[实用新型]改建明流泄洪洞中的突跌突扩结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及水利工程，尤其是涉及一种城门洞型导流洞改建明流泄洪洞中的突跌突扩结构。

背景技术

在以当地材料坝为坝型的大型水利枢纽建设过程中，根据泄洪规模和当地地形地质条件情况，往往需要布置两条以上的泄洪洞。泄洪洞造价较高，利用施工期的临时导流洞改建成永久泄洪洞（利用原导流洞洞身结构，增加龙抬头），不仅能变废为宝，节省投资，缩短工期，而且还可以解决因地形限制无法布置多条泄洪洞的难题。

但是，由于导流洞的作用是枢纽建设期间的临时泄洪，为低水位运行泄洪洞，其进口高程一般与原河道底高程相近；永久泄洪洞属于高水位运行泄洪洞，高水位运行泄洪洞尤其是高水位运行明流泄洪洞的洞内流速较高，有的甚至超过40m/s，远超过规范规定防空蚀结构的高速水流。所以导流洞增加龙抬头改建成明流泄洪洞，首先应解决高速水流对洞身结构的空蚀破坏问题，尤其是在龙抬头末端与导流洞洞身接触洞段，水流流速最高，空蚀破坏可能性最大。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于城门洞型导流洞改建明流泄洪洞中的突跌突扩结构。

为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案：

本实用新型所述的改建明流泄洪洞中的突跌突扩结构，包括新增建的龙抬头洞身及原有的导流洞洞身，所述龙抬头洞身从始端至末端高度逐渐降低，在所述龙抬头洞身与导流洞洞身的衔接处，龙抬头洞身的高度比导流洞洞身的高度高0.5~1.0m，龙抬头洞身的单侧宽度比导流洞洞身窄0.3~0.8m。

当洞内水流的流速在25~30m/s时，在所述龙抬头洞身与导流洞洞身的衔接处，龙抬头洞身的高度比导流洞洞身的高度高0.5~0.8m，龙抬头洞身的单侧宽度比导流洞洞身窄0.3~0.5m。

当洞内水流的流速在30~35m/s时，在所述龙抬头洞身与导流洞洞身的衔接处，龙抬头洞身的高度比导流洞洞身的高度高0.8~1.0m，龙抬头洞身的单侧宽度比导流洞洞身窄0.5~0.8m。如果洞内水流的流速超过35m/s，同时还需要在靠近龙抬头洞身和导流洞洞身衔接处的龙抬头洞身底部设置有掺气底孔，在靠近龙抬头洞身和导流洞洞身衔接处的导流洞洞身边墙上设置有掺气侧孔。

本实用新型的优点在于在将城门洞形导流洞改建为明流泄洪洞时，考虑到龙抬头末端水流流速较大，弗劳德数较高，通过将龙抬头洞身和导流洞洞身衔接处设计成两段不同的洞身断面，即将龙抬头洞身与导流洞洞身衔接处的龙抬头洞身的断面宽度缩窄（单侧宽度缩窄0.3~0.8m），减小龙抬头洞身末端的洞身断面高度（高度差降为0.5~1.0m），制造出突扩突跌，能有效消减高速水流的空蚀破坏，达到掺气减蚀的效果，保护了龙抬头后段洞身的运行安全，适合洞内流速大于25m/s的高速水流泄洪洞改造。

附图说明

图1是本实用新型的洞身结构纵面图。

图2是图1的俯视结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型所述的改建明流泄洪洞中的突跌突扩结构，包括新增建的龙抬头洞身1及原有的导流洞洞身2，增建的龙抬头洞身1从始端至末端高度逐渐降低，在龙抬头洞身1与导流洞洞身2的衔接处，龙抬头洞身1的高度比导流洞洞身2的高度高0.5~1.0m，龙抬头洞身1的单侧宽度比导流洞洞身2窄0.3~0.8m，其衔接处构成“突跌突扩”结构。

实际施工时，当龙抬头洞身的末端水流流速小于30m/s时，龙抬头洞身1与导流洞洞身2衔接处的龙抬头洞身1的高度比导流洞洞身2的高度高0.5~0.8m，龙抬头洞身1的单侧宽度比导流洞洞身2窄0.3~0.5m，即突跌高度为0.5~0.8m，单侧突扩宽度为0.3~0.5m，水流掺气从洞内净空余幅内采气，空气通过两侧突扩形成的水舌空气向气压较低的水舌底空腔供气，达到高速水流掺气效果。

当流速介于30m/s与35m/s之间时，突跌高度为0.8~1.0m，单侧突扩宽度为0.5~0.8m ，高速水流掺气原理同上。

当流速超过35m/s以上，突跌高度为0.8~1.0m，单侧突扩宽度为0.5~0.8m ，在高速水流掺气原理同上的基础上，同时增加底空腔掺气和边墙掺气：即在靠近龙抬头洞身和导流洞洞身衔接处的龙抬头洞身1底部设置掺气底孔3，在靠近龙抬头洞身和导流洞洞身衔接处的导流洞洞身2边墙上设置掺气侧孔4，以达到防空蚀及减蚀效果。实际施工时，掺气底孔3为钢板结构，支撑钢筋根据实际需要设置。掺气孔断面尺寸不仅要满足掺气需要，还要满足检修、维修的需要。