CN206784336U - 一种防止水利水库泥沙淤积坝体结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防止水利水库泥沙淤积坝体结构，该坝体结构由挡水坝以及设置在挡水坝下游端并与挡水坝连接的框架支撑结构组成；所述框架支撑结构包括设置在挡水坝下游端若干排支撑柱，支撑柱从上到下由若干排X向横梁以及若干排Y向横梁连接形成一个整体框架结构，X向横梁的一端与挡水坝下游端面连接。本实用新型采用钢筋混凝土框架结构大坝代替了现有的实体坝，不仅结构稳定性好，抗震效果显著，而且减少了许多无效子项工程，节约基建投资和加快施工进度。

Description

一种防止水利水库泥沙淤积坝体结构

技术领域

本实用新型涉及一种防止水利水库泥沙淤积坝体结构，属于水利工程技术领域。

背景技术

当前，一切水利(水电)水库工程都是采取在河流主河道上较狭窄处建设大坝截断水流蓄水来实现，这种截断河流的方法建设大坝无法避免水库泥沙淤积。我国现有大、中、小型水库约九万座左右，而处于病态运行的水库竟高达50％，其中许多水库是因泥沙淤积造成，而且随着运行时间延续，水库总有一天会因泥沙淤积到危险高度(高于死库容)而产生种种难以予料的洪水灾害。

“泥沙淤积”在全世界都是一种最普遍常见的自然现象，比如在世界沿海各大江大河在流入大海时，由于流水受海水顶托作用会使其流速变低，在入海口就会逐渐形成大小不等的淤积平原。我国最有名的是长江入海口形成了上海市；黄河改道入渤海，很快因渤海海水顶托黄河含泥沙量很高的流水，淤积形成了东营市。

常言道“水来土掩”，这是数千年来黄河两岸的先祖们修建河堤防止水患灾害的办法。随着历史的延续，逐渐形成了“地上悬河”，河堤是越修越高，河面宽度越修越宽，从而也増加了发生洪水灾害危险性。我国最典型因泥沙淤积造成水利工程变成水害工程就是黄河流域上的三门峡水利工程。众所周知，该工程是建国后“一五”计划首屈一指的大型水利工程，该工程1960年建设到340米高的实体坝试运行，工程耗资巨大，工期较长。然而，因为整个库区泥沙淤积很严重！虽然经多次修改设计施工，对解决泥沙淤积问题无效！最后只好在大坝坝体下开掘两条隧洞对库区排沙减淤，但由于隧洞口排沙减淤存在对周边泥砂有一个受排沙漏斗半径限制，即排沙漏斗半径外的泥沙无法排弃。所以三门峡大坝下的隧洞口只能排除大坝附近淤积的泥沙，对库区中游、上游淤积的泥沙效果不大，只能说仅保住了大坝能安全存在！更为严重的是造成与库区相连的陕西省许多县市洪水灾患不断！仅渭河因三门峡工程形成了6米以上高的地上悬河，每两三年就要发生一次水灾！在2003年因地上悬河垮堤，造成渭南市160万人受灾，直接经济损失4.9亿元！

我国另一个最大的长江三峡水利工程，也因水库大坝提高了蓄水高度，也因库区水的顶托作用，造成远离库区重庆市的嘉陵江入长江口，大量泥沙淤积造成嘉陵江船泊运输困难和重庆市的防洪安全，虽然采取了许多措施，效果并不明显，其原因是缺乏针对性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种防止水利水库泥沙淤积坝体结构，该坝体结构将现在断流修筑的实体大坝采用钢筋混凝土框架结构大坝代替，大坝坝体是空心的，这就有利在大坝下部采取各种排沙减淤措施，特别是水库中游、上游大面积和各标高处点设置有涵管，将泥沙引至大坝前排弃，让大坝永远不会被泥沙淤积，水库库容不减少。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：一种防止水利水库泥沙淤积坝体结构，该坝体结构包括挡水坝以及支撑坝，在挡水坝与支撑坝的顶部设置有坝顶，在由挡水坝、坝顶以及支撑坝包围形成的空间内设置有框架支撑结构。

所述框架支撑结构包括设置在挡水坝与支撑坝之间的若干排支撑柱，支撑柱从上到下由若干排X向横梁以及若干排Y向横梁连接形成一个整体框架结构，X向横梁的两端分别与挡水坝以及支撑坝连接，支撑柱的顶端支撑在坝顶的底部。

