CN216428192U - 一种水利工程消力池 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及水利水电工程技术的领域，尤其是涉及一种水利工程消力池，其包括水流进口段、设置于所述水流进口段的过渡坎、连接于所述过渡坎的消能台阶以及与所述消能台阶相连的消力池；所述过渡坎用于引导水流流向所述消能台阶；所述过渡坎设置有圆弧引导面，所述圆弧引导面用于引导水流通过所述消能台阶流入所述消力池内。本申请具有提高消力池使用寿命的效果。
Description
技术领域
本申请涉及水利水电工程技术的领域，尤其是涉及一种水利工程消力池。
背景技术
泄水建筑物在排水时，水体急流下泄，消力池可以促使在排水建筑物下游产生底流式水跃，使得下泄急流迅速变为缓流，消力池的应用是一项重要的水利水电技术。
相关技术中，排水建筑物的排水口与消力池相连，虽然消力池能在泄洪过程过程中起到消能作用，但是水流在流入消力池内时，水流对消力池底板持续冲击，存在消力池使用寿命降低的风险。
实用新型内容
为了提高消力池的使用寿命，本申请提供一种水利工程消力池。
本申请提供的一种水利工程消力池采用如下的技术方案：
一种水利工程消力池，包括水流进口段、设置于所述水流进口段的过渡坎、连接于所述过渡坎的消能台阶以及与所述消能台阶相连的消力池；所述过渡坎用于引导水流流向所述消能台阶；所述过渡坎设置有圆弧引导面，所述圆弧引导面用于引导水流通过所述消能台阶流入所述消力池内。
通过采用上述技术方案，在水流流向水流进口段后，水流沿着圆弧引导面冲击消能台阶，削弱水流的能量，随着水流沿消能台阶逐级流入消力池内后，缓解了水流流入消力池时消力池内的水流紊动剧烈的问题，从而降低水流直接冲击消力池池底的风险，进而提高消力池的使用寿命。
可选的，还包括至少两层反滤层；所述反滤层位于所述消力池的底部；所述消力池的底壁位于所述反滤层的上方；所述消力池的底壁埋设有多根排水管，所述排水管用于引导所述消力池内的水流向所述反滤层。
通过采用上述技术方案，在消力池内的水位过高及粉质粘土地下饱和承压水过大时，通过排水管，加快排出有效渗径范围内的地下水，减小扬压力和浮托力，从而提高消力池的整体结构稳定性，进而提高消力池的使用寿命。并且通过至少两层反滤层的设置，至少两层反滤层相辅相成，使反滤层能正常运行，提高反滤层支撑消力池的稳定性，同时降低渗透水流出时地基土壤流失的风险。
可选的，所述消力池具有与所述消能台阶相对设置的尾坎；所述尾坎连接有海漫；所述海漫用于削弱经过所述尾坎水流的余能。
通过采用上述技术方案，在水流从消力池流出后，水流经过尾坎流向海漫，尾坎削弱流出消力池水流的能量，通过海漫的设置，使水流的能量进一步缩减，进而实现将下泄急流变为缓流的效果，降低下泄急流破坏下游结构的风险。
可选的，所述海漫包括连接于所述尾坎的缓坡段和连接于所述缓坡段的水平段；所述缓坡段用于引导经过所述尾坎的水流流向所述水平段。
通过采用上述技术方案，水流经过消力池，虽已消除了大部分多余能量，但仍留有一定的剩余动能，特别是流速分别不均，脉动仍较剧烈，具有一定的冲刷能力，因此，缓坡段在引导水流流向水平段时，缓坡段使水流的流速均衡，经过缓坡段的水流流向水平段进行水流能量的分散，使水流流速分布逐步调整到接近天然河道的水流形态，从而实现进一步减小水流能量的效果。
可选的，所述尾坎面向所述消能台阶的表面设置有消能凸块；所述消能凸块与所述消力池的池底之间留有间隙。
通过采用上述技术方案，消能凸块的引入，使得水流向尾坎冲击时，流向尾坎的水流被消能凸块分割，使水流冲击尾坎的力度缩减，减小水流冲击尾坎的冲击力，提高尾坎的使用寿命。
可选的，所述消能凸块面向所述消能台阶的表面设置有圆弧分流面。
通过采用上述技术方案，圆弧分流面的引入，使得水流在冲击消能凸块时，冲击消能凸块的水流能在圆弧分流面的导引下，迅速分割开，提高消能凸块分割水流的效果，同时减小消能凸块的冲击面，降低水流的冲击力破坏消能凸块结构的风险。
可选的，所述消能凸块设置有多根埋设于所述尾坎的加强筋。
