打水面，浮板击打水面后形成波浪在扩散的时候，遇到从排水孔出来的水帘，从而使水帘能够对波浪起抵消的作用，使波浪的作用力不易传递到坝体底部上，因此增大了水坝的抗冲击能力。

可选的，所述水坝的坝体靠近下游的一侧间隔浇筑有混凝土围挡，相邻两混凝土围挡之间形成一个腔室，每个腔室内均安装有抗压板和浮板。

通过采用上述技术方案，因为抗压板和浮板分布在每个腔室内，所以浮板的面积比较小，浮板上下浮动所引起的浪花也会比较小。

可选的，所述抗压板设置有若干个，所述抗压板之间相互连接且相邻压板之间留有间隙。

通过采用上述技术方案，水流击打在抗压板上时，部分水流会通过抗压板之间的间隙落到浮板上，将水向下压力分成两个部分，从而减少抗压板承受的压力，且因为部分水流击打在浮板上的冲击力会小于大量水流击打于浮板上的冲击力，所以能够将水流向下的冲击力分散，减少浮板上下浮动的幅度。

可选的，所述浮板也设置有若干个，相邻两浮板之间间隔连接，相邻浮板之间的间隔位于相邻压板之间的间隔下方。

通过采用上述技术方案，水流通过相邻压板的间隙落到相邻浮板之间的间隙中，也相当与形成了水帘，水击打在水面上时，从相邻压板间隙落下的的水也能够对浮板上下浮动引起的波浪起消除作用。

可选的，所述水坝下游的底部上固定连接有导向杆，所述抗压板上下滑动安装于导向杆上。

通过采用上述技术方案，导向杆对抗压板起引导作用，从而使抗压板能够更好地向下对浮板施加压力，因为抗压板和浮板连接在一起，所以导向杆也能引导浮板上下移动，使浮板起限位作用。

可选的，相邻浮板之间连接有弹性绳，所述连杆位于首尾两块抗压板上。

通过采用上述技术方案，因为连杆位于首尾两块抗压板上，所以只有首尾两块浮板与抗压板连接，首尾两浮板之间的浮板通过弹性绳连接，所以存在浮板随着波浪摆动改变浮板之间间距的情况，当水流从两抗压板之间的间隙落下时，存在落在两浮板的间隙中，水流击打水面也与由浮板引起的波浪产生抵消，或者水流击打在浮板上产生产生的飞溅与波浪产生抵消。

可选的，所述导向杆的顶端设置有限位块。

通过采用上述技术方案，限位块能够阻止抗压板脱离导向杆，从而使水面上涨时，抗压板也能够更好地抵抗水的压力。

第二方面，本申请提供一种水坝坝体保护结构的施工方法，采用如下的技术方案：

一种采用上述的水坝坝体保护结构的施工方法，包括以下步骤，

安装用于抗水压的抗压板，抗压板上的进水孔、蓄水孔、连通孔以及出水孔为预制好的，将若干个抗压板固定安装在一起，相邻两抗压板之间留有供水流通过的间隙；

安装漂浮于水面上的浮板，将若干个浮板通过弹性绳连接在一起，相邻浮板之间留有供水流通过的间隙；

将抗压板和浮板连接在一起，若干个抗压板中的首尾两抗压板连接有连杆，若干个浮板中的首尾两浮板通过连杆与抗压板连接在一起，抗压板之间的间隙小于浮板之间的间隙，浮板位于抗压板下方，且浮板的横截面小于抗压板的横截面；

在水坝的下游处固定连接若干个用于引导抗压板上下移动的导向杆，将首尾两抗压板滑动安装于导向杆上；

当抗压板安装在导向杆上后，在导向杆的顶端上固定连接有限位块。

通过采用上述技术方案，当水坝放水时，水流向下冲击时冲击在抗压板上时，水流通过抗压板作用到浮板的压力小于水流直接冲击到水坝下游底部的冲击力；抗压板上的进水孔能够减少水流的飞溅，且水流能够通过进水孔向抗压板的外周侧流动，水流从抗压板落在水面时的冲击力远小于水流直接冲击水面的冲击力；水坝下游的底部的水流能够使浮板浮起，使抗压板所受的作用力传递到浮板上，使浮板受到的浮力与抗压板向下相互抵消，因为浮板在水面上浮动，所以浮板会在水面上形成波浪，波浪向四周扩散时，会遇到从出水口落下的水流，水流形成水帘落在水面上时能够与波浪形成抵消的情况，减少波浪冲击坝体的底部，从而使水坝的抗冲击能力有所提高。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：

