CN115354629A - 一种水电站用防洪结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水电站用防洪结构，涉及水电站防洪技术领域。一种水电站用防洪结构，包括防洪坝，所述防洪坝朝向河道上游方向设置有缓冲坝，缓冲坝朝向上游一侧设置有消能堤，消能堤通过底部设置的多个加固桩设置于河床之内，消能堤与缓冲坝之间通过连接桥相连接，连接桥顶部铺设有一面减速凸块。本发明通过溢流、消能和水势冲击消能三种方式减少洪水对下游造成的影响，通过逐步的消能，减少水势对下游的冲击，降低洪水对下游的影响，以双层消能和防洪坝的阻拦降低水势对防洪坝的冲击，既能够减少洪水对该防洪结构的损伤也能够降低洪水对下游的冲击，也能够以多重的保险措施，减少洪水危害。

Description

一种水电站用防洪结构

技术领域

本发明涉及水电站防洪技术领域，具体为一种水电站用防洪结构。

背景技术

水电站由水力系统、机械系统和电能产生装置等组成，是实现水能到电能转换的水利枢纽工程，水电站通常与坝体相结合。

授权公告号为CN213389967U的一种用于河道湖泊水体的消能坝公开了消能单体上设有两个长条形的开槽形成第一水道和第二水道；改向弯的上下两端设有向前延伸的水平开槽，改向弯上下两端的水平开槽分别和第二水道、第一水道连接，且改向弯上下端分别和第二水道、第一水道相切，改向弯的水平开槽和第二水道的接触位置形成一汇流口，汇流口上方设有一垂直向上的通槽形成出水槽；本实用新型的有益效果是：用三重消能方式对急流或者浪潮较大的水流进行消能，进一步提高消能效率。

该消能坝适用于上下游落差加大的河道胡泊，在低势河道较宽的水域该消能坝的建造会阻碍上游洪水的泄洪，上游河水也难以进入内部的第一水道和第二水道等，防洪作用不明显，为此，本发明提出一种水电站用消能防洪结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水电站用防洪结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水电站用防洪结构，包括防洪坝，所述防洪坝朝向河道上游方向设置有缓冲坝，缓冲坝朝向上游一侧设置有消能堤，消能堤通过底部设置的多个加固桩设置于河床之内，消能堤与缓冲坝之间通过连接桥相连接，连接桥顶部铺设有一面减速凸块；

防洪坝一侧固定连接有蓄水堤坝，蓄水堤坝一侧固定连接有缓冲堤，其中，防洪坝中部开设有多个泄洪口，蓄水堤坝的高度低于泄洪口高度。

优选的，所述防洪坝一侧设置为弧形，且弧形面向河道上游方向内拱，防洪坝顶部开设有低流凹道二。

优选的，所述消能堤与缓冲坝之间设置有桥接钢筋，桥接钢筋设置于连接桥内，其中，连接桥设置缓冲坝和消能堤上段部位，连接桥的高度高于泄洪口的高度。

优选的，所述消能堤顶部开设有低流凹道一，消能堤呈直角梯形状设置，消能堤斜面朝向河道上游方向，且斜面一侧设置有阶梯减速凸起。

优选的，每百米长所述消能堤底部至少设置三个加固桩，每个加固桩直径不小于五米，所述加固桩之间设置有钢丝锁链形成的阻拦网。

优选的，所述蓄水堤坝一面通过钢筋混凝土浇注连接于防洪坝一侧，蓄水堤坝一侧与防洪坝弧形面契合，蓄水堤坝中部开设有蓄水凹槽，蓄水堤坝朝向河道下游一侧固定连接有阶梯消能凸起。

优选的，所述阶梯消能凸起与缓冲堤一体成型，且阶梯消能凸起与防洪坝弧形面相适配，阶梯消能凸起的高度不低于蓄水堤坝顶面高度。

优选的，所述缓冲堤中部开设有多个泄流通孔，泄流通孔贯穿缓冲堤与蓄水堤坝内部相连通，泄流通孔末端的高度低于蓄水堤坝内部平面高度。

优选的，所述消能堤顶部的低流凹道一、连接桥和防洪坝顶面低流凹道二位于同一平面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该水电站用防洪结构通过防洪坝、消能堤和缓冲堤等的设置，且消能堤至缓冲堤之间的落差较小，能够适用于低势河道较宽的流域，并且上游水流不论是在正常状态还是洪水状态下，均能够有效的保证水流的流通，降低水流积蓄于上游部位，对河道上游造成不利影响，同时降低洪水对防洪坝和下游河道的冲击，起到良好的保护作用。

