龍落尾泄洪洞摻氣結構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及水利水電領域，尤其是一種龍落尾泄洪洞摻氣結構。所要解決的技術問題是提供一種有效降低高速水流的空化作用對泄洪洞過流面的破壞的龍落尾泄洪洞摻氣結構。龍落尾泄洪洞摻氣結構，包括泄洪隧洞，所述泄洪隧洞由隧洞起始段、斜坡段、反弧段和下游坡段依次連接構成，所述泄洪隧洞內設置有至少一個摻氣氣坎。在實際使用時，由于泄洪隧洞由隧洞起始段、斜坡段、反弧段和下游坡段依次連接構成，通過摻氣氣坎為泄洪隧洞內的水流進行補氣，可以有效降低高速水流紊動造成水流空化作用對泄洪洞過流面的混凝土形成的微小沖擊力，而且也降低了對泄洪洞的空蝕破壞，達到水流流態(tài)平順、摻氣充分的效果，本發(fā)明尤其適用于龍落尾泄洪洞的建造中。
【專利說明】龍落尾泄洪洞摻氣結構

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及水利水電領域，尤其是一種龍落尾泄洪洞摻氣結構。

【背景技術】
[0002]隨著國家對水電清潔能源的需求，修建大量的高壩，相應也修建了用于泄洪的高水頭、高流速的泄洪設施。龍落尾泄洪洞布置方式減少了高流速段的范圍和摻氣減蝕的難度，有利于對高速水流問題進行集中處理。高速水流紊動造成水流空化作用對泄洪洞過流面的混凝土形成微小沖擊力，長期、巨量的微沖擊作用易造成泄洪洞空蝕破壞。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種有效降低高速水流的空化作用對泄洪洞過流面的破壞的龍落尾泄洪洞摻氣結構。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:龍落尾泄洪洞摻氣結構，包括泄洪隧洞，所述泄洪隧洞由隧洞起始段、斜坡段、反弧段和下游坡段依次連接構成，所述泄洪隧洞內設置有至少一個摻氣氣坎。
[0005]進一步的是，所述摻氣氣坎為梯形氣坎，所述梯形氣坎由梯形氣坎洞、設置于梯形氣坎洞內壁兩側的梯形氣坎氣井、設置于梯形氣坎洞內壁兩側且位于梯形氣坎氣井上游段的梯形氣坎邊墻側坎和設置于梯形氣坎邊墻側坎之間的底板梯形摻氣坎上的梯形坎構成，其中梯形氣坎氣井底部設置有梯形氣坎氣井通孔。
[0006]進一步的是，所述梯形氣坎設置于隧洞起始段和斜坡段之間。
[0007]進一步的是，所述梯形氣坎設置于反弧段和下游坡段之間。
[0008]進一步的是，所述摻氣氣坎為平底氣坎，所述平底氣坎由平底氣坎洞、設置于平底氣坎洞內壁兩側的平底氣坎氣井，設置于平底氣坎洞內壁兩側且位于平底氣坎氣井上游段的平底氣坎邊墻側坎和設置于平底氣坎邊墻側坎之間的平底摻氣坎構成，其中平底氣坎氣井底部設置有平底氣坎氣井通孔。
[0009]進一步的是，所述平底氣坎設置于斜坡段和反弧段之間。
[0010]進一步的是，所述摻氣氣坎為無側坎氣坎，所述無側坎氣坎由無側坎氣坎洞、設置于無側坎氣坎洞內壁兩側的無側坎氣坎氣井、設置于無側坎氣坎氣井上游段的無側坎氣坎底部摻氣坎構成，其中無側坎氣坎氣井底部設置有無側坎氣坎氣井通孔。
[0011]進一步的是，所述無側坎氣坎設置于下游坡段的末端。
[0012]進一步的是，所述隧洞起始段的曲線軌跡為渥奇曲線。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:在實際使用時，由于泄洪隧洞由隧洞起始段、斜坡段、反弧段和下游坡段依次連接構成，通過摻氣氣坎為泄洪隧洞內的水流進行補氣，可以有效降低高速水流紊動造成水流空化作用對泄洪洞過流面的混凝土形成的微小沖擊力，而且也降低了對泄洪洞的空蝕破壞，達到水流流態(tài)平順、摻氣充分的效果，最終達到泄洪洞龍落尾段安全運行的目的，本發(fā)明尤其適用于龍落尾泄洪洞的建造中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的泄洪隧洞的示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明的梯形氣坎的示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明的梯形氣坎的斜視圖。