1.抗压板承受水流向下冲击的压力，从而减少水流直接向水坝底部冲击的作用力，增大水坝坝体的抗冲击能力，延长水坝的使用寿命；

2.抗压板流出的水流形成水流落在水面上，能够与浮板形成的波浪形成抵消的作用，也能够增大水坝坝体的抗冲击能力。

附图说明

图1是实施例的整体结构示意图；

图2是图1的A处放大示意图；

图3是实施例的抗压板体现蓄水孔和进水孔的剖视图；

图4是实施例的抗压板体现出水孔和连通孔的剖视图；

图5是相关技术的水坝整体结构示意图。

附图标记说明：1、水坝；2、混凝土围挡；3、腔室；4、抗压板；41、进水孔；42、蓄水孔；43、出水孔；44、连通孔；5、浮板；6、弹性绳；7、连杆；8、导向杆；9、限位块。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种水坝坝体保护结构。参照图1，水坝1上的闸门设置有若干个，坝体靠近下游的一侧间隔浇筑有混凝土围挡2，相邻两混凝土围挡2之间形成一个腔室3，腔室3和闸门一一对应。

参照图1和图2，一种水坝坝体保护结构安装于水坝1的下游底部上，包括抗压板4以及位于抗压板4下方的浮板5，一个腔室3内有若干个抗压板4。本实施例的一个腔室3内分布的抗压板4有四个，四个抗压板4并排排列，并通过固定板固定连接在一起，相邻两抗压板4之间留有间隙。浮板5也设置有四个，浮板5与抗压板4一一对应，且相邻浮板5之间连接有弹性绳6。首尾两抗压板4均连接有连杆7，首尾两浮板5与连杆7固定连接。相邻浮板5之间留有间隙，相邻浮板5之间的间隙位于相邻抗压板4之间的间隙的下方，相邻浮板5之间的间隙大于相邻抗压板4之间的间隙。

参照图2，当水坝1放水时，水流向下冲击落在抗压板4上，抗压板4再将压力传递到浮板5上。水坝1底部开设有用于积水的凹槽，浮板5在凹槽内。所以受到水浮力上浮的浮板5能够承受压力，从而减少水坝1底部直接受到水流冲击的情况，增加了水坝1抗冲击性能。水流冲击在抗压板4上时，水流向抗压板4的边缘扩散再落至水面上，从抗压板4的高度落在水面上的水流冲击力远小于水流直接冲击水坝底部的冲击力，但落在水面上的水流能够与浮板4浮动引起的波浪形成一定的抵消作用，从而降低波浪拍打到水坝1上的作用力。

参照图2，抗压板4的上表面开设有进水孔41，进水孔41间隔布满抗压板4的上表面。水流冲击抗压板4上时，因为抗压板4不平整的表面，能够减少水流的飞溅，,降低水流冲击在抗压板4上的击打声。

参照图3，进水孔41没有贯穿抗压板4，进水孔41的下端位于抗压板4内。进水孔41的下端连通有蓄水孔42，蓄水孔42的中轴线呈水平状态，所以进水孔41竖向延伸，蓄水孔42横向延伸，进水孔41和蓄水孔42形成L型。

参照图3和图4，抗压板4的外周侧边缘开设有出水孔43，出水孔43沿看抗压板4的轮廓均匀间隔分布。相邻蓄水孔42之间连通有连通孔44，出水孔43与连通孔44连通。当水流冲击到抗压板4上时，水流通过进水孔41进入蓄水孔42内，蓄水孔42内的水再经过连通孔44从排水孔流出，从而使抗压板4的周侧形成有水帘再落在水面上。抗压板4的横截面积大于浮板5的横截面积，浮板5在水帘内。因为抗压板4将压力传递到浮板5上时，会驱使浮板5上下浮动板，从而使浮板5会引起水面产生波浪。波浪打在水帘上时，波浪能够与水帘击打在水面上的水花形成抵消，从而减少由浮板5产生的波浪击打在水坝1侧壁上，能够好地保护水坝1，延长水坝1的寿命。

因为两抗压板4之间留有间隙，所以水流能够充分地击打在水面上。相邻两浮板5之间形成的波浪能够通过水花被抵消。向下冲击的水流中有一部分穿过抗压板4之间的间隙击打在水面上，能够减少抗压板4承受的压力，还能通过击打水面对波浪起抵消的作用。

参照图2，水坝1下游的底部上固定连接有导向杆8，抗压板4上下滑动安装于导向杆8上。导向杆8引导抗压板4上下移动，从而使浮板5也更好地上下移动，减少浮板5飘荡的情况。因为相邻浮板5之间连接的是弹性绳6，所以相邻浮板5之间的间距能够稍微改变，向下冲击的水流也可能冲击在浮板5上时，飞溅的水花也能够与波浪起一些抵消作用。

参照图2，当浮板5安装在导向杆8上时，导向杆8的顶端上固定连接有限位块9，从而能够使抗压板4不能被浮板5向上托举而离开导向杆8。

需要说明的是，抗压板4呈两半式结构，形成一个整体的抗压板4时，蓄水孔42、出水孔43以及流通孔44的横截面为圆形。一半的抗压板4上开设有进水孔41、横截面为半圆结构的蓄水孔42、横截面为半圆结构的连通孔44以及横截面为半圆结构的出水孔43，另一半的抗压板4上开设有横截面为半圆结构的蓄水孔42、横截面为半圆结构的连通孔44以及横截面为半圆结构的出水孔43。