所述支撑柱的下端设置有基座。

所述支撑柱、X向横梁以及Y向横梁均为钢筋混凝土结构。

所述坝体结构上倾斜地设置有3根涵管，每根涵管的长度不同， 3根涵管的上游端分别延伸至水库的上、中、下游，其下游端从坝体结构内穿过并搭设在框架支撑结构上。

所述涵管入口与涵管排沙口高度差为7～8米，由于涵管入口与涵管排沙口存在高度差，涵管入口的流速将会比涵管周边流水高许多，而且涵管入口与排沙口高差越大，涵管入口流速就会越高，这样涵管入口周边淤积的泥沙就会在流水推动下，源源不断从涵管被排出。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型采用钢筋混凝土框架结构大坝代替了现有的实体坝，不仅结构稳定性好，抗震效果显著，而且减少了许多无效子项工程，节约基建投资和加快施工进度。

2、本实用新型采用不同长度的涵管分别延伸至水库的上、中、下游进行排沙，可以解决现有的许多病态水库泥沙淤积险情，即在现有严重病态大坝下游用框架结构来提高原有大坝的结构强度，同时采用涵管进行排沙减淤。

3、本实用新型由于采用钢筋混凝土框架结构来修筑大坝，既可节省大量钢材和水泥，大坝总体重量也小，再加上大坝下部迎水面没有淤积的泥沙，对大坝正面压力会大大下降，大坝总体厚度也会小很多，而且更有利于将水库中蓄水压力分散向水库两岸来承担一部分，以减少对大坝坝体正面的压力。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图。

附图标记说明：1-挡水坝，2-坝顶，3-支撑坝，4-框架支撑结构， 4.1-支撑柱，4.2-X向横梁，4.3-Y向横梁，5-涵管。

具体实施方式

为了使本实用新型目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1及图2，本实用新型一种防止水利水库泥沙淤积坝体结构，该坝体结构包括挡水坝1以及支撑坝3，在挡水坝1与支撑坝3 的顶部设置有坝顶2，在由挡水坝1、坝顶2以及支撑坝3包围形成的空间内设置有框架支撑结构4。所述框架支撑结构4包括设置在挡水坝1与支撑坝3之间的若干排支撑柱4.1，支撑柱4.1从上到下由若干排X向横梁4.2以及若干排Y向横梁4.3连接形成一个整体框架结构，X向横梁4.2的两端分别与挡水坝1以及支撑坝3连接，支撑柱4.1的顶端支撑在坝顶2的底部，支撑柱4.1的下端设置有基座6。所述支撑柱4.1、X向横梁4.2以及Y向横梁4.3均为钢筋混凝土结构。所述坝体结构上倾斜地设置有3根涵管5，每根涵管5的长度不同，3根涵管5的上游端分别延伸至水库的上、中、下游，其下游端从坝体结构内穿过并搭设在框架支撑结构4上。

本实用新型的实施例：在嘉陵江入长江口下沉涵管5，沿嘉陵江底部入长江一侧向下游延伸，当涵管5的入口与排沙口高差达到7～ 8m，涵管5入口附近淤积的泥沙就会在水力推动下进入涵管5，然后让涵管5尽量沿长江一岸出长江正常水位进行排除泥沙。所排除的泥沙应尽量作为建筑材料为最佳，这样嘉陵江泥沙淤积问题，花很小资金投入就能解决。

为此，水库排沙减淤是水利建设生死攸关的大问题！唯一办法必须将现在断流实体大坝，改为钢筋混凝土框架结构大坝，大坝坝体是空心的，这就有利在大坝下部采取各种排沙减淤措施。

对水库中游、上游大面积淤积的泥沙和各标高处点都要有涵管5 将泥沙引至大坝方向排弃。涵管排沙减淤就是在水库中、上游容易产生泥沙淤积的区域，专门设置涵管向下游大坝方向延伸，所述涵管5 的入口与排沙出口的高度差为7～8米，涵管5的入口与排沙出口形成高差后，涵管5的入口流速将会比涵管5周边流水高许多，而且涵管5的入口与排沙口高差越大，涵管5入口流速就会越高，这样涵管 5的入口周边淤积的泥沙就会在流水推动下，源源不断从涵管5的排沙出口排出。从而水库中、上游任何地方泥沙淤积区域都能采取涵管排沙减淤方法解决，才能让大坝永远不会被泥沙淤积和水库库容不减少。