[0017]圖4是本發(fā)明的平底氣坎的示意圖。
[0018]圖5是本發(fā)明的平底氣坎的斜視圖。
[0019]圖6是本發(fā)明的平底氣坎的俯視圖。
[0020]圖7是本發(fā)明的平底氣坎的側視圖。
[0021]圖8是本發(fā)明的無側坎氣坎的示意圖。
[0022]圖中標記為:隧洞起始段1、斜坡段2、反弧段3、下游坡段4、水面5、梯形氣坎6、梯形氣坎洞61、梯形氣坎氣井62、梯形氣坎氣井通孔621、梯形氣坎邊墻側坎63、底板梯形摻氣坎64、梯形坎641、平底氣坎7、平底氣坎洞71、平底氣坎氣井72、平底氣坎氣井通孔721、平底氣坎邊墻側坎73、平底摻氣坎74、平底摻氣坎挑射水流741、無側坎氣坎8、無側坎氣坎洞81、無側坎氣坎氣井82、無側坎氣坎氣井通孔821、無側坎氣坎底部摻氣坎84。

【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0024]如圖1至圖4所示的龍落尾泄洪洞摻氣結構，包括泄洪隧洞，所述泄洪隧洞由隧洞起始段1、斜坡段2、反弧段3和下游坡段4依次連接構成，所述泄洪隧洞內設置有至少一個摻氣氣坎。
[0025]龍落尾，是一種將較高水頭集中隧洞下游側較短范圍的泄洪洞型式，在這一過程中，高速水流紊動造成水流空化作用對泄洪洞過流面的混凝土形成微小沖擊力，長期、巨量的微沖擊作用易造成泄洪洞空蝕破壞。因此的，本發(fā)明首先在龍落尾泄洪洞內設置有至少一個摻氣氣坎，將空氣通過摻氣氣坎注入到水流內，從而防止水流直接對泄洪洞的空蝕破壞。而其中的摻氣，就是指為減少高速水流對混凝土結構的空蝕空化破壞利用負壓作用把空氣強迫摻入水流的過程。當然的，在實際中，所述隧洞起始段I的曲線軌跡一般為渥奇曲線。所述的渥奇曲線是一種拋物線曲線，常用于水電龍落尾的起始段，保證水流的起始流速不至于太高。
[0026]當然本發(fā)明的一大改進點是對摻氣氣坎的結構改進，所述摻氣氣坎包括梯形氣坎6、平底氣坎7以及無側坎氣坎8。
[0027]其中的，如圖2和圖3所示的，梯形氣坎6的結構為:所述梯形氣坎6由梯形氣坎洞61、設置于梯形氣坎洞61內壁兩側的梯形氣坎氣井62、設置于梯形氣坎洞61內壁兩側且位于梯形氣坎氣井62上游段的梯形氣坎邊墻側坎63和設置于梯形氣坎邊墻側坎63之間的底板梯形摻氣坎64上的梯形坎641構成，其中梯形氣坎氣井62底部設置有梯形氣坎氣井通孔621。在實際應用時，水流從底板梯形摻氣坎64流過，然后被梯形坎641以及底板梯形摻氣坎64挑起，所述摻氣通過梯形氣坎氣井通孔621流入到水流底部。梯形氣坎邊墻側坎63則保證了下游邊墻附近水流摻氣充分。
[0028]如圖4至圖7所示的，平底氣坎7的結構為:所述平底氣坎7由平底氣坎洞71、設置于平底氣坎洞71內壁兩側的平底氣坎氣井72，設置于平底氣坎洞71內壁兩側且位于平底氣坎氣井72上游段的平底氣坎邊墻側坎73和設置于平底氣坎邊墻側坎73之間的平底摻氣坎74構成，其中平底氣坎氣井72底部設置有平底氣坎氣井通孔721。同樣的原理，水流從平底摻氣坎74流過，然后被平底摻氣坎74挑起，形成平底摻氣坎挑射水流741，而摻氣通過平底氣坎氣井通孔721在負壓的作用下進入到平底摻氣坎挑射水流741下方。平底氣坎邊墻側坎73也保證了下游邊墻附近水流摻氣充分。
