CN213952155U - 一种混凝土重力坝的泄洪结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种混凝土重力坝的泄洪结构，设置在混凝土重力坝的溢流坝段处，泄洪结构包括溢流坝段的挡水墙、分布在挡水墙上游侧的溢流墙、形成在溢流墙下游侧的溢流槽、形成在挡水墙上游侧的汇水池、布置在汇水池底部的消力坎、以及开设在溢流坝段内的竖井式溢洪道，竖井式溢洪道包括竖井泄洪段、水平泄洪段、以及连接在竖井泄洪段和水平泄洪段之间的连接泄洪段，竖井泄洪段的上端延伸至汇水池的底部、并与汇水池连通，水平泄洪段的出口位于下游河道中。本申请通过设置溢流墙能够增加进水前沿宽度，提高泄洪能力；通过汇水池汇集下泄水流，减小下泄水流入河宽度，并通过消力坎和竖井式溢洪道对下泄水流进行消能，减少下泄水流对下游边坡的冲刷。

Description

一种混凝土重力坝的泄洪结构

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程设计技术领域，特别是涉及一种混凝土重力坝的泄洪结构。

背景技术

水库作为一项拦洪蓄水和调节水流的水利水电工程，发挥着防洪、灌溉、发电和供水等重要作用。挡水和泄水建筑是水库发挥这些作用的重要组成部分。

在水利水电工程当中，除地形地质条件外，坝型是决定泄水建筑物布置的主要因素。混凝土重力坝可以利用自身特点采用坝身泄洪；一般情况下，混凝土重力坝的坝身泄洪有表孔、中孔，或表孔、中孔组合等。其中，表孔有设闸门控制和不设闸门控制的两种形式，中孔一般设置闸门控制。对于中、小型水库，特别是当坝址地形条件为窄深型河谷时，这些布置方式存在一定的缺陷，具体如下：

1、表孔泄流方式：一般为了保证泄水能力，当表孔不设闸门时，进水前沿宽度较大，导致下游泄水宽度大，对下游边坡影响也大；当表孔设置闸门时，致使金属结构工程量增加，从而导致闸门启闭调度程序繁琐。

2、中孔泄水方式：水流相对集中在河道内，泄水对下游边坡影响小，但是同样增加金属结构工程量，导致闸门启闭调度程序繁琐，同时还导致下游消能防冲措施工程量也大。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种混凝土重力坝的泄洪结构，在不采用由闸门控制的表孔或中控的前提下，提高泄洪能力，并能减少对下游边坡的影响。

为实现上述目的，本实用新型提供一种混凝土重力坝的泄洪结构，设置在混凝土重力坝的溢流坝段处，所述泄洪结构包括溢流坝段的挡水墙、沿溢流坝段长度方向延伸且分布在挡水墙上游侧的溢流墙、形成在溢流墙下游侧的溢流槽、形成在挡水墙上游侧的汇水池、布置在汇水池底部的消力坎、以及开设在溢流坝段内的竖井式溢洪道，所述溢流槽分布在汇水池的上游侧、且两者连通，在所述溢流坝段长度方向上、所述溢流槽的宽度大于汇水池的宽度，所述消力坎布置在溢流槽和汇水池的相接处，所述竖井式溢洪道包括上下延伸的竖井泄洪段、水平延伸的水平泄洪段、以及连接在竖井泄洪段和水平泄洪段之间的连接泄洪段，所述竖井泄洪段的上端延伸至汇水池的底部、并与汇水池连通，所述水平泄洪段的出口位于下游河道中。

