[发明专利]一种用于阶梯溢流道的掺气结构

说明书

本发明涉及一种用于阶梯溢流道的掺气结构，属于阶梯溢流坝领域。包括主通气管道、上排分散通气管道、下排分散通气管道、前置掺气坎和首级阶梯，前置掺气坎和首级阶梯内侧分别设有与主通气管道连通的上排分散通气管道和下排分散通气管道，上排分散通气管道和下排分散通气管道的另一端分别与前置掺气坎的立面和首级阶梯的立面连通。本发明不仅能够将掺气坎和首级阶梯段内渗漏水利用负压排出而且有利于凝土内部温度的释放，从而不仅能提高效能设施表面的平整度还能够提高混凝土早期强度。

技术领域

本发明涉及一种用于阶梯溢流道的掺气结构，具体是一种用于阶梯溢洪道首级阶梯的前置掺气坎，尤其适用前置掺气坎阶梯溢流道的高速水流掺气，属于阶梯溢流坝领域。

技术背景

随着我国现代水利水电工程建设中百米级以上的高坝逐年增多，高坝泄流由于大单宽流量和高水头等引起的高速大单宽水流问题日趋严重。虽然有前置掺气坎掺气，但是阶梯溢洪道立面任然有较大的负压，尤其是立面上部分负压较大，从而使得不充分掺气导致较低的掺气浓度不能有效的保护阶梯面，尤其是对首级阶梯的破坏。

目前，在高速水流泄水建筑物常常设置掺气设施，利用掺气设施上的水流的拖拽作用将空气吸进水体。现有的掺气设施的基本体型为：掺气坎型式、掺气槽型式、掺气坎与掺气槽的组合型式。这些掺气设施均是在掺气设施的导墙底部开有孔口，空气从孔口集中进入掺气设施。这种掺气方式并不能有效减小掺气坎立面和首级阶梯立面上部分的负压，从而不能获得较高的掺气浓度，而达不到充分掺气提高效能率的目的。

产生掺气坎和首级阶梯段渗漏及绕坝渗漏。渗漏严重时，将使岸坡软化，形成集中渗流通道；甚至引起岸坡塌陷和滑坡。

在大坝施工浇筑时常常会遇到水泥水化热散热问题。在混凝土浇筑过程中，混凝土内部温度要高于外部温度，易产生温度差，如不及时释放内部温度，将会造成膨胀开裂而影响掺气设施的平整度，从而不仅影响效能，更重要是可能给大坝带来毁灭性后果。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供一种用于阶梯溢流道的掺气结构，结构新颖、成本低、易施工，尤其适用于前置掺气坎阶梯溢流道的高速水流掺气。

本发明采用的技术方案是：一种用于阶梯溢流道的掺气结构，包括主通气管道1、上排分散通气管道2、下排分散通气管道3、前置掺气坎4和首级阶梯5，前置掺气坎4和首级阶梯5内侧分别设有与主通气管道1连通的上排分散通气管道2和下排分散通气管道3，上排分散通气管道2和下排分散通气管道3的另一端分别与前置掺气坎4的立面和首级阶梯5的立面连通。

优选地，所述的下排通气管道3连接主通气管道1的一端同时与上排分散通气管道2连接主通气管道1的一端连通。

优选地，所述的上排分散通气管道2与主通气管道1处于同一水平面。

优选地，所述的上排分散通气管道2、下排分散通气管道3分别包括若干个间隔分布的分散通气管道。

优选地，所述的上排分散通气管道2、下排分散通气管道3中相邻两个分散通气管道之间的间隔相等。

本发明的有益效果是：本发明解决了原有的掺气方式不能有效减少掺气坎立面和首级台阶上部分的负压，从而获得较高的掺气浓度，达到了充分掺气提高效能率的目的。

本发明能有效的抑制坝身形成集中渗流通道，当发生渗漏时，上排分散通气管道2、下排分散通气管道3将渗漏水汇集起来，利用立面负压将渗漏水排出。

本发明能有效的释放水泥水化热。上排分散通气管道2、下排分散通气管道3在前期施工有利于混凝土内部温度的释放，从而不仅能提高效能设施表面的平整度还能够提高混凝土早期强度。

本发明将掺气坎和首级阶梯内各设置一排分散通气管道，改变了原先底部集中通气的方式，减小了掺气坎立面和首级台阶上部分的负压。