CN207891840U - 一种索网结构温度异重流拦挡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种索网结构温度异重流拦挡装置，包括固定于电站取水口上游两岸、连线垂直于水流方向的两个索塔；两岸索塔之间张拉有主缆；所述主缆与多个浮箱顶端连接；每个所述浮箱底端通过一根纵向拉索与位于水底的锚固系统连接；所述纵向拉索上固定有拦挡系统。本实用新型结构简单，能够满足水下施工的要求，且能承受较大压力。

Description

一种索网结构温度异重流拦挡装置

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程领域，特别是一种可水下施工，且能承受较大应力的索网结构温度异重流拦挡装置。

背景技术

异重流是指在重力场中由于两种或两种以上比重相差不大、可以相混的流体，因比重差异而产生的流动。异重流现象在自然界普遍存在。对于高坝大库，多存在水温分层现象和温度异重流，即高温水密度轻，位于上层；低温水密度重，位于下层。使得春夏上流来流的高温水会停滞于水库上层，而底层低温水则从电厂出水口流出，这会对下游河道生态环境将会造成不利影响。

为缓解水库在春夏之交下泄低温水对大坝下游生态环境造成的不利影响，需在电厂取水口上游设置拦挡装置，挡住下层低温水，避免其进入电厂取水口，达到下泄表层高温水的目的。

对于水库库区或江河海口，这些区域水域宽广，断面面积大。相应的，拦挡装置的面积多为几万甚至上百万平方米。另一方面，拦挡装置修建后，仅有表层较轻的水体会从装置顶部进入装置背面，然后进入取水口。这样拦挡装置正反两面的水体重量会有显著差异，导致拦挡装置承受巨大的静水压力。在这两方面的作用下，拦挡装置的压强可达几千帕，整体承受的压力可达几千吨甚至上万吨。

而现有能承受如此大压力的拦挡装置，如大坝等，必须在施工区将水体排空后修建，且施工周期漫长。对于已建水库，降低水库水位不仅会严重影响其发电经济效益，还会产生塌方、滑坡等严重次生灾害。对于江河海口，天然河道，降低水位需修建规模巨大的施工围堰，施工周期长，工程造价巨大。

现有的能水下施工的拦挡装置，结构多较简单，规模较小，难以承受如此巨大的水压力。

因此，针对上述问题业内尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种可水下施工，且能承受较大压力的索网结构温度异重流拦挡装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种索网结构温度异重流拦挡装置，包括两端固定于电站取水口上游两岸、且垂直于水流方向的主缆；所述主缆与多个浮箱顶端连接；每个所述浮箱底端通过一根纵向拉索与位于水底的锚固系统连接；所述纵向拉索上固定有拦挡系统；相邻的两个浮箱之间相互连接。

所述主缆通过链接绳与所述浮箱固定连接。

所述拦挡系统为拦挡幕墙。

还包括多根横向辅助索缆，且所述横向辅助索缆、纵向拉索连接形成索网结构。

所述拦挡幕墙采用高强土工布。

所述拦挡幕墙采用高强土工膜。

所述锚固系统为水下地锚或重力锚。

所述拦挡幕墙与上纲固定连接，底部与重力锚链固定连接。

主缆两端各与一个索塔固定连接，两个所述索塔通过桩基固定于所述电站取水口上游两岸。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型结构简单，能够满足水下施工的要求，且能承受较大压力。

附图说明

图1是本实用新型实施例1结构示意图；

图2是本实用新型实施例2结构示意图；

图3是图1、图2中A部分锚固系统放大图；

图4是各纵向拉索下端竖向拉力、水平拉力和浮箱浮力计算结果图。

具体实施方式

如图1，本实用新型包括固定于电站取水口上游两岸、连线垂直于水流方向的两个索塔（左岸索塔2和右岸索塔4）；两个索塔之间张拉有主缆1；所述主缆1通过多根链接绳6与多个浮箱7顶端连接（每根链接绳接一个浮箱）；每个所述浮箱7底端通过一根纵向拉索9与位于水底的锚固系统连接；所述纵向拉索9上固定有拦挡幕墙10。左岸索塔2通过左岸桩基3固定于电站取水口上游左岸，右岸索塔4通过右岸桩基5固定于电站取水口上游右岸；相邻的两个浮箱7之间相互连接。