进一步地，所述挡水墙的顶部高程高于溢流墙的顶部高程。

进一步地，所述混凝土重力坝在溢流坝段的两侧都设置有挡水坝段，所述溢流坝段的顶部设置有沿溢流坝段长度方向延伸的坝顶交通桥，所述坝顶交通桥的两端延伸至挡水坝段。

进一步地，所述坝顶交通桥设置在挡水墙的墙顶，所述挡水墙的顶部高程和挡水坝段的顶部高程相同。

进一步地，所述水平泄洪段包括从连接泄洪段处水平延伸的第一泄洪段、以及从第一泄洪段处延伸至出口处的第二泄洪段，所述第二泄洪段的截面面积大于第一泄洪段的截面面积。

进一步地，所述第一泄洪段的截面面积为圆形，所述第二泄洪段的截面面积为城门洞形，所述第一泄洪段的底部和第二泄洪段的底部齐平，所述第一泄洪段的顶部低于第二泄洪段的顶部。

进一步地，所述水平泄洪段的出口处设置有挑流鼻坎。

进一步地，所述溢流坝段在水平泄洪段的两侧都设置有水平延伸的导流墙，导流墙的一端延伸至水平泄洪段的出口处。

进一步地，所述下游河道的河床在水平泄洪段的出口处设置有护坦。

如上所述，本实用新型涉及的混凝土重力坝的泄洪结构，具有以下有益效果：

本申请通过设置溢流墙能够增加进水前沿宽度，提高泄洪能力；通过汇水池汇集下泄水流，减小下泄水流入河宽度，并通过消力坎、特别是通过竖井式溢洪道对下泄水流进行消能，消能后的水流从出口处排出至下游河道中，由此减少下泄水流对下游边坡的冲刷，从而减少下游消能设施的工程量，相对降低了泄水出流的高程，节省坝体和导墙混凝土的用量，低成本地实现了有效泄洪。另外，本申请通过设置溢流墙、挡水墙、消力坎和竖井式溢洪道进行泄洪，不存在现有技术中因设置闸门而导致金属结构工程增加、以及闸门启闭调度程序繁琐的问题，进一步地简化结构、降低成本。

附图说明

图1为本申请中混凝土重力坝的泄洪结构的平面示意图。

图2为图1的A-A向横断面示意图。

图3为本申请中水平泄洪段的截面图。

元件标号说明

10 溢流坝段

11 挡水墙

12 汇水池

20 溢流墙

21 溢流槽

30 消力坎

40 竖井式溢洪道

41 竖井泄洪段

42 水平泄洪段

421 第一泄洪段

422 第二泄洪段

43 连接泄洪段

50 挡水坝段

60 坝顶交通桥

70 挑流鼻坎

80 导流墙

90 护坦

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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了实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“数个”的含义是两个或两个以上。

在下述实施例的描述中，“上游”是指图1视图中纸面的上侧、以及图2视图中纸面的左侧，“下游”是指图1视图中纸面的下侧、以及图2视图中纸面的右侧。

本申请提供一种混凝土重力坝的泄洪结构，设置在混凝土重力坝的溢流坝段10处，混凝土重力坝为水库的挡水和泄水建筑。如图1和图2所示，本申请涉及的混凝土重力坝的泄洪结构包括溢流坝段10的挡水墙11、沿溢流坝段10长度方向延伸且分布在挡水墙11上游侧的溢流墙20、形成在溢流墙20下游侧和溢流坝段10的坝体之间的溢流槽21、形成在挡水墙11上游侧的汇水池12、布置在汇水池12底部的消力坎30、以及开设在溢流坝段10内的竖井式溢洪道40；其中，溢流墙20从溢流坝段10的坝体的上游侧向上游悬挑设置、截面大致上呈L形；溢流槽21分布在汇水池12的上游侧、且两者连通，消力坎30布置在溢流槽21和汇水池12的相接处，或者说，溢流墙20的下游侧空间和挡水墙11的上游侧空间共同构成汇水空间，消力坎30布置在汇水空间底部的中间位置处、即布置在溢流坝段10坝体的上游边缘侧，故消力坎30将汇水空间分隔成位于上游侧的溢流槽21、以及位于下游侧的汇水池12；在溢流坝段10长度方向上、溢流槽21的宽度大于汇水池12的宽度；特别地，竖井式溢洪道40包括上下延伸的竖井泄洪段41、水平延伸的水平泄洪段42、以及连接在竖井泄洪段41和水平泄洪段42之间的连接泄洪段43，竖井泄洪段41的上端延伸至汇水池12的底部、并与汇水池12连通，水平泄洪段42的出口位于下游河道中。

