CN206625199U - 一种退水隧洞进口 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种退水隧洞进口,包括与竖井底部连通的水平段、与水平段下游端连通的逆向斜坡段，所述水平段的顶部高程不高于逆向斜坡段下游端的底板高程。本实用新型能够确保退水隧洞进口始终充满水体，水流始终保持有压流流态，避免激溅和弹射水体拍击退水隧洞进口顶部，有利于退水隧洞混凝土结构的安全。

Description

一种退水隧洞进口

技术领域

本实用新型属于水利水电工程竖井溢洪道的泄洪消能领域,具体涉及一种退水隧洞进口。

背景技术

竖井溢洪道用于水利水电工程的泄洪消能，如图1所示，其主要组成部分为：竖井1、消力井2及退水隧洞3，退水隧洞3与竖井1连接。

竖井溢洪道的水流经过溢流堰，在溢流堰曲线下端形成高速水流；水流在竖井1中跌落，与空气发生剪切和卷吸作用，挟带大量的气体射入竖井1底部的水体中，引发激烈的碰撞、剪切和掺混，消刹大量的能量；水流在竖井1内以明流、明满流交替或有压流的方式进入退水隧洞，再流入下游河渠。

从竖井1内水流的运动轨迹分析，由于竖井1的壁面对水流具有刚性的侧向约束力，水流的流入与流出发生在同一个空间位置上，水流不可避免地会产生正面冲撞，从而导致水流强烈的激溅和弹射。激溅和弹射的水体拍击退水隧洞进口区段的顶部，对洞顶混凝土结构带来不利影响。

另外,对本案涉及的技术术语做出如下解释：

退水隧洞进口：是指退水隧洞入水的那一区域段，该区域段与退水隧洞洞身段连接。

实用新型内容

为了解决激溅和弹射水体拍击退水隧洞进口顶部的问题，本实用新型旨在提供一种退水隧洞进口，有利于退水隧洞进口区段混凝土结构的安全，同时使得退水隧洞水流流态平稳顺畅。

本实用新型解决问题的技术方案是：一种退水隧洞进口,包括与竖井底部连通的水平段、与水平段下游端连通的逆向斜坡段，所述水平段的顶部高程不高于逆向斜坡段下游端的底板高程。

上述方案中，水平段起到使水流转向以及缓冲和消能作用，逆向斜坡段可提高下游水位，增大水深。水平段的顶部高程不高于逆向斜坡段下游端的底板高程（即退水隧洞洞身段的底板高程），确保退水隧洞进口区域充满水体，水流始终保持有压流流态，避免了激溅和弹射水体拍击退水隧洞进口顶部。同时，竖井下部和退水隧洞进口始终存留一定深度的水体，可用于消能，消能效果完全等同于消力井，因此不用再设置消力井。

进一步的，在逆向斜坡段的下游端连接并连通有压坡段，所述压坡段的上游端的断面面积大于压坡段的下游端的断面面积，压坡段的下游端与退水隧洞洞身段连接并连通。

该进一步改进的方案中，逆向斜坡段与压坡段具有对水的流态进行调整的作用，可以使得退水隧洞水流流态平稳顺畅。

更进一步的，所述压坡段的顶部为倾斜面，在上游至下游方向上逐渐向下倾斜，压坡段的断面面积从上游端至下游端逐渐减小。

该进一步改进的方案中，顶部设置倾斜面的目的在于控制竖井内的水位。

为避免有压进口段的气泡发生震荡或气爆现象，一种优选的方案中，所述压坡段顶部设有第一排气管，第一排气管的进口与压坡段上游端的顶部连通，第一排气管的出口与水隧洞洞身段的顶部连通。该种方案的第一排气管设计适用于退水隧洞为明流洞的情况，第一排气管能够排除气体，平衡压坡段上、下游端的气压，避免水体内部突然的压力变化。

另一种优选的方案中，所述压坡段顶部设有出口与大气连通的第二排气管，第二排气管的进口与压坡段上游端的顶部连通。该种方案的第二排气管设计适用于退水隧洞为有压洞的情况，第二排气管能够及时排除气体。

