專利名稱：泄洪水壩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及專用于排水泄洪作用的泄洪水壩或者水壩中的泄洪段的設(shè)計(jì)。
傳統(tǒng)的水壩為解決在非常時(shí)期(如發(fā)生大洪水)的排水泄洪問(wèn)題，都需構(gòu)筑一段泄洪水壩(或稱水壩的泄洪段)，該泄洪水壩或泄洪段的排水泄洪主要是由設(shè)置在壩頂?shù)男购榭趤?lái)完成的。由壩頂?shù)男购榭谶M(jìn)行排水泄洪的主要缺點(diǎn)一是排水泄洪速度慢；二是泄洪口以下的水不能從泄洪口排出，若在非常時(shí)期(如大洪水、地震等)需排走泄洪口以下水位的水，則只能通過(guò)水壩的其它非專設(shè)渠道(如船閘、發(fā)電部位等)來(lái)完成，要使這些非專設(shè)渠道適應(yīng)排水要求，勢(shì)必大大提高這類設(shè)施的技術(shù)要求；三是這種泄洪壩缺乏排沙能力，庫(kù)區(qū)累積于壩底的泥沙不能通過(guò)泄洪口排出，需經(jīng)常采用人工的辦法進(jìn)行清淤排沙，工作繁重。
本發(fā)明的目的是為解決傳統(tǒng)水壩所存在的上述問(wèn)題而設(shè)計(jì)一種在平時(shí)以及非常時(shí)期均能進(jìn)行快速泄洪排水，可在較短時(shí)間內(nèi)將水庫(kù)的水位降至安全的水平上，并具有清淤排沙能力的專用于排水泄洪作用的泄洪水壩或水壩的泄洪段。
本發(fā)明所構(gòu)建的泄洪水壩或水壩的泄洪段，其特點(diǎn)在于壩體的底部構(gòu)建若干個(gè)泄洪涵洞，在每個(gè)泄洪涵洞的兩端(進(jìn)水端和出水端)分別設(shè)置閘門(mén)，同時(shí)在壩體上設(shè)有抽水孔通到泄洪涵洞之中。當(dāng)兩端閘門(mén)打開(kāi)時(shí)，水流將以V=2gh(V為水速，h為水壩的水位高度，g為重力加速度)的流速快速流過(guò)涵洞，水壩的水位越高，泄洪排水的速度越快，由于泄洪涵洞開(kāi)于壩底，而且有極高水流速，壩底的泥沙將被水流沖刷帶走，從而達(dá)到清淤排沙的目的。當(dāng)兩端閘門(mén)關(guān)閉時(shí)，水壩不再排水，同時(shí)泄洪涵洞形成一個(gè)封閉的體系，這時(shí)在必要時(shí)可通過(guò)壩體上的抽水孔把涵洞中的水抽干，以便對(duì)涵洞內(nèi)部進(jìn)行維修，由于流過(guò)涵洞的水流極快，水流和泥沙對(duì)會(huì)涵洞沖刷造成磨損，這種維修是必要的。為了提高涵洞耐水流泥沙沖刷的強(qiáng)度，必須在泄洪涵洞的底部和內(nèi)壁鋪設(shè)耐磨層。
本發(fā)明所說(shuō)的閘門(mén)采用由閘門(mén)本體、頂閘板和兩側(cè)閘板組成“門(mén)框”形欄水閘門(mén)，其頂閘板和兩側(cè)閘板可相對(duì)于閘門(mén)本體作開(kāi)合或伸縮移動(dòng)。
上述閘門(mén)關(guān)閉時(shí)，閘門(mén)本體降落從正面擋在泄洪涵洞端口，閘門(mén)本體與泄洪涵洞的壩體端面留有間隙，再通過(guò)移動(dòng)頂閘板和兩側(cè)閘板來(lái)封閉該間隙，完成對(duì)泄洪涵洞端口的隔水封閉。由于閘門(mén)本體設(shè)計(jì)成不與壩體直接接觸，留有一定的間隙，這樣，在放下閘門(mén)時(shí)，因閘門(mén)本體的迎水和背水面的靜壓力相等，水的靜壓力將表現(xiàn)為不阻礙閘門(mén)運(yùn)動(dòng)；而閘門(mén)正面所承受的動(dòng)壓力，由于間隙處有水不斷流入，這兩者(正面水流和側(cè)面水流)對(duì)閘門(mén)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的阻力將有部分相抵消，因而實(shí)際上只要借助閘門(mén)的重力就可以達(dá)到關(guān)閘的目的。