当水库内水位高于上游侧的溢流墙20的顶部高程时，水流经过溢流墙20的墙顶进入溢流槽21，溢流墙20沿溢流坝段10长度方向延伸能够增加进水前沿宽度，提高泄洪能力；之后，水流翻过消力坎30消耗部分能量后进入汇水池12；再后，水流依次经过竖井式溢洪道40的竖井泄洪段41、连接泄洪段43和水平泄洪段42后从水平泄洪段42末端的出口排出至下游河道中，竖井式溢洪道40的竖井泄洪段41对下泄水流进行进一步的消能。因此，本申请通过设置沿溢流坝段10长度方向延伸的溢流墙20能够增加进水前沿宽度，提高泄洪能力；通过汇水池12汇集下泄水流，减小下泄水流入河宽度，并通过消力坎30、特别是通过竖井式溢洪道40对下泄水流进行消能后集中泄水，消能后的水流从出口处排出至下游河道中，由此减少下泄水流对下游边坡的冲刷，从而减少下游消能设施的工程量；竖井式溢洪道40的设置能够降低泄水出流的高程，由此节省坝体和导墙混凝土的用量，最终低成本地实现了有效泄洪。另外，本申请通过设置溢流墙20、挡水墙11、消力坎30和竖井式溢洪道40进行泄洪，不存在现有技术中因设置闸门而导致金属结构工程增加、以及闸门启闭调度程序繁琐的问题，进一步地简化结构、降低成本。

进一步地，如图2所示，挡水墙11的顶部高程高于溢流墙20的顶部高程，溢流墙20的顶部高程与水库的正常蓄水位相同。

进一步地，如图1和图2所示，混凝土重力坝在溢流坝段10的两侧都设置有挡水坝段50，溢流坝段10的顶部设置有沿溢流坝段10长度方向延伸的坝顶交通桥60，坝顶交通桥60的两端延伸至挡水坝段50，保证坝顶交通要求。较优地，坝顶交通桥60设置在挡水墙11的墙顶，挡水墙11的顶部高程和两侧挡水坝段50的顶部高程相同。

优选地，如图1所示，溢流坝段10在水平泄洪段42的两侧都设置有水平延伸的导流墙80，导流墙80的一端延伸至水平泄洪段42的出口处，通过导流墙80能够控制下泄水流的出流方向。如图2所示，水平泄洪段42的出口处设置有挑流鼻坎70，挑流鼻坎70为向上隆起结构，具有位于上游侧的第一斜面、以及位于下游侧的第二斜面，第一斜面以越朝向下游约向上的方式倾斜延伸，第二斜面以越朝向下游约向下的方式倾斜延伸，挑流鼻坎70起到一定的耗能作用，同时还能控制下泄水流的出流方向和角度。另外，下游河道的河床在水平泄洪段42的出口处设置有护坦90，进一步防止下游河道的坝趾和河床受冲刷破坏。

进一步地，如图2所示，水平泄洪段42包括从连接泄洪段43处水平延伸的第一泄洪段421、以及从第一泄洪段421处延伸至出口处的第二泄洪段422，第二泄洪段422的截面面积大于第一泄洪段421的截面面积，有效减少流入第二泄洪段422中的水流的压流、实现无压流，进一步避免下泄水流对下游边坡的冲刷。较优地，如图3所示，第一泄洪段421的截面面积为圆形，第二泄洪段422的截面面积为城门洞形，即第二泄洪段422的截面包括设置在顶部的拱形段、以及从拱形段的两端平直向下延伸的竖平面段，两个竖平面段之间的距离与第一泄洪段421的直径相等，第一泄洪段421的底部和第二泄洪段422的底部齐平，第一泄洪段421的顶部低于第二泄洪段422的顶部。

