一種消力池下游消能工除險(xiǎn)改造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水利工程領(lǐng)域，尤其是一種消力池下游消能工除險(xiǎn)改造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)狀的低水頭攔河閘泄洪消能多采用底流消能，即在攔河閘下游設(shè)置消力池、海漫段和防沖槽等，利用消力池水躍消能，并以海漫段消減消力池下游剩余水流能量、調(diào)整流速分布、使水流均勻地?cái)U(kuò)散等，以減小泄流對下游河道河床的沖刷，其具體結(jié)構(gòu)可參照圖1。
[0003]目前，由于眾多的攔河閘下游河道河床下切、水位降低，造成攔河閘下游消能工出險(xiǎn)(如海漫段沖毀、消力池崩塌和破壞等)，需進(jìn)行除險(xiǎn)加固和改造。攔河閘下游河道水位降低之后，若其出險(xiǎn)的下游消能工經(jīng)改造后仍可以利用，通常采用的除險(xiǎn)改造方法是:在現(xiàn)狀消力池加固和改造的基礎(chǔ)上，將其下游海漫段和防沖槽開挖掉、增設(shè)二級消力池，并在二級消力池下游再設(shè)置海漫段和防沖槽等，采用分級消能使末級消力池出流較平順與下游河道水流銜接，以確保工程的安全運(yùn)行。
[0004]由于攔河閘下游采用兩級消力池運(yùn)行的水流條件較復(fù)雜，其除險(xiǎn)改造方案工程量較大，工程投資相對較多，且在工程改造施工中受限制的條件較多、施工不方便，因此，給眾多的攔河閘下游消能工除險(xiǎn)改造帶來一定的困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是:提供一種低成本、高安全性的消力池下游消能工除險(xiǎn)改造方法。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種消力池下游消能工除險(xiǎn)改造方法，所述消力池下游消能工包括有依次設(shè)置的斜坡海漫段和防沖槽，所述消力池尾端設(shè)置有消力池尾坎，該方法包括有以下步驟:
A、在斜坡海漫段的表層鋪設(shè)一層用于加固的鋼筋砼；
C、在斜坡海漫段設(shè)置多條連續(xù)性消力坎；
D、所述斜坡海漫段尾端設(shè)置有防沖齒墻。
[0007]進(jìn)一步，所述消力池與斜坡海漫段之間還設(shè)置有水平海漫段，所述步驟A還包括:在水平海漫段的表層鋪設(shè)一層用于加固的鋼筋砼。
[0008]進(jìn)一步，所述步驟A與步驟C之間還包括有步驟B:在水平海漫段前端設(shè)置一排消力墩，同時(shí)在水平海漫段尾端設(shè)置一條連續(xù)性尾坎。
[0009]進(jìn)一步，所述消力墩設(shè)置于水平海漫段的1/3-1/2長度處。
[0010]進(jìn)一步，所述消力墩頂部與消力池尾坎頂部齊平，所述連續(xù)性尾坎頂部與消力池尾坎頂部的高程差不大于0.3m。
[0011]進(jìn)一步，所述步驟C中的多條連續(xù)性消力坎中，位于斜坡海漫段前端的首條連續(xù)性消力坎頂部與水平海漫段尾端連續(xù)性尾坎頂部的高程差、多條連續(xù)性消力坎中相鄰兩條連續(xù)性消力坎的高程差均不大于0.4-0.5m。
[0012]進(jìn)一步，所述步驟C中的多條連續(xù)性消力坎的高度由斜坡海漫段前端往尾端逐漸降低，設(shè)置的高度范圍為0.7-0.4m，所述多條連續(xù)性消力坎中相鄰兩條連續(xù)性消力坎之間的水平投影距離為6m。
[0013]進(jìn)一步，所述步驟A中鋼筋輪的厚度為0.3-0.4m。
[0014]進(jìn)一步，所述步驟C還包括有:在連續(xù)性消力坎的上游面底部回填倒三角體鋼筋砼，所述倒三角體鋼筋砼的頂面為水平面。
[0015]進(jìn)一步，所述步驟D中的防沖槽的設(shè)置參數(shù)根據(jù)防沖槽斷面的流速值計(jì)算，所述防沖槽斷面的流速值根據(jù)斜坡海漫段尾端下游防沖槽的各級泄流單寬流量和斷面水深值計(jì)算而得。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明方法通過在出險(xiǎn)的攔河閘下游消力池除險(xiǎn)加固和改造，并根據(jù)其消力池尾坎布置和在出險(xiǎn)下游海漫段加固的基礎(chǔ)上，得到了優(yōu)化的下游海漫段的消力墩和消力坎布置方法，為眾多的因下游河道河床下切、水位降低的攔河閘下游消能工除險(xiǎn)改造開辟了一條新的途徑，可大大節(jié)省工程量和投資，便于施工，確保工程運(yùn)行的安全。
【附圖說明】
[0017]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的消能工不意圖；
圖2為本發(fā)明方法流程圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例示意圖；
圖4為圖3中消力坎和倒三角體鋼筋砼局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明:
