一種局部側(cè)擴(kuò)式摻氣設(shè)施的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于泄洪建筑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種局部側(cè)擴(kuò)式摻氣設(shè)施，包括底部摻氣坎、突擴(kuò)側(cè)坎、通氣孔和側(cè)墻扭曲面，所述的底部摻氣坎位于底板上，底部摻氣坎所在斷面對(duì)應(yīng)的側(cè)墻上向外側(cè)突擴(kuò)形成突擴(kuò)側(cè)坎，突擴(kuò)側(cè)坎向下游方向以側(cè)墻扭曲面與下游的側(cè)墻過渡相接，突擴(kuò)側(cè)坎及側(cè)墻扭曲面是側(cè)墻上的一部分；通氣孔設(shè)置在突擴(kuò)側(cè)坎的下游兩側(cè)側(cè)墻底部，通過側(cè)墻埋管與通氣洞相接或直接與大氣連通。本實(shí)用新型將傳統(tǒng)的底部摻氣坎改為具有局部側(cè)擴(kuò)的摻氣設(shè)施，當(dāng)高速水流通過摻氣設(shè)施時(shí)，不僅在底板上形成摻氣空腔，而且在側(cè)壁也有摻氣空腔形成，通氣孔既可以為底空腔供氣，也可以為側(cè)空腔供氣，從而對(duì)泄水建筑物的底板和邊墻提供全方位的保護(hù)。
【專利說明】
_種局部側(cè)擴(kuò)式摻氣設(shè)施
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于泄洪建筑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種局部側(cè)擴(kuò)式摻氣設(shè)施。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于高水頭的泄洪建筑物，其過流邊壁容易發(fā)生空化空蝕破壞，工程中通常需要設(shè)置摻氣設(shè)施，以促使水流摻氣，防止壁面空蝕破壞的發(fā)生。
[0003]從20世紀(jì)30年代開始，科學(xué)界與工程界就開始了對(duì)泄洪建筑物空蝕現(xiàn)象及預(yù)防空蝕措施的研究；20世紀(jì)70?80年代，摻氣減蝕技術(shù)已研究成熟，開始在大量的工程設(shè)計(jì)中得到采用，在解決高速水流引發(fā)的空蝕破壞問題方面發(fā)揮了非常重要的作用。20世紀(jì)90年代，摻氣減蝕技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)了各種異型摻氣設(shè)施，如U型坎、V型坎、凸型坎、八字坎、底板下彎式摻氣坎等，解決了小底坡?lián)綒怆y、空腔積水、下游泄槽流態(tài)差等難題。但這些摻氣設(shè)施均著重于泄槽底板的摻氣保護(hù)問題，對(duì)于側(cè)壁的保護(hù)并未涉及。近年來，隨著二灘泄洪洞、李家峽泄洪洞等高水頭泄洪建筑物側(cè)壁空蝕破壞的發(fā)生，側(cè)壁的摻氣減蝕問題日益受到各方學(xué)者的重視。
[0004]在二灘泄洪洞修復(fù)設(shè)計(jì)中，提出了側(cè)壁加設(shè)貼角的方案對(duì)側(cè)壁進(jìn)行摻氣保護(hù)。2005年汛期經(jīng)過426h運(yùn)行，未發(fā)現(xiàn)空蝕破壞，表明改建后的摻氣設(shè)施對(duì)下游邊墻起到了很好的保護(hù)作用。但是在后期的進(jìn)一步研究中發(fā)現(xiàn)，加設(shè)折流貼角容易引起邊墻水翅、加重下游沖擊波、惡化水流流態(tài)等不利現(xiàn)象，特別是在泄槽水深較淺時(shí)，影響更大。尋找一種既能給側(cè)壁提供摻氣保護(hù)、又盡量不影響泄槽流態(tài)的摻氣設(shè)施體型便成了研究的重點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種局部側(cè)擴(kuò)式摻氣設(shè)施，它不僅可以給泄槽底板和側(cè)壁提供摻氣保護(hù)，而且對(duì)下游流態(tài)影響極小。