通过采用上述技术方案，降低消力池底部水流脉动的作用破坏消能凸块与尾坎连接处的风险，提高消能凸块与尾坎的连接强度，提高消能凸块的使用寿命。
可选的，所述消力池的底壁埋设有多颗毛石；所述毛石部分外露于消力池的底壁外。
通过采用上述技术方案，毛石的引入，进一步缩减流入消力池内水流的能量，同时削弱水流位于消力池池底的冲刷力度，降低消力池池底被水流冲击破损的风险，从而提高消力池的使用寿命。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
通过圆弧引导面和消能台阶，在泄水建筑物排水时，水流沿着圆弧引导面冲击消能台阶，削弱水流的能量，随着水流沿消能台阶逐级流入消力池内后，缓解了水流流入消力池时消力池内的水流紊动剧烈的问题，从而降低水流直接冲击消力池池底的风险，进而提高消力池的使用寿命；
通过缓坡段和水平段，缓坡段使流过尾坎的水流流速均衡，经过缓坡段的水流流向水平段进行水流能量的分散，使水流流速分布逐步调整到接近天然河道的水流形态，实现进一步减小水流能量的效果；
通过消能凸块，使得水流向尾坎冲击时，流向尾坎的水流被消能凸块分割，使水流冲击尾坎的力度缩减，降低水流冲击尾坎的冲击力，提高尾坎的使用寿命。
附图说明
图1是实施例1的整体结构示意图。
图2是图1在A部的放大图。
图3是实施例2的整体结构示意图。
附图标记说明：1、水流进口段；2、过渡坎；21、圆弧引导面；3、消能台阶；31、第一台阶；32、第二台阶；4、反滤层；41、第一反滤层；42、第二反滤层；5、消力池；51、尾坎；6、止水铜片；7、排水管；8、毛石；9、海漫；91、缓坡段；92、水平段；10、消能凸块；101、圆弧分流面；102、加强筋。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种水利工程消力池，用于在泄水建筑物排水时，使下泄急流变为缓流。
实施例1：
参照图1，一种水利工程消力池包括水流进口段1、过渡坎2、消能台阶3、两层反滤层4以及消力池5，下泄急流依次流过水流进口段1、过渡坎2和消能台阶3进入消力池5内缓冲。过渡坎2位于水流进口段1的端部，过渡坎2可以预制，也可以现场浇筑成型而成，过渡坎2的顶部设置有圆弧引导面21，圆弧引导面21用于引导水流流向消能台阶3，以削弱水流的能量，降低下泄急流直接冲击消力池5池底的风险。两层反滤层4均位于消力池5池底的下方，用以降低消力池5池底的扬压力。
参照图2，具体地，消能台阶3包括第一台阶31和第二台阶32，第一台阶31为C25钢筋砼台阶，第一台阶31浇筑成型于过渡坎2的表面，第二台阶32为随消力池5的浇筑而成型的台阶，即消力池5的侧壁与第二台阶32一体成型，第一台阶31和第二台阶32的接缝处埋设有止水铜片6。
参照图2，将两层反滤层4分别定义为第一反滤层41和第二反滤层42，第一反滤层41铺设于消力池5的地基表面，第二反滤层42铺设于第一反滤层41的表面。反滤层4为砂砾石反滤层。
参照图1、图2，消力池5为C20埋石砼消力池，消力池5浇筑成型于第二反滤层42的表面，消力池5具有尾坎51，尾坎51和消能台阶3相对设置，需要说明的是，在消力池5浇筑过程中，消力池5的池底竖直埋设有多根排水管7，排水管7用于将消力池5内的水排向反滤层4，多根排水管7梅花型布置于消力池5的池底，排水管7的一端包覆有纱布并埋入第二反滤层42，纱布透过棉线绑扎于排水管7的端部，另一端位于消力池5的池底外。消力池5的池底埋设有多颗毛石8，毛石8部分外露于消力池5的的池底外。设计排水管7和毛石8的意义在于：在消力池5内的水位过高及粉质粘土地下饱和承压水过大时，通过排水管7，加快排出有效渗径范围内的地下水，减小扬压力和浮托力，提高消力池5的整体结构稳定性，同时毛石8削弱水流位于消力池5池底的冲刷力度，降低消力池5池底被水流冲击破损的风险。
参照图1，尾坎51连接有海漫9，海漫9用于削弱经过尾坎51的水流余能。海漫9为多块C25砼预制块海漫拼接而成。值得注意的是，在铺设海漫9之前，位于海漫9下方的地基表面铺设有一层砂砾石反滤层，以减小海漫9的扬压力和浮托力。