參照圖2，一種消力池下游消能工除險(xiǎn)改造方法，所述消力池下游消能工包括有依次設(shè)置的斜坡海漫段和防沖槽，所述消力池尾端設(shè)置有消力池尾坎，該方法包括有以下步驟:
A、在斜坡海漫段的表層鋪設(shè)一層用于加固的鋼筋砼；
C、在斜坡海漫段設(shè)置多條連續(xù)性消力坎；
D、所述斜坡海漫段尾端設(shè)置有防沖齒墻。
[0019]參照圖3，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述消力池與斜坡海漫段之間還設(shè)置有水平海漫段，所述步驟A還包括:在水平海漫段的表層鋪設(shè)一層用于加固的鋼筋砼。
[0020]步驟A中鋪設(shè)一層鋼筋砼的作用在于增加水平海漫段和斜坡海漫段的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0021]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，為了削減消力池尾端尾坎下游水平海漫段的流速、使水平海漫段泄流較平順進(jìn)入下游斜坡海漫段，所述步驟A與步驟C之間還包括有步驟B:在水平海漫段前端設(shè)置一排消力墩，同時(shí)在水平海漫段尾端設(shè)置一條連續(xù)性尾坎。
[0022]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述消力墩設(shè)置于水平海漫段的1/3-1/2長度處。
[0023]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述消力墩頂部與消力池尾坎頂部齊平，所述連續(xù)性尾坎頂部與消力池尾坎頂部的高程差不大于0.3m。
[0024]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述步驟C中的多條連續(xù)性消力坎中，位于斜坡海漫段前端的首條連續(xù)性消力坎頂部與水平海漫段尾端連續(xù)性尾坎頂部的高程差、多條連續(xù)性消力坎中相鄰兩條連續(xù)性消力坎的高程差均不大于0.4-0.5m。
[0025]所述連續(xù)性消力坎的橫斷面為梯形，上游迎水面為直立面。
[0026]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述步驟C中的多條連續(xù)性消力坎的高度由斜坡海漫段前端往尾端逐漸降低，設(shè)置的高度范圍為0.7-0.4m，所述多條連續(xù)性消力坎中相鄰兩條連續(xù)性消力坎之間的水平投影距離為6m。
[0027]參照圖3，其中斜坡海漫段設(shè)置了 6條連續(xù)性消力坎，其具體高度可設(shè)置為:第1、2條消力坎高度為0.65m、第3、4條消力坎高度為0.55m、第5條消力坎高度為0.5m、第6條消力坎高度為0.4m。
[0028]參照圖3，所述步驟C中，根據(jù)斜坡海漫段的坡度i (i=tg0，Θ為斜坡海漫段坡線與水平線夾角)選定各消力坎頂部之間的高程差0.4-0.5m、水平投影距離6m，再計(jì)算出各消力坎的高度值。
[0029]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述步驟A中鋼筋輪的厚度為0.3-0.4m。
[0030]參照圖4，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述步驟C還包括有:在連續(xù)性消力坎的上游面底部回填倒三角體鋼筋砼，所述倒三角體鋼筋砼的頂面為水平面。
[0031]若上述計(jì)算得到的消力坎高度值較大，超過了設(shè)置的高度范圍0.7-0.4m，則可在消力坎的上游面底部回填倒三角體鋼筋砼，不僅可減小消力坎高度，同時(shí)也對其起到了加固的作用。
[0032]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述步驟D中的防沖槽的設(shè)置參數(shù)根據(jù)防沖槽斷面的流速值計(jì)算，所述防沖槽斷面的流速值根據(jù)斜坡海漫段尾端下游防沖槽的各級泄流單寬流量和斷面水深值計(jì)算而得。
[0033]所述防沖槽的設(shè)置參數(shù)包括有其防護(hù)材料、深度和范圍驗(yàn)證的水力條件為:根據(jù)攔河閘上游為正常蓄水位相應(yīng)的各級閘門控泄的運(yùn)行水文組次以及閘門全開泄洪(包括設(shè)計(jì)洪水頻率流量和校核洪水頻率流量)運(yùn)行水文組次得出。
[0034]如圖3所示的實(shí)施例在實(shí)際的攔河閘除險(xiǎn)改造工程中應(yīng)用效果理想，經(jīng)除險(xiǎn)加固和改造后的汛期泄洪運(yùn)行表明，攔河閘下游消能工的運(yùn)行流態(tài)與水力模型試驗(yàn)狀況較吻合，工程運(yùn)行情況良好。