上述閘門(mén)本體和頂閘板可采用拉索升降結(jié)構(gòu)運(yùn)行，其中閘門(mén)本體由拉索系統(tǒng)和升降裝置牽引通過(guò)閘門(mén)升降導(dǎo)軌柱和導(dǎo)輪作升降運(yùn)行，頂閘板也由拉索系統(tǒng)牽引作開(kāi)合運(yùn)行。所說(shuō)的兩側(cè)閘板可采用內(nèi)藏于閘門(mén)本體的結(jié)構(gòu)，由活塞式驅(qū)動(dòng)從閘門(mén)本體中向外伸縮。兩側(cè)閘板伸縮移動(dòng)可由電動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明可將閘門(mén)本體設(shè)計(jì)成空腔式，并設(shè)置對(duì)該空腔的進(jìn)排水裝置，通過(guò)向閘門(mén)本體的空腔中儲(chǔ)水或排水，調(diào)節(jié)閘門(mén)的重量，以適應(yīng)閘門(mén)升降運(yùn)行的需要，向該空腔儲(chǔ)水時(shí)，可打開(kāi)閘門(mén)本體上的進(jìn)水裝置向空腔中自動(dòng)進(jìn)水，也可用人工的方式泵入；排水則是往閘門(mén)本體的空腔中充氣或加壓，即可達(dá)到排水目的。
為提高閘門(mén)與泄洪涵洞端口的密封度，所說(shuō)的閘門(mén)各部分與壩體的封接部位須鑲嵌密封材料。
本發(fā)明的泄洪水壩集泄洪排水與沖沙排淤功能于一體，其結(jié)構(gòu)和設(shè)備的設(shè)計(jì)符合流體力學(xué)的原理，運(yùn)行安全可靠，易于控制。本泄洪水壩易于施工和維修，造價(jià)低廉，適于在各種類型的水庫(kù)大壩中應(yīng)用。
以下為本發(fā)明實(shí)施例的圖而說(shuō)明

圖1為本泄洪水壩的頂面俯視圖；圖2為圖1的1-1向(泄洪水壩的進(jìn)水端面)剖視圖；圖3為圖1的2-2向(泄洪水壩的出水端面)剖視圖；圖4為圖1的3-3向剖視圖；圖5為圖1的4-4向剖視圖；圖6為本泄洪水壩的閘門(mén)部分的正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6的頂面俯視圖；圖8為圖7的5-5向剖視圖；圖9為圖7的6-6向剖視圖；圖10為圖8的7-7向剖視圖。
圖中，8為泄洪涵洞，9為泄洪涵洞耐磨層，10為壩體，11、12、13分別為壩體結(jié)構(gòu)的支撐梁、柱和肋，14為閘門(mén)的升降拉索系統(tǒng)，15為升降裝置，16為前(進(jìn)水端)閘門(mén)，17為后(出水端)閘門(mén)，18為抽水孔，19為壩體中的加強(qiáng)梁柱，20為閘門(mén)本體的進(jìn)水排水管，21為閘門(mén)本體的進(jìn)排水裝置，22為進(jìn)氣排氣管，23為側(cè)閘板，24為側(cè)閘板驅(qū)動(dòng)裝置，25為頂閘板，26為閘門(mén)本體，27為閘門(mén)本體中的加強(qiáng)筋板，28為閘門(mén)導(dǎo)輪，29為閘門(mén)升降導(dǎo)軌柱。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明本泄洪水壩主要特點(diǎn)是在壩體10的下部構(gòu)建若干個(gè)泄洪涵洞8，泄洪涵洞的數(shù)目根據(jù)水壩大小等實(shí)際情況設(shè)計(jì)，由于壩底有涵洞，將涵洞上方的壩體設(shè)計(jì)成空腔式，以減少混凝土的澆筑量，壩體由支撐梁11、柱12及肋13等予以加固，壩體空腔中由加強(qiáng)梁柱19強(qiáng)化加固，空腔式壩體可設(shè)計(jì)構(gòu)建成若干節(jié)，每節(jié)壩體之下構(gòu)建一個(gè)泄洪涵洞，每節(jié)壩體上都設(shè)有抽水孔18通到泄洪涵洞之中，泄洪涵洞的進(jìn)水端口大于出水端口，涵洞的底部和內(nèi)壁都鋪設(shè)有耐磨層9(圖中涂黑部分)，耐磨層可采用金屬材料也可采用非金屬材料，每個(gè)泄洪涵洞的兩端口分別設(shè)有一個(gè)閘門(mén)位于進(jìn)水端的前閘門(mén)16和位于出水端的后閘門(mén)17。所說(shuō)的閘門(mén)(包括前閘門(mén)和后閘門(mén))由閘門(mén)本體26、頂閘板25和兩側(cè)板23組成，閘門(mén)本體26與壩體的泄洪涵洞的端口面留有一定間隙，該間隙由閘門(mén)本體頂部的頂閘板25旋轉(zhuǎn)開(kāi)合和內(nèi)藏于閘門(mén)本體中的兩側(cè)閘板23向外伸縮移動(dòng)進(jìn)行攔水封閉，閘門(mén)本體26由拉索系統(tǒng)14和升降裝置15牽引通過(guò)閘門(mén)升降導(dǎo)軌柱29和導(dǎo)輪28作升降運(yùn)行，頂閘板25也由拉索系統(tǒng)14牽引作開(kāi)合運(yùn)行，兩側(cè)板23則為活塞式由驅(qū)動(dòng)裝置24(可采用電力驅(qū)動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng))驅(qū)動(dòng)作伸縮運(yùn)行。閘門(mén)本體26設(shè)計(jì)成空腔式，其中用加強(qiáng)筋板27強(qiáng)化加固，閘門(mén)本體中設(shè)有進(jìn)水排水管20、進(jìn)氣排氣管22和進(jìn)排水裝置21，閘門(mén)的各部分與壩體的封接部位都鑲嵌有密封材料(如橡膠)。
