[发明专利]高速水流明流泄水洞补气结构建造方法及补气结构

权利要求书

1.高速水流明流泄水洞补气结构建造方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、首先，确定明流泄水洞(1)的结构，依据明流泄水洞(1)的结构确定水流流速变化以及补气需气量大的部位，即根据明流洞内水流流速变化在需气量大的部位分段设置n个补气洞，n＝1，2，...，i-1，i；

所述明流泄水洞(1)上分段设置有至少一个泄洪洞补气洞(4)，其中泄洪洞第一补气洞(41)设置于明流泄水洞(1)的地下工作闸室(2)处；

b、自明流泄水洞(1)中的地下工作闸室(2)开始，依次分段设置共计n个泄洪洞补气洞(4)，n＝1，2，...，i-1，i，第i个补气洞断面面积由下式确定：

A_i＝(Q_a+Q_z+Q_k-(Q₁+Q₂+…+Q_i-1))/40；

Q_a＝k₁v_wh_aB/2；

Q_z＝0.005Fr²v_wBh；

Q_k＝k₂v_wBh；

其中：A_i：第i个补气洞断面面积，m²；

Q_a：第i个补气洞对应明流泄水洞水面以上余幅的最大携气量，m³/s；

Q_z：第i个补气洞对应明流泄水洞水流表面自掺气携气量，m³/s；

Q_k：第i个补气洞对应明流泄水洞掺气坎携气量，m³/s；

Q₁…Q_i-1：第1个至第i-1个补气洞的补气量总和，m³/s；

h_a：第i个补气洞对应明流泄水洞段断面洞顶余幅平均高度，m；

v_w：第i个补气洞对应明流泄水洞段断面水流平均流速，m/s；

h:第i个补气洞对应明流泄水洞段断面清水水深，m；

B：第i个补气洞对应明流泄水洞段洞内净宽，m；

Fr：第i个补气洞对应明流泄水洞段不掺气水流的佛汝德数；

k₁：洞顶余幅携气量修正系数，取值范围为0.9～1.1；

k₂：掺气坎掺气率系数，取值范围为0.05～0.20；

c、依据上述步骤得到的各个泄洪洞补气洞(4)断面面积，确定泄洪洞补气洞(4)端面施工面积大小；

d、按照确定的明流泄水洞(1)以及泄洪洞补气洞(4)的位置以及尺寸进行施工并最终完成高速水流明流泄水洞补气结构。

2.由权利要求1所述的高速水流明流泄水洞补气结构建造方法得到的高速水流明流泄水洞补气结构，其特征在于：包括明流泄水洞(1)，所述明流泄水洞(1)上分段设置有至少一个泄洪洞补气洞(4)，其中泄洪洞第一补气洞(41)设置于明流泄水洞(1)的地下工作闸室(2)处。

3.如权利要求2所述的高速水流明流泄水洞补气结构，其特征在于：所述泄洪洞补气洞(4)的洞线为平直的结构。

4.如权利要求2所述的高速水流明流泄水洞补气结构，其特征在于：所述泄洪洞补气洞(4)与明流泄水洞(1)的永久洞室之间为彼此独立的结构。

5.如权利要求2所述的高速水流明流泄水洞补气结构，其特征在于：所述泄洪洞补气洞(4)的截面形状为圆形、方形或圆拱直墙形。

6.如权利要求2所述的高速水流明流泄水洞补气结构，其特征在于：所述泄洪洞补气洞(4)为混凝土衬砌结构。

7.如权利要求2所述的高速水流明流泄水洞补气结构，其特征在于：所述泄洪洞补气洞(4)内设置有排水孔。