[0035]以上是對本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可以作出種種的等同變換或替換，這些等同的變換或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種消力池下游消能工除險(xiǎn)改造方法，其特征在于:所述消力池下游消能工包括有依次設(shè)置的斜坡海漫段和防沖槽，所述消力池尾端設(shè)置有消力池尾坎，該方法包括有以下步驟: A、在斜坡海漫段的表層鋪設(shè)一層用于加固的鋼筋砼； C、在斜坡海漫段設(shè)置多條連續(xù)性消力坎； D、所述斜坡海漫段尾端設(shè)置有防沖齒墻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消力池下游消能工除險(xiǎn)改造方法，其特征在于:所述消力池與斜坡海漫段之間還設(shè)置有水平海漫段，所述步驟A還包括:在水平海漫段的表層鋪設(shè)一層用于加固的鋼筋砼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種消力池下游消能工除險(xiǎn)改造方法，其特征在于:所述步驟A與步驟C之間還包括有步驟B:在水平海漫段前端設(shè)置一排消力墩，同時(shí)在水平海漫段尾端設(shè)置一條連續(xù)性尾坎。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種消力池下游消能工除險(xiǎn)改造方法，其特征在于:所述消力墩設(shè)置于水平海漫段的1/3-1/2長度處。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種消力池下游消能工除險(xiǎn)改造方法，其特征在于:所述消力墩頂部與消力池尾坎頂部齊平，所述連續(xù)性尾坎頂部與消力池尾坎頂部的高程差不大于0.3mο
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種消力池下游消能工除險(xiǎn)改造方法，其特征在于:所述步驟C中的多條連續(xù)性消力坎中，位于斜坡海漫段前端的首條連續(xù)性消力坎頂部與水平海漫段尾端連續(xù)性尾坎頂部的高程差、多條連續(xù)性消力坎中相鄰兩條連續(xù)性消力坎的高程差均不大于0.4-0.5mο
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消力池下游消能工除險(xiǎn)改造方法，其特征在于:所述步驟C中的多條連續(xù)性消力坎的高度由斜坡海漫段前端往尾端逐漸降低，設(shè)置的高度范圍為0.7-0.4m，所述多條連續(xù)性消力坎中相鄰兩條連續(xù)性消力坎之間的水平投影距離為6m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種消力池下游消能工除險(xiǎn)改造方法，其特征在于:所述步驟A中鋼筋輪的厚度為0.3-0.4m。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消力池下游消能工除險(xiǎn)改造方法，其特征在于:所述步驟C還包括有:在連續(xù)性消力坎的上游面底部回填倒三角體鋼筋砼，所述倒三角體鋼筋砼的頂面為水平面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消力池下游消能工除險(xiǎn)改造方法，其特征在于:所述步驟D中的防沖槽的設(shè)置參數(shù)根據(jù)防沖槽斷面的流速值計(jì)算，所述防沖槽斷面的流速值根據(jù)斜坡海漫段尾端下游防沖槽的各級泄流單寬流量和斷面水深值計(jì)算而得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種消力池下游消能工除險(xiǎn)改造方法，所述消力池下游消能工包括有依次設(shè)置的海漫段和防沖槽，所述消力池尾端設(shè)置有尾坎，該方法包括有以下步驟：在斜坡海漫段表層鋪設(shè)用于加固的鋼筋砼；在斜坡海漫段設(shè)置多條連續(xù)性消力坎；所述斜坡海漫段尾端設(shè)置有防沖齒墻。本發(fā)明方法通過在出險(xiǎn)的攔河閘下游消力池除險(xiǎn)加固和改造，并根據(jù)其尾坎布置和在出險(xiǎn)下游海漫段加固的基礎(chǔ)上，得到了優(yōu)化的下游海漫段的消力坎布置方法，為眾多的因下游河道河床下切、水位降低的攔河閘下游消能工除險(xiǎn)改造開辟了一條新的途徑，可大大節(jié)省工程量和投資，確保工程運(yùn)行的安全。本發(fā)明作為一種消力池下游消能工除險(xiǎn)改造方法可廣泛應(yīng)用于水利工程領(lǐng)域。
【IPC分類】E02B8-06
【公開號】CN104863098
【申請?zhí)枴緾N201510247184
【發(fā)明人】黃智敏, 陸漢柱, 付波, 黃健東
【申請人】廣東省水利水電科學(xué)研究院
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月14日