进一步的，所述逆向斜坡段的底板为阶梯面，或齿坎面。这样的设计能够更好的调整水流，使水流流态更平稳。

本实用新型能够确保竖井下部和退水隧洞进口始终充满水体，水流始终保持有压流流态，避免了激溅和弹射水体拍击退水隧洞进口顶部，有利于退水隧洞混凝土结构的安全。竖井下部和退水隧洞进口始终存留一定深度的水体，可用于消能，不需要设置消力井。

同时，逆向斜坡段与压坡段的调整作用，可以使得退水隧洞水流流态平稳顺畅。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1为现有的竖井溢洪道剖视图。

图2为实施例1一种形式的退水隧洞进口剖视图。

图3为实施例1另一种形式的退水隧洞进口剖视图。

图4为实施例2退水隧洞进口剖视图。

图中：1-竖井，2-消力井，3-退水隧洞，21-水平段，22-逆向斜坡段，23-压坡段，24-第一排气管，25-洞身段,26-第二排气管。

具体实施方式

实施例1

如图2所示，一种退水隧洞进口,包括与竖井1底部连通的水平段21、与水平段21下游端连通的逆向斜坡段22。在逆向斜坡段22的下游端连接并连通有压坡段23。所述压坡段23的上游端的断面面积大于压坡段23的下游端的断面面积，压坡段23的下游端与退水隧洞洞身段25连接并连通。

所述压坡段23的顶部为倾斜面，在上游至下游方向上逐渐向下倾斜，压坡段23的断面面积从上游端至下游端逐渐减小。

所述水平段21的顶部高程不高于逆向斜坡段22下游端的底板高程（即退水隧洞洞身段25的底板高程）。

所述压坡段23顶部设有第一排气管24，第一排气管24的进口与压坡段23上游端的顶部连通，第一排气管24的出口与退水隧洞洞身段25的顶部连通。该第一排气管24的设计适用于退水隧洞为明流洞的情况，第一排气管24能够排除气体，平衡压坡段上、下游端的气压，避免水体内部突然的压力变化。

所述逆向斜坡段22的底板可以设计为多种结构形式，如图3所示为阶梯面，阶梯高为1.0m、宽为2.0m。

或者还可以为齿坎面。

具体的，竖井1采用直径为4m的圆形竖井。退水隧洞进口的水平段21、逆向斜坡段22和退水隧洞洞身段25均为城门洞型断面，宽和高均为4m，拱高为1m。压坡段23长度5m，其下游端高度1m。第一排气管24直径0.2m。

实施例2

如图4所示,重复实施例1，所不同的是排气管的结构不同，当退水隧洞为有压洞时，所述压坡段23顶部设有出口与大气连通的第二排气管26，第二排气管26的进口与压坡段23上游端的顶部连通。第二排气管26将气体直接排至大气。

Claims (6)

1.一种退水隧洞进口,其特征在于：包括与竖井（1）底部连通的水平段（21）、与水平段（21）下游端连通的逆向斜坡段（22），所述水平段（21）的顶部高程不高于逆向斜坡段（22）下游端的底板高程。

2.根据权利要求1所述的退水隧洞进口，其特征在于：在逆向斜坡段（22）的下游端连接并连通有压坡段（23），所述压坡段（23）的上游端的断面面积大于压坡段（23）的下游端的断面面积，压坡段（23）的下游端与退水隧洞洞身段（25）连接并连通。

3.根据权利要求2所述的退水隧洞进口，其特征在于：所述压坡段（23）的顶部为倾斜面，在上游至下游方向上逐渐向下倾斜，压坡段（23）的断面面积从上游端至下游端逐渐减小。

4.根据权利要求2所述的退水隧洞进口，其特征在于：所述压坡段（23）顶部设有第一排气管（24），第一排气管（24）的进口与压坡段（23）上游端的顶部连通，第一排气管（24）的出口与退水隧洞洞身段（25）的顶部连通。

5.根据权利要求2所述的退水隧洞进口，其特征在于：所述压坡段（23）顶部设有出口与大气连通的第二排气管（26），第二排气管（26）的进口与压坡段（23）上游端的顶部连通。

6.根据权利要求1所述的退水隧洞进口，其特征在于：所述逆向斜坡段（22）的底板为阶梯面，或齿坎面。