[0006]為此，本實(shí)用新型提供了一種局部側(cè)擴(kuò)式摻氣設(shè)施，包括底部摻氣坎、突擴(kuò)側(cè)坎、通氣孔和側(cè)墻扭曲面，所述的底部摻氣坎位于底板上，底部摻氣坎所在斷面對(duì)應(yīng)的側(cè)墻上向外側(cè)突擴(kuò)形成突擴(kuò)側(cè)坎，突擴(kuò)側(cè)坎向下游方向以側(cè)墻扭曲面與下游的側(cè)墻過渡相接，突擴(kuò)側(cè)坎及側(cè)墻扭曲面是側(cè)墻上的一部分;通氣孔設(shè)置在突擴(kuò)側(cè)坎的下游兩側(cè)側(cè)墻底部，通過側(cè)墻埋管與通氣洞相接或直接與大氣連通。
[0007]所述的底部摻氣坎采用常規(guī)摻氣坎或其它異形摻氣坎，異形摻氣坎包括U型坎、V型坎、凸型坎、八字坎、底板下彎式摻氣坎。
[0008]所述的側(cè)墻扭曲面的高度與突擴(kuò)側(cè)坎相同，長度為突擴(kuò)側(cè)坎最大突擴(kuò)寬度的50至80倍。
[0009]所述的突擴(kuò)側(cè)坎與底部摻氣坎布置于同一斷面，突擴(kuò)側(cè)坎的豎向高度大于或等于泄槽最大水深，且其頂部突擴(kuò)寬度較小、底部突擴(kuò)寬度較大。
[0010]所述的摻氣設(shè)施布置于泄水隧洞，突擴(kuò)側(cè)坎的高度與隧洞斷面直墻高度相同，頂部突擴(kuò)寬度為O米至0.05米，底部突擴(kuò)寬度為0.15米至0.2米。[0011 ]所述的摻氣設(shè)施布置于開敞式溢洪道，突擴(kuò)側(cè)坎的高度取最大水深的1.0至1.2倍，頂部突擴(kuò)寬度為O米，底部突擴(kuò)寬度為0.15米至0.2米。
[0012]所述的通氣孔是矩形或圓形斷面的孔，通氣孔和側(cè)墻埋管的斷面積滿足風(fēng)速不大于60米/秒。
[0013]本實(shí)用新型提供的這種局部側(cè)擴(kuò)式摻氣設(shè)施的有益效果:
[0014]1、將傳統(tǒng)的底部摻氣坎改為具有局部側(cè)擴(kuò)的摻氣設(shè)施，當(dāng)高速水流通過摻氣設(shè)施時(shí)，不僅在底板上形成摻氣空腔，而且在側(cè)壁也有摻氣空腔形成，通氣孔既可以為底空腔供氣，也可以為側(cè)空腔供氣，從而對(duì)泄水建筑物的底板和邊墻提供全方位的保護(hù)。
[0015]2、本實(shí)用新型對(duì)下游泄槽水流流態(tài)幾乎沒有影響，可以避免在側(cè)壁設(shè)置貼角時(shí)產(chǎn)生水翅、惡化下游流態(tài)的弊端。
[0016]3、本實(shí)用新型最大突擴(kuò)寬度僅0.15米至0.2米，側(cè)壁沖擊壓力小，氣體容易與邊壁水流摻混而形成摻氣水流，從而能夠?yàn)閭?cè)壁提供減蝕保護(hù)。
【附圖說明】
[0017]以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0018]圖1是局部側(cè)擴(kuò)式摻氣設(shè)施的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是局部側(cè)擴(kuò)式摻氣設(shè)施的縱剖面示意圖；
[0020]圖3是局部側(cè)擴(kuò)式摻氣設(shè)施的平面示意圖；
[0021 ]圖4是局部側(cè)擴(kuò)式摻氣設(shè)施摻氣坎斷面橫剖面圖；
[0022]附圖標(biāo)記說明:1、底部摻氣坎；2、突擴(kuò)側(cè)坎;3、通氣孔；4、側(cè)墻扭曲面;5、底板；6、側(cè)墻;7、側(cè)墻埋管。
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例1:
[0024]本實(shí)施例提供一種局部側(cè)擴(kuò)式摻氣設(shè)施，結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4所不，包括底部摻氣坎1、突擴(kuò)側(cè)坎2、通氣孔3和側(cè)墻扭曲面4，所述的底部摻氣坎I位于底板5上，底部摻氣坎I所在斷面對(duì)應(yīng)的側(cè)墻6上向外側(cè)突擴(kuò)形成突擴(kuò)側(cè)坎2，突擴(kuò)側(cè)坎2向下游方向以側(cè)墻扭曲面4與下游的側(cè)墻6過渡相接，突擴(kuò)側(cè)坎2及側(cè)墻扭曲面4是側(cè)墻6上的一部分;通氣孔3設(shè)置在突擴(kuò)側(cè)坎2的下游兩側(cè)側(cè)墻6底部，通過側(cè)墻埋管7與通氣洞相接或直接與大氣連通。
[0025]高速水流經(jīng)過摻氣設(shè)施時(shí)，在底部摻氣坎I和突擴(kuò)側(cè)坎2后與底板5和側(cè)墻6脫離，形成空腔并產(chǎn)生負(fù)壓，由兩側(cè)通氣孔3及側(cè)空腔頂部將空氣吸入，水流與吸入的氣體摻混后流向下游，從而達(dá)到對(duì)底板5和側(cè)墻6的減蝕保護(hù)作用，而且由于同時(shí)對(duì)泄流建筑物底板和側(cè)壁提供摻氣保護(hù)，對(duì)下游泄槽流態(tài)影響極小，不會(huì)產(chǎn)生水翅等不利流態(tài)。
[0026]本實(shí)施例中，通氣孔3是矩形或圓形斷面的孔，它設(shè)置在突擴(kuò)側(cè)坎的下游邊墻底部，并與通風(fēng)洞、通風(fēng)廊道或直接與大氣連通，通氣孔3和側(cè)墻埋管7的斷面積滿足風(fēng)速不大于60米/秒。
[0027]實(shí)施例2:
[0028]本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行說明，本實(shí)施例中，底部摻氣坎I采用常規(guī)摻氣坎或其它異形摻氣坎，異形摻氣坎可以是U型坎、V型坎、凸型坎、八字坎、底板下彎式摻氣坎等中的一種，底部摻氣坎I的體型參數(shù)按規(guī)范選取或由模型試驗(yàn)確定。
[0029]側(cè)墻扭曲面4的高度與突擴(kuò)側(cè)坎2相同，長度為突擴(kuò)側(cè)坎2最大突擴(kuò)寬度的50至80倍。突擴(kuò)側(cè)坎2與底部摻氣坎I布置于同一斷面，突擴(kuò)側(cè)坎2的豎向高度大于或等于泄槽最大水深，且其頂部突擴(kuò)寬度較小、底部突擴(kuò)寬度較大。
[0030]本實(shí)用新型的特點(diǎn)是將傳統(tǒng)的底部摻氣坎改為具有局部側(cè)擴(kuò)的摻氣設(shè)施，當(dāng)高速水流通過摻氣設(shè)施時(shí)，不僅在底板上形成摻氣空腔，而且在側(cè)壁也有摻氣空腔形成，通氣孔既可以為底空腔供氣，也可以為側(cè)空腔供氣，從而對(duì)泄水建筑物的底板和邊墻提供全方位的保護(hù)，而本實(shí)施例中對(duì)突擴(kuò)側(cè)坎2以及側(cè)墻扭曲面4的限定，使得這種效果更佳。
[0031 ]下面結(jié)合具體的摻氣設(shè)施的布置點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步限定說明:
[0032]實(shí)施例3:
[0033]當(dāng)摻氣設(shè)施布置于泄水隧洞的時(shí)候，突擴(kuò)側(cè)坎2的高度與隧洞斷面直墻高度相同，頂部突擴(kuò)寬度為O米至0.05米，底部突擴(kuò)寬度為0.15米至0.2米。
[0034]當(dāng)摻氣設(shè)施布置于開敞式溢洪道的時(shí)候，突擴(kuò)側(cè)坎2的高度取最大水深的1.0至1.2倍，頂部突擴(kuò)寬度為O米，底部突擴(kuò)寬度為0.15米至0.2米。