同时，该水电站用防洪结构通过溢流、消能和水势冲击消能三种方式减少洪水对下游造成的影响，通过逐步的消能，减少水势对下游的冲击，降低洪水对下游的影响，以双层消能和防洪坝的阻拦降低水势对防洪坝的冲击，既能够减少洪水对该防洪结构的损伤也能够降低洪水对下游的冲击，也能够以多重的保险措施，减少洪水危害。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的左轴侧结构示意图；

图3为本发明的防洪堤、蓄水堤坝和缓冲堤位置结构示意图；

图4为本发明的消能堤结构示意图。

图中：1、防洪坝；2、蓄水堤坝；3、缓冲堤；4、消能堤；5、连接桥；6、低流凹道一；7、低流凹道二；8、减速凸块；9、泄洪口；10、桥接钢筋；11、缓冲坝；12、阶梯减速凸起；13、阻拦网；14、阶梯消能凸起；15、蓄水凹槽；16、泄流通孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件所必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部件的尺寸并不按照实际的比例关系绘制，例如某些层的厚度或宽度可以相对于其他层有所夸大。

应注意的是，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义或说明，则在随后的附图的说明中将不需要再对其进行进一步的具体讨论和描述。

如图1至图4所示，本发明提供一种技术方案：一种水电站用防洪结构，包括防洪坝1，防洪坝1朝向河道上游方向设置有缓冲坝11，缓冲坝11朝向上游一侧设置有消能堤4，消能堤4通过底部设置的多个加固桩设置于河床之内，消能堤4与缓冲坝11之间通过连接桥5相连接，连接桥5顶部铺设有一面减速凸块8，溢流、消能和水势冲击消能三种方式减少洪水对下游造成的影响，通过逐步的消能，减少水势对下游的冲击，降低洪水对下游的影响，以双层消能和防洪坝1的阻拦降低水势对防洪坝1的冲击，既能够减少洪水对该防洪结构的损伤也能够降低洪水对下游的冲击。

如图1至图4所示，为保证该实施例的顺利实施，需要了解的是，防洪坝1一侧设置为弧形，且弧形面向河道上游方向内拱，防洪坝1顶部开设有低流凹道二7，通过该结构的设计，能够增加防洪坝1朝上游方向的结构强度，增加防洪坝1的抗冲击能力，并且当洪水上溢时，洪水漫过防洪坝1处能够在低流凹道二7的设置下减少流速，降低向下游的势能。

如图1至图4所示，关于该方案需要了解的是，消能堤4与缓冲坝11之间设置有桥接钢筋10，桥接钢筋10设置于连接桥5内，其中，连接桥5设置缓冲坝11和消能堤4上段部位，连接桥5的高度高于泄洪口9的高度。

如图1至图4所示，为保证该实施例的顺利实施，需要知道的是，消能堤4顶部开设有低流凹道一6，消能堤4呈直角梯形状设置，消能堤4斜面朝向河道上游方向，且斜面一侧设置有阶梯减速凸起12，通过该结构的设置，洪水在向防洪坝1冲击时，消能堤4能够阻挡洪水抵消大量的势能，其通过底部的加固桩和与防洪坝1主坝体的连接能够增强消能堤4的抗冲击能力，在经过消能堤4消能后，洪水向防洪坝1冲击，缓冲坝11为防洪坝1减少大量的冲击势能，对防洪坝1起到一定的保护作用。

如图1至图4所示，更进一步的，每百米长消能堤4底部至少设置三个加固桩，每个加固桩直径不小于五米，加固桩之间设置有钢丝锁链形成的阻拦网13，通过阻拦网13的设置，能够阻拦上游洪水裹挟而下的土块，降低土块对防洪坝1的冲击以及对下游河道的破坏。