本申请实施例一种水坝坝体保护结构的实施原理为：

当水坝1放水时，部分水流积存在水坝1下游上使浮板5上升，向下冲击的水流击打在抗压板4上，上浮的浮板5承受水流的压力，从而减少水流直接冲击水坝1底部的情况，击打在抗压板4上的水流能够形成水帘落在水面上，浮板5产生的波浪与水帘击打在水面上的水花形成抵消，从而减少波浪击打在水坝1侧壁上的情况，从而提高的水坝1抗冲击的性能，延长了水坝1的寿命。

本实施例还公开了一种水坝坝体保护结构的施工方法。

一种根据上面所述的水坝1坝体保护结构的施工方法，包括以下步骤，

安装用于抗水压的抗压板4，抗压板4上的进水孔41、蓄水孔42、连通孔44以及出水孔43为预制好的，将若干个抗压板4固定安装在一起，相邻两抗压板4之间留有供水流通过的间隙；

安装漂浮于水面上的浮板5，将若干个浮板5通过弹性绳6连接在一起，相邻浮板5之间留有供水流通过的间隙；

将抗压板4和浮板5连接在一起，若干个抗压板4中的首尾两抗压板4连接有连杆7，若干个浮板5中的首尾两浮板5通过连杆7与抗压板4连接在一起，抗压板4之间的间隙小于浮板5之间的间隙，浮板5位于抗压板4下方，且浮板5的横截面小于抗压板4的横截面；

在水坝1的下游处固定连接若干个用于引导抗压板4上下移动的导向杆8，将首尾两抗压板4滑动安装于导向杆8上；

当抗压板4安装在导向杆8上后，在导向杆8的顶端上固定连接有限位块9。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种水坝坝体保护结构，其特征在于：安装于水坝（1）靠近下游的底部上，包括抗压板（4）以及位于抗压板（4）下方的浮板（5），所述抗压板（4）和浮板（5）之间连接有连杆（7），所述浮板（5）的横截面面积小于抗压板（4）的横截面面积，所述抗压板（4）的上表面分布有若干个进水孔（41），所述进水孔（41）的下端位于抗压板（4）内，所述进水孔（41）的下端连通有蓄水孔（42），所述蓄水孔（42）的中轴线呈水平状态，所述蓄水孔（42）的另一端远离进水孔（4 1）；所述抗压板（4）的外侧壁开设有出水孔（43），所述出水孔（43）沿抗压板（4）的周侧间隔分布，相邻两蓄水孔（42）之间连接有连通孔（44），出水孔（43）通过连通孔（44）与蓄水孔（42）形成连通关系；

所述水坝（1）的坝体靠近下游的一侧间隔浇筑有混凝土围挡（2），相邻两混凝土围挡（2）之间形成一个腔室（3），每个腔室（3）内均安装有抗压板（4）和浮板（5）；

一个腔室（3）内的抗压板（4）设置有若干个，所述抗压板（4）之间相互连接且相邻压板之间留有间隙；

所述浮板（5）也设置有若干个，相邻两浮板（5）之间间隔连接，相邻浮板（5）之间的间隔位于相邻压板之间的间隔下方；

相邻浮板（5）之间的间隙大于相邻抗压板（4）之间的间隙；

所述水坝（1）下游的底部上固定连接有导向杆（8），所述抗压板（4）上下滑动安装于导向杆（8）上；

相邻浮板（5）之间连接有弹性绳（6），所述连杆（7）位于首尾两块抗压板（4）上。

2.根据权利要求1所述的一种水坝坝体保护结构，其特征在于：所述导向杆（8）的顶端设置有限位块（9）。

3.一种根据权利要求2所述的水坝坝体保护结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤，

安装用于抗水压的抗压板（4），抗压板（4）上的进水孔（41）、蓄水孔（42）、连通孔（44）以及出水孔（43）为预制好的，将若干个抗压板（4）固定安装在一起，相邻两抗压板（4）之间留有供水流通过的间隙；

安装漂浮于水面上的浮板（5），将若干个浮板（5）通过弹性绳（6）连接在一起，相邻浮板（5）之间留有供水流通过的间隙；

将抗压板（4）和浮板（5）连接在一起，若干个抗压板（4）中的首尾两抗压板（4）连接有连杆（7），若干个浮板（5）中的首尾两浮板（5）通过连杆（7）与抗压板（4）连接在一起，抗压板（4）之间的间隙小于浮板（5）之间的间隙，浮板（5）位于抗压板（4）下方，且浮板（5）的横截面小于抗压板（4）的横截面；

在水坝（1）的下游处固定连接若干个用于引导抗压板（4）上下移动的导向杆（8），将首尾两抗压板（4）滑动安装于导向杆（8）上；

当抗压板（4）安装在导向杆（8）上后，在导向杆（8）的顶端上固定连接有限位块（9）。

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