[实用新型]一种竖井溢洪道

说明书

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程竖井溢洪道的泄洪消能领域,特别是一种竖井溢洪道。 

背景技术

竖井溢洪道用于水利水电工程的泄洪消能，如图1所示，其主要组成部分为：溢流堰1、过渡段2、竖井3、消力井4及退水隧洞5。退水隧洞与竖井（或消力井）连接。

竖井溢洪道的水流经过溢流堰，在溢流堰曲线下端形成高速水流；高速水流在过渡段脱离竖井井壁，并在竖井空腔内自由跌落，在跌落过程中与空气发生剪切和卷吸作用，挟带大量的气体射入消力井内的水体中，引发激烈的碰撞、剪切和掺混，消刹大量的能量；水流在竖井（或消力井）内以有压流或明流的方式转向进入退水隧洞，再流入下游河渠。

竖井内自由跌落的水流卷吸掺气，呈乳白色泡沫状。水流高速射入消力井，与消力井内的水体发生碰撞，产生强烈的激溅和弹射，水流表面翻滚涌动，消力井内水流形成大尺度的漩涡运动。激溅和弹射的水体拍击退水隧洞进口区段的顶部，对洞顶混凝土结构带来不利的影响。当翻滚涌动的水流以明流的方式转向进入退水隧洞时，退水隧洞内的水流流态极不稳定。因此，为了确保退水隧洞混凝土结构的安全，同时使得退水隧洞内的水流流态平稳顺畅，竖井溢洪道内需要有一种稳定水流流态的结构。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种竖井溢洪道，确保退水隧洞混凝土结构的安全，同时使得退水隧洞内的水流流态平稳顺畅。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种竖井溢洪道，包括溢流堰，所述溢流堰底部通过过渡段与竖井顶部连接，所述竖井底部与消力井顶部连接，所述消力井一侧与退水隧洞连通；所述消力井内设置有连通管，所述连通管包括水平段和与所述水平段连通的竖直段，所述水平段与所述消力井底部连通，所述竖直段与所述退水隧洞进口连通；所述过渡段与所述退水隧洞均通过通气管与外部连通。

所述退水隧洞进口顶部通过通气管与外部连通，通气管能够更好地排放掺气水流内部溢出的气泡，进一步保证退水隧洞内的水流流态平稳顺畅。

与所述过渡段连通的通气管、与所述退水隧洞连通的通气管互通，施工方便。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型在竖井溢洪道的消力井内设置连通管，连通管将退水隧洞进口与水流激溅区在平面上发生分离，从而避免激溅水体拍击退水隧洞洞顶，确保了退水隧洞混凝土结构的安全；翻滚涌动的水流经过连通管的调整，水流能够平稳地转向进入退水隧洞，从而改善了退水隧洞内的水流流态，使得退水隧洞内的水流流态平稳顺畅；当退水隧洞的水流由明流流动转变为有压流动时，与过渡段连通的通气管能够向竖井内补气，与退水隧洞顶部连通的通气管能够排放掺气水流内部溢出的气泡，进一步保证退水隧洞内的水流流态平稳顺畅。

附图说明

图1为现有的竖井溢洪道剖视图；

图2为本实用新型一实施例剖视图。

具体实施方式

如图2所示，本实用新型一实施例包括溢流堰1，所述溢流堰1底部通过过渡段2与竖井3顶部连接，所述竖井3底部与消力井4顶部连接，所述消力井4一侧与退水隧洞5连通；所述消力井4内设置有连通管6，所述连通管6包括水平段和与所述水平段连通的竖直段，所述水平段与所述消力井4底部连通，所述竖直段与所述退水隧洞5进口连通；所述过渡段2与所述退水隧洞5进口均通过通气管7与外部连通。

本实用新型中，竖井溢洪道进口采用环型溢流堰，环型直径4m，堰顶上游曲线为1/4圆弧曲线，堰顶下游为1/4椭圆曲线；过渡段2采用渐扩方式与竖井3连接；竖井采用内径为3m的圆形竖井；竖井底部设消力井4；连通管6的水平段和竖直段均采用内径为2m的圆形管道；退水隧洞5与连通管的竖直段连通，退水隧洞进口的底部高程比消力井井底高程高4m，退水隧洞为城门洞型结构；通气管7分别与过渡段下端及退水隧洞进口顶部连通，通气管7上端与大气相通，通气管内径为0.5m。