本泄洪水壩是這樣操作運(yùn)行的，要關(guān)閉閘門(mén)(包括前后閘門(mén))時(shí)，通過(guò)進(jìn)水排水管20或(和)進(jìn)排水裝置21向閘門(mén)本體26的空腔中充水，以增加閘門(mén)本體的重量，然后通過(guò)拉索系統(tǒng)14和升降裝置15使閘門(mén)沿升降導(dǎo)軌柱29下沉，當(dāng)閘門(mén)本體下沉到底后，驅(qū)動(dòng)頂閘板25和兩側(cè)閘板23封住閘門(mén)本體與壩體的涵洞端口面之間的間隙，這時(shí)泄洪涵洞即可被封住，水壩停止泄洪排水；當(dāng)要進(jìn)行泄洪排水時(shí)，先開(kāi)啟頂閘板和將側(cè)閘板退縮回閘門(mén)本體中，再通過(guò)進(jìn)水排水管20或(和)進(jìn)排水裝置21排走閘門(mén)本體26的腔中的水，閘門(mén)即能通過(guò)拉索系統(tǒng)和升降裝置輕易地拉升，從而使泄洪涵洞快速泄洪和清淤排沙。
權(quán)利要求
1．一種專用于排水泄洪作用的泄洪水壩或水壩的泄洪段，其特征在于壩體的底部構(gòu)建有若干泄洪涵洞(8)，每個(gè)泄洪涵洞的兩端分別設(shè)有閘門(mén)(16、17)，在壩體上設(shè)有抽水孔(18)通到泄洪涵洞之中。
2．按權(quán)利要求1所述的泄洪水壩或水壩的泄洪段，其特征在于所說(shuō)的閘門(mén)由閘門(mén)本體(26)、頂閘板(25)和兩側(cè)閘板(23)組成“門(mén)框”形欄水閘門(mén)，頂閘板(25)和兩側(cè)閘板(23)可相對(duì)于閘門(mén)本體(26)作開(kāi)合或伸縮移動(dòng)。
3．按權(quán)利要求2所述的泄洪水壩或水壩的泄洪段，其特征在于所說(shuō)的兩側(cè)閘板(23)為活塞式驅(qū)動(dòng)從閘門(mén)本體中向外伸縮。
4．按權(quán)利要求3所述的泄洪水壩或水壩的泄洪段，其特征在于所說(shuō)的兩側(cè)閘板(23)由電動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)。
5．按權(quán)利要求2所述的泄洪水壩或水壩的泄洪段，其特征在于所說(shuō)的閘門(mén)本體(26)為空腔式，并設(shè)有對(duì)該空腔的進(jìn)排水裝置。
6．按權(quán)利要求2所述的泄洪水壩或水壩的泄洪段，其特征在于所說(shuō)的閘門(mén)本體(26)由拉索系統(tǒng)和升降裝置牽引通過(guò)升降導(dǎo)軌柱和導(dǎo)輪作升降運(yùn)行。
7．按權(quán)利要求1或2所述的泄洪水壩或水壩的泄洪段，其特征在于所說(shuō)的閘門(mén)各部分與壩體的封接部位鑲嵌有密封材料。
8．按權(quán)利要求1所述的泄洪水壩或水壩的泄洪段，其特征在于所說(shuō)的泄洪涵洞(8)的底部和內(nèi)壁鋪設(shè)有耐磨層。
全文摘要
一種專用于排水泄洪作用的泄洪水壩或水壩的泄洪段,其特點(diǎn)在于壩體的底部構(gòu)建有若干泄洪涵洞,每個(gè)泄洪涵洞的兩端口分別設(shè)有閘門(mén),使泄洪涵洞成為一個(gè)封閉的系統(tǒng),在壩體上設(shè)有抽水孔通到泄洪涵洞之中,可通過(guò)它抽干涵洞中的水以便進(jìn)行維護(hù),本發(fā)明還設(shè)計(jì)了符合流體力學(xué)原理的閘門(mén)結(jié)構(gòu)及其升降系統(tǒng)。本泄洪水壩在平時(shí)及非常時(shí)期都能快速泄洪排水,可在較短時(shí)間將水庫(kù)的水位降至安全的水平上,并具有清淤排沙能力。
文檔編號(hào)E02B8/00GK1236039SQ9811321
公開(kāi)日1999年11月24日 申請(qǐng)日期1998年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月15日
發(fā)明者劉偉亮 申請(qǐng)人:劉偉亮