[发明专利]溢流坝泄洪底流防冲刷消能墙

说明书

本发明公开了一种溢流坝泄洪底流防冲刷消能墙，溢流坝主体泄洪通道底有跌坎消力池，远端有消能墙，消力池与远端消能墙之间的区域或消力池的前端区域或远端消能墙的前端区域，有固定于底层内的复合透水消能墙。本发明复合透水消能墙置于消力池与远端消能墙之间的区域，消能过程主要使一部分泄水通过摩擦、旋滚、扩散、撞击、变成热能耗散。将该复合消能墙修筑于消力池前时，能够极大程度上减少高速水流对原有消力池的冲刷和磨损。

技术领域

本发明属于高水头、大流量条件下底流消能技术领域，具体涉及一种溢流坝泄洪底流防冲刷消能墙。

背景技术

高水头、大流量溢流坝的传统消能工方式主要有挑流、底流、面流三大消能方式，各消能方式各具优缺点，单纯一种消能方式往往较难达到最佳消能效果，部分利用挑流消能的大型水电站通常集合多种消能方式。挑流消能方式具有工程量较小和施工简单的特点被应用于高坝洪流输出的首位，但挑流消能的挑流高度过高会造成泄洪雾化现象严重产生雾化降雨，影响坝区电厂、交通和农业，仅依靠挑流高度变低后消能效果有限。目前，在三大消能方式中仍以底流消能为主配合其他消能为辅相互配合的消能组合应用。底流消能的原理是在挡水建筑物下游设消力池、消力坎和消能墙等，促使水流在限定范围内产生水跃，通过水流的内部摩擦、掺气和撞击以消耗多余的能量，具有流态稳定、消能效果好、对地质条件和尾水水位变化适应性较强的优势。

然而底流消能需要修建造价昂贵的底流消力池，工程投资较大，底流冲刷破坏程度大导致消力池和消能墙严重磨损，进而降低消能效果。泄洪通道底消力池和远端消能墙的施工成本高，维护难度大。

由于高坝工程工作水头高，致使消力池临底流速很高，难于保证消力池自身的泄洪安全。长期水流冲刷导致的磨损无法通过常规修复方式还原，重新筑基施工量大和成本高，尤其是针对高水头、大流量条件下底流消能需求，底流消能的跌坎高度越大，消力池临底流速和脉动压强越小，水流流态越接近于面流，消能效果相对较差；跌坎高度越小，消力池内水流流态越接近于常规的水跃消能的底流流态，消能效果好，但消力池临底流速较大，容易对底板造成破坏。对于长期水流冲刷导致的对跌坎磨损无法通过常规修复方式还原，重新筑基施工量大和成本高，现实中难以实现。

发明内容

针对长期运行的溢流坝泄洪过程对于底流冲刷消力池导致磨损严重且修复难度大的问题，本发明提供一种溢流坝泄洪底流防冲刷消能墙。

本发明解决其技术问题所采用一种溢流坝泄洪底流防冲刷消能墙，溢流坝主体泄洪通道底有跌坎消力池，远端有消能墙，消力池与远端消能墙之间的区域或消力池的前端区域或远端消能墙的前端区域，有固定于底层内的复合透水消能墙。

复合透水消能墙包括在泄洪通道底层筑建砼基础且通过锚杆深植地层深处，或将砼基础与消力池基础连接，或将砼基础与远端消能墙基础连接，基础上侧通过预埋件固定主架和辅架，在主架内阵列式分布且固定多个消能单元，形成具有多层消能墙的复合结构透水墙。

每个消能单元分别包括导流基件、内穿拉杆、锁套和侧连杆，导流基件的中部含有一个梭形的圆盘体，圆盘体两侧面分别为凹锥面，圆盘体的轴心有中心孔， 所述的内穿拉杆沿纵向贯穿多个导流基件并固定，内穿拉杆的末端有螺柱段并套固有锁丝，同一内穿拉杆上的相邻导流基件之间套装有锁套，任一锁套的周边固定有侧连杆，不同穿拉杆上的相邻侧连杆依次固定在一起，使最外侧的侧连杆固定在主架的框架上，或者相邻侧连杆同时固定于公共承杆，公共承杆的最外端固定在主架的框架上。

相邻内穿拉杆贯穿多个导流基件并固定后，沿顺水流方向分别固定于主架内。水流冲击表层层消能墙后，通过阵列分布的多个消能单元被分散导流，使纵向水流被分解为多个以消能单元为中心的径向水流，且相邻消能单元处的径向水流相互冲击消能后，再依次进入后续各层消能墙，由后续各层消能墙以同样的消能方式对水流分解消能。