框架结构大坝具体做法是在大坝底部首先施工基础和柜架结构基柱，另外在坝体下部适当位置，按该河流最大洪峰流量，采用三峡水利工程轮船过大坝水闸办法排洪与截流，大坝水闸能保证各子项工程都能全面独立施工，相互不会干扰。框架结构大坝迎水面浇注钢筋混凝土厚度为15米左右防渗防漏即可。

对类似三门峡病态水库中游、上游库区淤积的泥沙，涵管排沙减淤具体做法是可以采取浮船下沉混凝土管、钢管或塑料管，从上游淤积泥沙坡面向水库大坝延伸，为了保证排沙涵管沿一定角度稳定向下延伸，对有些涵管应采用大气球和绳索升降来调整，达到顺利排沙减淤的目的。当浮船左右浮动可控制一定面积范围排沙减淤；还可以通过浮船调整増加或减少前几节涵管多少，达到浮船能在一定范围前后移动；还可以通过浮船设置的绳索升降来调整涵管上下运动。

排泥沙涵管延伸到大坝必需穿过整个框架支撑结构4，以防止泥沙冲击框架结构大坝，避免泥砂在坝体下游沉积。

排泥沙时间安排，应根据该河流水中泥沙含量情况和涵管数量多少，1～3个月排沙一次，或者通过实践运行来调整。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型采用钢筋混凝土框架结构大坝代替了现有的实体坝，不仅结构稳定性好，抗震效果显著，而且减少了许多无效子项工程，节约基建投资和加快施工进度。

2、本实用新型采用不同长度的涵管5分别延伸至水库的上、中、下游进行排沙，可以解决现有的许多病态水库泥沙淤积险情，即在现有严重病态大坝下游用框架结构来提高原有大坝的结构强度，同时采用涵管5进行排沙减淤。

3、本实用新型由于采用钢筋混凝土框架结构来修筑大坝，既可节省大量钢材和水泥，大坝总体重量也小，再加上大坝下部迎水面没有淤积的泥沙，对大坝正面压力会大大下降，大坝总体厚度也会小很多，而且更有利于将水库中蓄水压力分散向水库两岸来承担一部分，以减少对大坝坝体正面的压力。

Claims (6)

1.一种防止水利水库泥沙淤积坝体结构，其特征在于：该坝体结构包括挡水坝(1)以及支撑坝(3)，在挡水坝(1)与支撑坝(3)的顶部设置有坝顶(2)，在由挡水坝(1)、坝顶(2)以及支撑坝(3)包围形成的空间内设置有框架支撑结构(4)。

2.根据权利要求1所述的防止水利水库泥沙淤积坝体结构，其特征在于：所述框架支撑结构(4)包括设置在挡水坝(1)与支撑坝(3)之间的若干排支撑柱(4.1)，支撑柱(4.1)从上到下由若干排X向横梁(4.2)以及若干排Y向横梁(4.3)连接形成一个整体框架结构，X向横梁(4.2)的两端分别与挡水坝(1)以及支撑坝(3)连接，支撑柱(4.1)的顶端支撑在坝顶(2)的底部。

3.根据权利要求2所述的防止水利水库泥沙淤积坝体结构，其特征在于：所述支撑柱(4.1)的下端设置有基座(6)。

4.根据权利要求2所述的防止水利水库泥沙淤积坝体结构，其特征在于：所述支撑柱(4.1)、X向横梁(4.2)以及Y向横梁(4.3)均为钢筋混凝土结构。

5.根据权利要求1所述的防止水利水库泥沙淤积坝体结构，其特征在于：所述坝体结构上倾斜地设置有3根涵管(5)，每根涵管(5)的长度不同，3根涵管(5)的上游端分别延伸至水库的上、中、下游，其下游端从坝体结构内穿过并搭设在框架支撑结构(4)上。

6.根据权利要求5所述的防止水利水库泥沙淤积坝体结构，其特征在于：所述涵管(5)的入口与排沙出口的高度差为7～8米。