[0029]如圖8所示的，無側坎氣坎8的結構為:無側坎氣坎8由無側坎氣坎洞81、設置于無側坎氣坎洞81內壁兩側的無側坎氣坎氣井82、設置于無側坎氣坎氣井82上游段的無側坎氣坎底部摻氣坎84構成，其中無側坎氣坎氣井82底部設置有無側坎氣坎氣井通孔821。
[0030]對于上述的梯形氣坎6、平底氣坎7以及無側坎氣坎8在泄洪隧洞的設置位置，有以下的最佳布置方案，其中:所述梯形氣坎6設置于隧洞起始段I和斜坡段2之間，以及設置于反弧段3和下游坡段4之間；對于平底氣坎7則設置于斜坡段2和反弧段3之間；無側坎氣坎8則設置于下游坡段4的末端。
[0031]當然的，所述的梯形氣坎6、平底氣坎7以及無側坎氣坎8可以根據實際的需要靈活調整實際的個數，如設置于隧洞起始段I和斜坡段2之間的梯形氣坎6，可以依據實際的起始段I和斜坡段2之間的長度來靈活設置若干個梯形氣坎6。同樣的道理也可應用于平底氣坎7以及無側坎氣坎8的個數。
【權利要求】
1.龍落尾泄洪洞摻氣結構，包括泄洪隧洞，其特征在于:所述泄洪隧洞由隧洞起始段(I)、斜坡段(2)、反弧段(3)和下游坡段(4)依次連接構成，所述泄洪隧洞內設置有至少一個摻氣氣坎。
2.如權利要求1所述的龍落尾泄洪洞摻氣結構，其特征在于:所述摻氣氣坎為梯形氣坎(6)，所述梯形氣坎(6)由梯形氣坎洞(61)、設置于梯形氣坎洞(61)內壁兩側的梯形氣坎氣井(62)、設置于梯形氣坎洞￠1)內壁兩側且位于梯形氣坎氣井￠2)上游段的梯形氣坎邊墻側坎￠3)和設置于梯形氣坎邊墻側坎￠3)之間的底板梯形摻氣坎￠4)上的梯形坎(641)構成，其中梯形氣坎氣井￠2)底部設置有梯形氣坎氣井通孔￠21)。
3.如權利要求2所述的龍落尾泄洪洞摻氣結構，其特征在于:所述梯形氣坎(6)設置于隧洞起始段⑴和斜坡段⑵之間。
4.如權利要求2所述的龍落尾泄洪洞摻氣結構，其特征在于:所述梯形氣坎(6)設置于反弧段(3)和下游坡段(4)之間。
5.如權利要求1所述的龍落尾泄洪洞摻氣結構，其特征在于:所述摻氣氣坎為平底氣坎(7)，所述平底氣坎(7)由平底氣坎洞(71)、設置于平底氣坎洞(71)內壁兩側的平底氣坎氣井(72)，設置于平底氣坎洞(71)內壁兩側且位于平底氣坎氣井(72)上游段的平底氣坎邊墻側坎(73)和設置于平底氣坎邊墻側坎(73)之間的平底摻氣坎(74)構成，其中平底氣坎氣井(72)底部設置有平底氣坎氣井通孔(721)。
6.如權利要求4所述的龍落尾泄洪洞摻氣結構，其特征在于:所述平底氣坎(7)設置于斜坡段⑵和反弧段⑶之間。
7.如權利要求1所述的龍落尾泄洪洞摻氣結構，其特征在于:所述摻氣氣坎為無側坎氣坎(8)，所述無側坎氣坎(8)由無側坎氣坎洞(81)、設置于無側坎氣坎洞(81)內壁兩側的無側坎氣坎氣井(82)、設置于無側坎氣坎氣井(82)上游段的無側坎氣坎底部摻氣坎(84)構成，其中無側坎氣坎氣井(82)底部設置有無側坎氣坎氣井通孔(821)。
8.如權利要求6所述的龍落尾泄洪洞摻氣結構，其特征在于:所述無側坎氣坎(8)設置于下游坡段(4)的末端。
9.如權利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的龍落尾泄洪洞摻氣結構，其特征在于:所述隧洞起始段(I)的曲線軌跡為渥奇曲線。
【文檔編號】E02B8/06GK104389299SQ201410588601
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權日:2014年10月28日
【發(fā)明者】王仁坤, 夏勇, 楊懷德, 楊敬, 劉強, 石江濤, 華大恩, 魯毅 申請人:中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司