如图1至图4所示，另外，关于该方案还需要了解的是，蓄水堤坝2一面通过钢筋混凝土浇注连接于防洪坝1一侧，蓄水堤坝2一侧与防洪坝1弧形面契合，蓄水堤坝2中部开设有蓄水凹槽15，蓄水堤坝2朝向河道下游一侧固定连接有阶梯消能凸起14，该结构的设置使得水势从上游向下冲击时，砸在缓冲堤3上，对水势进行卸能，随后大量的水流入蓄水凹槽15内并通过泄流通孔16向下游流去，经过冲击消能能够减少水流对下游冲击的情况。

如图1至图4所示，为保证该实施例的顺利实施，需要知道的是，阶梯消能凸起14与缓冲堤3一体成型，且阶梯消能凸起14与防洪坝1弧形面相适配，阶梯消能凸起14的高度不低于蓄水堤坝2顶面高度，上游水在经过防洪坝1后能够充分的冲击与阶梯消能凸起14降低水势向下游的冲击。

如图1至图4所示，更进一步的，缓冲堤3中部开设有多个泄流通孔16，泄流通孔16贯穿缓冲堤3与蓄水堤坝2内部相连通，泄流通孔16末端的高度低于蓄水堤坝2内部平面高度，关于该方案需要了解的是，消能堤4顶部的低流凹道一6、连接桥5和防洪坝1顶面低流凹道二7位于同一平面。

消能堤4施工需包含以下步骤：筑坝截流，在筑坝区域顺水方向截流大于河道宽度三倍以上断水区域，将建坝区域内的河道淤泥全部清理，在消能堤4建造区域开设相应的筑基孔；

在浇注前应将模板内的垃圾、泥土和钢筋上的杂物进行清理，并检查钢筋的保护层垫块是否完好，垫块是否合乎安全规范要求再进行消能堤4底部加固桩的浇注；

在浇注混凝土时应当分段分层连续进行，加固桩单次浇注的厚度应当根据混凝土的供应能力，一次浇注方量、混凝土初步凝固时间、结构特点和钢筋疏密综合考虑，浇筑混凝土应连续进行，如必须间歇，其间歇时间应尽量缩短，并应在前层棍凝土初凝之前，将次层混凝土浇筑完毕；

间歇的最长时间应按所用水泥品种、气温及混凝土凝结条件确定，一般超过两小时应按施工缝处理(当混凝土的凝结时间小于两小时时，则应当执行混凝土的初凝时间)；

浇筑混凝土时应经常观察模板、钢筋、预留孔洞、预埋件和插筋等有无移动、变形或堵塞情况，发现问题应立即处理，并应在已浇筑的混凝土初凝前修正完好，混凝土浇筑完毕后，应在小时以内加以覆盖和浇水，浇水次数应能保持混凝土有足够，润湿状态，养护期一般不少于七天，以保证消能堤4 的强度。

缓冲坝11的施工方法包含以下步骤：将筑坝截流的区域扩大至防洪坝1 区域，将建坝区域内的河道淤泥全部清理；

制作钢筋模板，模板的厚度需要通过水准仪测量控制；

然后浇筑下层混凝土，浇筑时，将钢筋的下端埋入到所述下层混凝土中，钢筋的上端从所述下层混凝土中伸出，在所述第一钢筋上固定第二钢筋或扁钢，从而形成高程控制带，高程控制带设置有两条及以上；

通过钢筋和内部高程控制带保证缓冲坝11整体和顶面的强度，在上层混凝土稳定之后，将高程控制带拆除在补充混凝土抹面，将斜面段做出来，上层混凝土从曲面段的最低点开始浇筑，再往所述曲面段的更高的两侧浇筑，上层混凝土由下至上分层摊铺，每层均振捣。

该水电站防洪结构通过溢流、消能和水势冲击消能三种方式减少洪水对下游造成的影响，正常状态下，该防洪结构通过防洪坝1对水势进行一定的阻挡，并通过防洪坝1的泄洪口9进行泄水动作，水势从上游向下冲击，砸在缓冲堤3上，对水势进行卸能，随后大量的水流入蓄水凹槽15内并通过泄流通孔16向下游流去，经过冲击消能能够减少水流对下游冲击的情况；