综上所述，本申请将溢流墙20、混凝土重力坝、以及混凝土重力坝内的竖井式溢洪道40相结合，能够增加进水前沿宽度，提高泄洪能力，同时还对下泄水流耗能，减少对下游边坡的冲刷，并且通过竖井式溢洪道40降低泄水出流的高程，节省坝体和导墙混凝土的用量。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种混凝土重力坝的泄洪结构，设置在混凝土重力坝的溢流坝段(10)处，其特征在于：所述泄洪结构包括溢流坝段(10)的挡水墙(11)、沿溢流坝段(10)长度方向延伸且分布在挡水墙(11)上游侧的溢流墙(20)、形成在溢流墙(20)下游侧的溢流槽(21)、形成在挡水墙(11)上游侧的汇水池(12)、布置在汇水池(12)底部的消力坎(30)、以及开设在溢流坝段(10)内的竖井式溢洪道(40)，所述溢流槽(21)分布在汇水池(12)的上游侧、且两者连通，在所述溢流坝段(10)长度方向上、所述溢流槽(21)的宽度大于汇水池(12)的宽度，所述消力坎(30)布置在溢流槽(21)和汇水池(12)的相接处，所述竖井式溢洪道(40)包括上下延伸的竖井泄洪段(41)、水平延伸的水平泄洪段(42)、以及连接在竖井泄洪段(41)和水平泄洪段(42)之间的连接泄洪段(43)，所述竖井泄洪段(41)的上端延伸至汇水池(12)的底部、并与汇水池(12)连通，所述水平泄洪段(42)的出口位于下游河道中。

2.根据权利要求1所述的泄洪结构，其特征在于：所述挡水墙(11)的顶部高程高于溢流墙(20)的顶部高程。

3.根据权利要求1所述的泄洪结构，其特征在于：所述混凝土重力坝在溢流坝段(10)的两侧都设置有挡水坝段(50)，所述溢流坝段(10)的顶部设置有沿溢流坝段(10)长度方向延伸的坝顶交通桥(60)，所述坝顶交通桥(60)的两端延伸至挡水坝段(50)。

4.根据权利要求3所述的泄洪结构，其特征在于：所述坝顶交通桥(60)设置在挡水墙(11)的墙顶，所述挡水墙(11)的顶部高程和挡水坝段(50)的顶部高程相同。

5.根据权利要求1所述的泄洪结构，其特征在于：所述水平泄洪段(42)包括从连接泄洪段(43)处水平延伸的第一泄洪段(421)、以及从第一泄洪段(421)处延伸至出口处的第二泄洪段(422)，所述第二泄洪段(422)的截面面积大于第一泄洪段(421)的截面面积。

6.根据权利要求5所述的泄洪结构，其特征在于：所述第一泄洪段(421)的截面面积为圆形，所述第二泄洪段(422)的截面面积为城门洞形，所述第一泄洪段(421)的底部和第二泄洪段(422)的底部齐平，所述第一泄洪段(421)的顶部低于第二泄洪段(422)的顶部。

7.根据权利要求1所述的泄洪结构，其特征在于：所述水平泄洪段(42)的出口处设置有挑流鼻坎(70)。

8.根据权利要求1所述的泄洪结构，其特征在于：所述溢流坝段(10)在水平泄洪段(42)的两侧都设置有水平延伸的导流墙(80)，导流墙(80)的一端延伸至水平泄洪段(42)的出口处。

9.根据权利要求1所述的泄洪结构，其特征在于：所述下游河道的河床在水平泄洪段(42)的出口处设置有护坦(90)。

Images