CN1236039A - 泄洪水坝 - Google Patents

Abstract

一种专用于排水泄洪作用的泄洪水坝或水坝的泄洪段,其特点在于坝体的底部构建有若干泄洪涵洞,每个泄洪涵洞的两端口分别设有闸门,使泄洪涵洞成为一个封闭的系统,在坝体上设有抽水孔通到泄洪涵洞之中,可通过它抽干涵洞中的水以便进行维护,本发明还设计了符合流体力学原理的闸门结构及其升降系统。本泄洪水坝在平时及非常时期都能快速泄洪排水,可在较短时间将水库的水位降至安全的水平上,并具有清淤排沙能力。

Description

泄洪水坝

本发明涉及专用于排水泄洪作用的泄洪水坝或者水坝中的泄洪段的设计。

传统的水坝为解决在非常时期(如发生大洪水)的排水泄洪问题，都需构筑一段泄洪水坝(或称水坝的泄洪段)，该泄洪水坝或泄洪段的排水泄洪主要是由设置在坝顶的泄洪口来完成的。由坝顶的泄洪口进行排水泄洪的主要缺点一是排水泄洪速度慢；二是泄洪口以下的水不能从泄洪口排出，若在非常时期(如大洪水、地震等)需排走泄洪口以下水位的水，则只能通过水坝的其它非专设渠道(如船闸、发电部位等)来完成，要使这些非专设渠道适应排水要求，势必大大提高这类设施的技术要求；三是这种泄洪坝缺乏排沙能力，库区累积于坝底的泥沙不能通过泄洪口排出，需经常采用人工的办法进行清淤排沙，工作繁重。

本发明的目的是为解决传统水坝所存在的上述问题而设计一种在平时以及非常时期均能进行快速泄洪排水，可在较短时间内将水库的水位降至安全的水平上，并具有清淤排沙能力的专用于排水泄洪作用的泄洪水坝或水坝的泄洪段。

本发明所构建的泄洪水坝或水坝的泄洪段，其特点在于坝体的底部构建若干个泄洪涵洞，在每个泄洪涵洞的两端(进水端和出水端)分别设置闸门，同时在坝体上设有抽水孔通到泄洪涵洞之中。当两端闸门打开时，水流将以V=2gh(V为水速，h为水坝的水位高度，g为重力加速度)的流速快速流过涵洞，水坝的水位越高，泄洪排水的速度越快，由于泄洪涵洞开于坝底，而且有极高水流速，坝底的泥沙将被水流冲刷带走，从而达到清淤排沙的目的。当两端闸门关闭时，水坝不再排水，同时泄洪涵洞形成一个封闭的体系，这时在必要时可通过坝体上的抽水孔把涵洞中的水抽干，以便对涵洞内部进行维修，由于流过涵洞的水流极快，水流和泥沙对会涵洞冲刷造成磨损，这种维修是必要的。为了提高涵洞耐水流泥沙冲刷的强度，必须在泄洪涵洞的底部和内壁铺设耐磨层。

本发明所说的闸门采用由闸门本体、顶闸板和两侧闸板组成“门框”形栏水闸门，其顶闸板和两侧闸板可相对于闸门本体作开合或伸缩移动。

上述闸门关闭时，闸门本体降落从正面挡在泄洪涵洞端口，闸门本体与泄洪涵洞的坝体端面留有间隙，再通过移动顶闸板和两侧闸板来封闭该间隙，完成对泄洪涵洞端口的隔水封闭。由于闸门本体设计成不与坝体直接接触，留有一定的间隙，这样，在放下闸门时，因闸门本体的迎水和背水面的静压力相等，水的静压力将表现为不阻碍闸门运动；而闸门正面所承受的动压力，由于间隙处有水不断流入，这两者(正面水流和侧面水流)对闸门运动所产生的阻力将有部分相抵消，因而实际上只要借助闸门的重力就可以达到关闸的目的。

上述闸门本体和顶闸板可采用拉索升降结构运行，其中闸门本体由拉索系统和升降装置牵引通过闸门升降导轨柱和导轮作升降运行，顶闸板也由拉索系统牵引作开合运行。所说的两侧闸板可采用内藏于闸门本体的结构，由活塞式驱动从闸门本体中向外伸缩。两侧闸板伸缩移动可由电动或液压驱动。

本发明可将闸门本体设计成空腔式，并设置对该空腔的进排水装置，通过向闸门本体的空腔中储水或排水，调节闸门的重量，以适应闸门升降运行的需要，向该空腔储水时，可打开闸门本体上的进水装置向空腔中自动进水，也可用人工的方式泵入；排水则是往闸门本体的空腔中充气或加压，即可达到排水目的。

为提高闸门与泄洪涵洞端口的密封度，所说的闸门各部分与坝体的封接部位须镶嵌密封材料。

本发明的泄洪水坝集泄洪排水与冲沙排淤功能于一体，其结构和设备的设计符合流体力学的原理，运行安全可靠，易于控制。本泄洪水坝易于施工和维修，造价低廉，适于在各种类型的水库大坝中应用。