当该水电站防洪结构进行泄洪工作时，水流在河道内上溢，大量洪水首先会冲击消能堤4，经过消能堤4减少大量的势能，消能堤4通过底部的加固桩和与防洪坝1主坝体的连接能够增强消能堤4的抗冲击能力，在经过消能堤4消能后，洪水向防洪坝1冲击，缓冲坝11为防洪坝1减少大量的冲击势能，对防洪坝1起到一定的保护作用，水势从上游向下冲击，砸在缓冲堤3 上，对水势进行卸能，随后大量的水流入蓄水凹槽15内并通过泄流通孔16 向下游流去，经过冲击消能能够减少水流对下游的情况；

该防洪结构用于低势宽河道流域，洪水超过河道的负载时，洪水上溢并漫过防洪坝1和消能堤4，经过低流凹道一6、低流凹道二7和减速凸块8降低水流的冲击，同时防洪坝1、蓄水堤坝2和缓冲堤3同样起到消能的作用，降低水流对下游的影响。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种水电站用防洪结构，包括防洪坝(1)，其特征在于：所述防洪坝(1)朝向河道上游方向设置有缓冲坝(11)，缓冲坝(11)朝向上游一侧设置有消能堤(4)，消能堤(4)通过底部设置的多个加固桩设置于河床之内，消能堤(4)与缓冲坝(11)之间通过连接桥(5)相连接，连接桥(5)顶部铺设有一面减速凸块(8)；

防洪坝(1)一侧固定连接有蓄水堤坝(2)，蓄水堤坝(2)一侧固定连接有缓冲堤(3)，其中，防洪坝(1)中部开设有多个泄洪口(9)，蓄水堤坝(2)的高度低于泄洪口(9)高度。

2.根据权利要求1所述的一种水电站用防洪结构，其特征在于：所述防洪坝(1)一侧设置为弧形，且弧形面向河道上游方向内拱，防洪坝(1)顶部开设有低流凹道二(7)。

3.根据权利要求1所述的一种水电站用防洪结构，其特征在于：所述消能堤(4)与缓冲坝(11)之间设置有桥接钢筋(10)，桥接钢筋(10)设置于连接桥(5)内，其中，连接桥(5)设置缓冲坝(11)和消能堤(4)上段部位，连接桥(5)的高度高于泄洪口(9)的高度。

4.根据权利要求1所述的一种水电站用防洪结构，其特征在于：所述消能堤(4)顶部开设有低流凹道一(6)，消能堤(4)呈直角梯形状设置，消能堤(4)斜面朝向河道上游方向，且斜面一侧设置有阶梯减速凸起(12)。

5.根据权利要求1所述的一种水电站用防洪结构，其特征在于：每百米长所述消能堤(4)底部至少设置三个加固桩，每个加固桩直径不小于五米，所述加固桩之间设置有钢丝锁链形成的阻拦网(13)。

6.根据权利要求1所述的一种水电站用防洪结构，其特征在于：所述蓄水堤坝(2)一面通过钢筋混凝土浇注连接于防洪坝(1)一侧，蓄水堤坝(2)一侧与防洪坝(1)弧形面契合，蓄水堤坝(2)中部开设有蓄水凹槽(15)，蓄水堤坝(2)朝向河道下游一侧固定连接有阶梯消能凸起(14)。

7.根据权利要求6所述的一种水电站用防洪结构，其特征在于：所述阶梯消能凸起(14)与缓冲堤(3)一体成型，且阶梯消能凸起(14)与防洪坝(1)弧形面相适配，阶梯消能凸起(14)的高度不低于蓄水堤坝(2)顶面高度。

8.根据权利要求1所述的一种水电站用防洪结构，其特征在于：所述缓冲堤(3)中部开设有多个泄流通孔(16)，泄流通孔(16)贯穿缓冲堤(3)与蓄水堤坝(2)内部相连通，泄流通孔(16)末端的高度低于蓄水堤坝(2)内部平面高度。

9.根据权利要求1所述的一种水电站用防洪结构，其特征在于：所述消能堤(4)顶部的低流凹道一(6)、连接桥(5)和防洪坝(1)顶面低流凹道二(7)位于同一平面。

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