[0035]本實(shí)施例與結(jié)合偏心鉸閘門設(shè)計(jì)而采用的常規(guī)突擴(kuò)突跌式體型不同，常規(guī)突擴(kuò)突跌坎側(cè)擴(kuò)寬度一般為0.5m左右，泄放高速水流時(shí)雖有側(cè)空腔形成，但側(cè)空腔僅僅是一個(gè)給底空腔供氣的通道，側(cè)擴(kuò)水流與側(cè)壁沖擊夾角過大，氣體難以與邊壁水流摻混，因此不能給側(cè)壁提供摻氣保護(hù);本實(shí)用新型最大突擴(kuò)寬度僅0.15米至0.2米，側(cè)壁沖擊壓力小，氣體容易與邊壁水流摻混而形成摻氣水流，從而能夠?yàn)閭?cè)壁提供減蝕保護(hù)。
[0036]綜上所述，本實(shí)用新型可以同時(shí)對(duì)泄流建筑物底板和側(cè)壁提供摻氣保護(hù)，并且對(duì)下游泄槽流態(tài)影響極小，不會(huì)產(chǎn)生水翅等不利流態(tài)。
[0037]以上例舉僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的舉例說明，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍的限制，凡是與本實(shí)用新型相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種局部側(cè)擴(kuò)式摻氣設(shè)施，包括底部摻氣坎(I)、突擴(kuò)側(cè)坎(2)、通氣孔(3)和側(cè)墻扭曲面(4)，其特征在于:所述的底部摻氣坎(I)位于底板(5)上，底部摻氣坎(I)所在斷面對(duì)應(yīng)的側(cè)墻(6)上向外側(cè)突擴(kuò)形成突擴(kuò)側(cè)坎(2)，突擴(kuò)側(cè)坎(2)向下游方向以側(cè)墻扭曲面(4)與下游的側(cè)墻(6)過渡相接，突擴(kuò)側(cè)坎(2)及側(cè)墻扭曲面(4)是側(cè)墻(6)上的一部分;通氣孔(3)設(shè)置在突擴(kuò)側(cè)坎(2)的下游兩側(cè)側(cè)墻(6)底部，通過側(cè)墻埋管(7)與通氣洞相接或直接與大氣連通。2.如權(quán)利要求1所述的局部側(cè)擴(kuò)式摻氣設(shè)施，其特征在于:所述的底部摻氣坎(I)采用常規(guī)摻氣坎或其它異形摻氣坎，異形摻氣坎包括U型坎、V型坎、凸型坎、八字坎、底板下彎式摻氣坎。3.如權(quán)利要求1所述的局部側(cè)擴(kuò)式摻氣設(shè)施，其特征在于:所述的側(cè)墻扭曲面(4)的高度與突擴(kuò)側(cè)坎(2)相同，長度為突擴(kuò)側(cè)坎(2)最大突擴(kuò)寬度的50至80倍。4.如權(quán)利要求3所述的局部側(cè)擴(kuò)式摻氣設(shè)施，其特征在于:所述的突擴(kuò)側(cè)坎(2)與底部摻氣坎(I)布置于同一斷面，突擴(kuò)側(cè)坎(2)的豎向高度大于或等于泄槽最大水深，且其頂部突擴(kuò)寬度較小、底部突擴(kuò)寬度較大。5.如權(quán)利要求4所述的局部側(cè)擴(kuò)式摻氣設(shè)施，其特征在于:所述的摻氣設(shè)施布置于泄水隧洞，突擴(kuò)側(cè)坎(2)的高度與隧洞斷面直墻高度相同，頂部突擴(kuò)寬度為O米至0.05米，底部突擴(kuò)寬度為0.15米至0.2米。6.如權(quán)利要求4所述的局部側(cè)擴(kuò)式摻氣設(shè)施，其特征在于:所述的摻氣設(shè)施布置于開敞式溢洪道，突擴(kuò)側(cè)坎(2)的高度取最大水深的1.0至1.2倍，頂部突擴(kuò)寬度為O米，底部突擴(kuò)寬度為0.15米至0.2米。7.如權(quán)利要求1所述的局部側(cè)擴(kuò)式摻氣設(shè)施，其特征在于:所述的通氣孔(3)是矩形或圓形斷面的孔，通氣孔(3)和側(cè)墻埋管(7)的斷面積滿足風(fēng)速不大于60米/秒。
【文檔編號(hào)】E02B8/06GK205576867SQ201620242449
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年3月28日
【發(fā)明人】劉少斌
【申請(qǐng)人】中國電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司