如图2，若采用索网结构，本实用新型还包括多根横向辅助索缆14，横向辅助索缆14、纵向拉索9连接形成索网结构。

拦挡幕墙10与上纲8固定连接，底部与重力锚链11固定连接。

浮箱系统由一系列浮箱串联组成，浮箱数量与链接绳数量相对应，每个浮箱顶部均与一根链接绳固定。拦挡系统由一系列纵向拉索、上纲（用于稳定幕墙形态）、重力锚链和拦挡幕墙组成，纵向拉索顶部固定于浮箱底部，纵向拉索底部固定于锚固系统。拦挡幕墙固定于纵向拉索上，材质为低透水性的高强土工布。顶部为上纲，底部设有重力锚链，用于稳定拦挡结构形态（索网结构和网膜结构的区别在于拦挡系统，网膜结构拦挡系统的纵向拉锁之间增加横向辅助索缆，共同受力，拦挡幕墙材质为高强土工膜）。位于水底的锚固系统为水下地锚或重力锚，用于固定拉索。

拦挡幕墙是主要的拦挡部件，首先承受水压力，而后传递至纵向拉索（若是网膜结构，则同时传递至横向辅助索缆和纵向拉索）。纵向拉索受力分配至下端的地锚和上端的浮箱。地锚将受力传至大地；浮箱的受力分为两个方向，垂向受力由浮箱自身浮力承受，水平方向受力传至链接绳，由链接绳传至主缆，由此引起的主缆的牵引力由两岸索塔承受并传至大地12。

实施例

本实施例依托贵州清水河三板溪水电站低温水治理工程。三板溪水电站是沅水干流15个梯级电站中的第二级，具有多年调节性能，水库正常蓄水位475.00m，最大坝高185.5m，引水发电系统进水口底板高程408.00m。水库蓄水后，库区呈现出明显的温度分层现象，库底水温仅为9.6℃，致使春夏季节下泄水温低于天然情况下水温，对下游鱼类的产卵繁殖产生不利影响。为能使鱼类在产卵期具备适宜的水温条件，需在电站进水口上游约250m处修建拦挡装置提高三板溪水电站下泄水温。

经数值模拟计算分析，拦挡装置挡水面积36797m2，承受总荷载为1296t，纵向拉索设计34根，相邻拉索间距为10m。将各纵向拉索从左岸到右岸依次编号，并计算得各纵向拉索下端竖向拉力、水平拉力和浮箱浮力计算结果如图4所示。

锚固系统采用水下地锚，地锚钻孔直径130mm，锚杆钢筋HRB400，选用3根直径为36mm的螺纹钢筋束。对于水深60m~100m的区域水下地锚（左岸编号1~5，右岸编号31~34纵向拉索对应的锚固系统）采用单孔受力，其余水下地锚采用两孔联合受力方案。

两岸索塔材质为钢筋混凝土，横截面为16m×16m的正方形，顶高程475，底高程与地面平齐。主缆材质为高强钢丝束，直径90cm，外层为防护层，防护层内为钢丝。链接绳材质和上纲材质为钢绞线。（横向辅助拉索材质为迪尼玛绳）

经数值模拟计算，本拦挡装置实施后，可将5月春季鱼类产卵期下泄水温从16.5℃提高至18.5℃。可见，本实施例阻水效果良好，具有较好的推广价值。

Claims (10)

1.一种索网结构温度异重流拦挡装置，其特征在于，包括两端固定于电站取水口上游两岸、且垂直于水流方向的主缆（1）；所述主缆（1）与多个浮箱（7）顶端连接；每个所述浮箱（7）底端通过一根纵向拉索（9）与位于水底的锚固系统连接；所述纵向拉索（9）上固定有拦挡系统；相邻的两个浮箱（7）之间相互连接。

2.根据权利要求1所述的索网结构温度异重流拦挡装置，其特征在于，所述主缆（1）通过链接绳（6）与所述浮箱（7）固定连接。

3.根据权利要求1所述的索网结构温度异重流拦挡装置，其特征在于，所述拦挡系统为拦挡幕墙（10）。

4.根据权利要求3所述的索网结构温度异重流拦挡装置，其特征在于，还包括多根横向辅助索缆（14），且所述横向辅助索缆（14）、纵向拉索（9）连接形成索网结构。

5.根据权利要求3所述的索网结构温度异重流拦挡装置，其特征在于，所述拦挡幕墙（10）采用高强土工布。

6.根据权利要求4所述的索网结构温度异重流拦挡装置，其特征在于，所述拦挡幕墙（10）采用高强土工膜。

7.根据权利要求1所述的索网结构温度异重流拦挡装置，其特征在于，所述锚固系统为水下地锚或重力锚。

8.根据权利要求3所述的索网结构温度异重流拦挡装置，其特征在于，所述拦挡幕墙（10）与上纲（8）固定连接，底部与重力锚链（11）固定连接。

9.根据权利要求1所述的索网结构温度异重流拦挡装置，其特征在于，所述主缆（1）两端分别与一个索塔固定连接。

10.根据权利要求9所述的索网结构温度异重流拦挡装置，其特征在于，两个所述索塔分别通过桩基固定于所述电站取水口上游两岸。