参照图1，海漫9包括连接于尾坎51的缓坡段91和连接于缓坡段91的水平段92，缓坡段91用于引导经过尾坎51的水流流向水平段92，如此设计海漫9结构的目的在于：水流经过消力池5，虽已消除了大部分多余能量，但仍留有一定的剩余动能，特别是流速分别不均，脉动仍较剧烈，具有一定的冲刷能力，因此，缓坡段91在引导水流流向水平段92时，缓坡段91使水流的流速均衡，经过缓坡段91的水流流向水平段92进行水流能量的分散，使水流流速分布逐步调整到接近天然河道的水流形态。
实施例1的实施原理为：在水流流向水流进口段1后，水流沿着圆弧引导面21冲击消能台阶3，削弱水流的能量，随着水流沿消能台阶3逐级流入消力池5内后，水流向尾坎51方向流动，流过尾坎51的水流经过缓坡段91和水平段92流入河道内，过渡坎2和消能台阶3，缓解了水流流入消力池5时消力池5内的水流紊动剧烈的问题，而且海漫9的引入，进一步削弱水流的能量，从而实现下泄急流变为缓流的效果。
实施例2：
参照图1、图3，本实施例与实施例1的不同之处在于，尾坎51面向消能台阶3的表面浇筑成型有消能凸块10，消能凸块10与消力池5的池底之间留有间隙，消能凸块10面向消能台阶3的表面设置有圆弧分流面101。需要说明的是，消能凸块10设置有多根埋设于尾坎51的加强筋102，借此设计，降低消力池5底部水流脉动的作用破坏消能凸块10与尾坎51连接处的风险，提高消能凸块10与尾坎51的连接强度，提高消能凸块10的使用寿命。
实施例2的实施原理为：水流向尾坎51冲击时，流向尾坎51的水流被消能凸块10分割，使水流冲击尾坎51的力度缩减，减小水流冲击尾坎51的冲击力，提高尾坎51的使用寿命。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种水利工程消力池，其特征在于：包括水流进口段(1)、设置于所述水流进口段(1)的过渡坎(2)、连接于所述过渡坎(2)的消能台阶(3)以及与所述消能台阶(3)相连的消力池(5)；所述过渡坎(2)用于引导水流流向所述消能台阶(3)；所述过渡坎(2)设置有圆弧引导面(21)，所述圆弧引导面(21)用于引导水流通过所述消能台阶(3)流入所述消力池(5)内。
2.根据权利要求1所述的一种水利工程消力池，其特征在于：还包括至少两层反滤层(4)；所述反滤层(4)位于所述消力池(5)的底部；所述消力池(5)的底壁位于所述反滤层(4)的上方；所述消力池(5)的底壁埋设有多根排水管(7)，所述排水管(7)用于引导所述消力池(5)内的水流向所述反滤层(4)。
3.根据权利要求1所述的一种水利工程消力池，其特征在于：所述消力池(5)具有与所述消能台阶(3)相对设置的尾坎(51)；所述尾坎(51)连接有海漫(9)；所述海漫(9)用于削弱经过所述尾坎(51)水流的余能。
4.根据权利要求3所述的一种水利工程消力池，其特征在于：所述海漫(9)包括连接于所述尾坎(51)的缓坡段(91)和连接于所述缓坡段(91)的水平段(92)；所述缓坡段(91)用于引导经过所述尾坎(51)的水流流向所述水平段(92)。
5.根据权利要求3所述的一种水利工程消力池，其特征在于：所述尾坎(51)面向所述消能台阶(3)的表面设置有消能凸块(10)；所述消能凸块(10)与所述消力池(5)的池底之间留有间隙。
6.根据权利要求5所述的一种水利工程消力池，其特征在于：所述消能凸块(10)面向所述消能台阶(3)的表面设置有圆弧分流面(101)。
7.根据权利要求5或6所述的一种水利工程消力池，其特征在于：所述消能凸块(10)设置有多根埋设于所述尾坎(51)的加强筋(102)。
8.根据权利要求1所述的一种水利工程消力池，其特征在于：所述消力池(5)的底壁埋设有多颗毛石(8)；所述毛石(8)部分外露于消力池(5)的底壁外。
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