以下为本发明实施例的图而说明：

图1为本泄洪水坝的顶面俯视图；

图2为图1的1-1向(泄洪水坝的进水端面)剖视图；

图3为图1的2-2向(泄洪水坝的出水端面)剖视图；

图4为图1的3-3向剖视图；

图5为图1的4-4向剖视图；

图6为本泄洪水坝的闸门部分的正面结构示意图；

图7为图6的顶面俯视图；

图8为图7的5-5向剖视图；

图9为图7的6-6向剖视图；

图10为图8的7-7向剖视图。

图中，8为泄洪涵洞，9为泄洪涵洞耐磨层，10为坝体，11、12、13分别为坝体结构的支撑梁、柱和肋，14为闸门的升降拉索系统，15为升降装置，16为前(进水端)闸门，17为后(出水端)闸门，18为抽水孔，19为坝体中的加强梁柱，20为闸门本体的进水排水管，21为闸门本体的进排水装置，22为进气排气管，23为侧闸板，24为侧闸板驱动装置，25为顶闸板，26为闸门本体，27为闸门本体中的加强筋板，28为闸门导轮，29为闸门升降导轨柱。

以下结合附图对本发明实施例的结构细节作进一步的详细说明：

本泄洪水坝主要特点是在坝体10的下部构建若干个泄洪涵洞8，泄洪涵洞的数目根据水坝大小等实际情况设计，由于坝底有涵洞，将涵洞上方的坝体设计成空腔式，以减少混凝土的浇筑量，坝体由支撑梁11、柱12及肋13等予以加固，坝体空腔中由加强梁柱19强化加固，空腔式坝体可设计构建成若干节，每节坝体之下构建一个泄洪涵洞，每节坝体上都设有抽水孔18通到泄洪涵洞之中，泄洪涵洞的进水端口大于出水端口，涵洞的底部和内壁都铺设有耐磨层9(图中涂黑部分)，耐磨层可采用金属材料也可采用非金属材料，每个泄洪涵洞的两端口分别设有一个闸门：位于进水端的前闸门16和位于出水端的后闸门17。所说的闸门(包括前闸门和后闸门)由闸门本体26、顶闸板25和两侧板23组成，闸门本体26与坝体的泄洪涵洞的端口面留有一定间隙，该间隙由闸门本体顶部的顶闸板25旋转开合和内藏于闸门本体中的两侧闸板23向外伸缩移动进行拦水封闭，闸门本体26由拉索系统14和升降装置15牵引通过闸门升降导轨柱29和导轮28作升降运行，顶闸板25也由拉索系统14牵引作开合运行，两侧板23则为活塞式由驱动装置24(可采用电力驱动或液压驱动)驱动作伸缩运行。闸门本体26设计成空腔式，其中用加强筋板27强化加固，闸门本体中设有进水排水管20、进气排气管22和进排水装置21，闸门的各部分与坝体的封接部位都镶嵌有密封材料(如橡胶)。

本泄洪水坝是这样操作运行的，要关闭闸门(包括前后闸门)时，通过进水排水管20或(和)进排水装置21向闸门本体26的空腔中充水，以增加闸门本体的重量，然后通过拉索系统14和升降装置15使闸门沿升降导轨柱29下沉，当闸门本体下沉到底后，驱动顶闸板25和两侧闸板23封住闸门本体与坝体的涵洞端口面之间的间隙，这时泄洪涵洞即可被封住，水坝停止泄洪排水；当要进行泄洪排水时，先开启顶闸板和将侧闸板退缩回闸门本体中，再通过进水排水管20或(和)进排水装置21排走闸门本体26的腔中的水，闸门即能通过拉索系统和升降装置轻易地拉升，从而使泄洪涵洞快速泄洪和清淤排沙。

Claims (8)

1．一种专用于排水泄洪作用的泄洪水坝或水坝的泄洪段，其特征在于坝体的底部构建有若干泄洪涵洞(8)，每个泄洪涵洞的两端分别设有闸门(16、17)，在坝体上设有抽水孔(18)通到泄洪涵洞之中。

2．按权利要求1所述的泄洪水坝或水坝的泄洪段，其特征在于所说的闸门由闸门本体(26)、顶闸板(25)和两侧闸板(23)组成“门框”形栏水闸门，顶闸板(25)和两侧闸板(23)可相对于闸门本体(26)作开合或伸缩移动。

3．按权利要求2所述的泄洪水坝或水坝的泄洪段，其特征在于所说的两侧闸板(23)为活塞式驱动从闸门本体中向外伸缩。

4．按权利要求3所述的泄洪水坝或水坝的泄洪段，其特征在于所说的两侧闸板(23)由电动或液压驱动。

5．按权利要求2所述的泄洪水坝或水坝的泄洪段，其特征在于所说的闸门本体(26)为空腔式，并设有对该空腔的进排水装置。

6．按权利要求2所述的泄洪水坝或水坝的泄洪段，其特征在于所说的闸门本体(26)由拉索系统和升降装置牵引通过升降导轨柱和导轮作升降运行。

7．按权利要求1或2所述的泄洪水坝或水坝的泄洪段，其特征在于所说的闸门各部分与坝体的封接部位镶嵌有密封材料。

8．按权利要求1所述的泄洪水坝或水坝的泄洪段，其特征在于所说的泄洪涵洞(8)的底部和内壁铺设有耐磨层。

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