[实用新型]一种降低底板脉动压强的消力池结构

说明书

本实用新型公开了一种降低底板脉动压强的消力池结构，包括溢洪道和消力池，所述溢洪道坐落在坝体或山体上，溢洪道底板与消力池底板相接，溢洪道边墙与消力池边墙相接；所述溢洪道底板与消力池底板以反弧嵌槽相接，反弧嵌槽的圆弧半径为R，R＝4h～10h，h为校核洪水位闸门全开时反弧最低处的水深；所述反弧嵌槽与溢洪道底板相切；所述反弧嵌槽与消力池底板不相切，以向上的角度α相接，α角度在15°与40°；所述消力池末端设置连续墩式尾坎，下部为高度根据需要设置的直坎，上部采用斜坎。采用该消力池结构，可以有效降低消力池底板的脉动压强，有利于保证消力池结构运行安全；同时减少了消力池开挖及浇筑工程量，简化施工，降低工程投资。

技术领域

本实用新型属于水利水电工程技术领域，尤其涉及到一种降低底板脉动压强的消力池结构。

背景技术

在水利水电工程工程中，对于高速下泄水流，为减轻对坝后天然河道的冲刷，保证大坝主体的安全，主要采用三种消能方式对下泄水流进行消能：挑流消能、底流消能、面流消能。挑流消能是指在泄水建筑物末端设挑流鼻坎，使水流向下游挑射，通过射流在空中的扩散、紊动和掺气作用，消除部分能量，然后跌落到离鼻坎较远的河槽中，在冲刷坑和一定的尾水深度所形成的水垫中消能，因挑射水舌较长，并会形成一定深度的冲坑，因此对下泄水流消能区的地形、地质条件要求较高；面流消能是指将下泄急流的主流挑至水面，通过主流在表面扩散及底部旋滚和表面旋滚以消除余能的消能方式，面流流态复杂多变，对下游尾水条件要求高，保证能得到纯面流的水深范围较小，只适用于中、低水头，下游尾水较深，水位变幅不大及河岸稳定、抗冲能力强的情况。鉴于挑流消能以及面流消能的特点，在下泄水流消能区地形条件受限、河岸河床抗冲蚀能力较差，下游水位较浅、水位变幅较大时，下泄水流的消能方式多采用底流消能方式。

底流消能是指在下泄水流出口处设消力池，促使水流在限定范围内产生水跃，通过水流的内部摩擦，掺气和撞击消耗能量。工程中，消力池与溢洪道的衔接方式主要有两种：一种是采用圆弧曲线将溢洪道底板与消力池底板相接，圆弧曲线分别与溢洪道底板及消力池底板相切；一种是采用跌坎的形式，溢洪道末端和消力池首端形成一个错台。采用第一种方式时，下泄高速水流沿消力池底板下泄，在消力池尾坎作用下，在消力池内部形成璇滚水体，但璇滚水体紧挨着底板，在璇滚水体剧烈的作用下，消力池底部流态紊乱，导致消力池底板脉动压强过大，不利于消力池结构的安全；采用第二种方式时，由于跌坎的存在，消力池底部形成了一定的水垫，下泄高速水流在消力池中上部剧烈璇滚，而底部水垫流态相对稳定，有利于降低消力池的底板脉动压强，但需将消力池基础下挖一定的深度，加大了消力池的开挖及浇筑工程量，增大工程投资。因此，需寻求一种更为合理的消力池结构，在不增加消力池开挖及浇筑工程量的前提下，同时可以降低消力池底板的脉动压强，以保证消力池结构的安全，并降低工程投资。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种降低底板脉动压强的消力池结构，主要解决常规消力池以下两个问题：

(1)当溢洪道底板和消力池底板以圆弧相切相接时，因下泄水流未挑离消力池底板，导致消力池底板脉动压强较大，往往需要对消力池底板进行加厚、加固处理，消力池底板脉动压强过大时，不利于消力池结构的运行安全。

(2)当溢洪道底板和消力池底板以跌坎相接时，需要将消力池基础下挖一定的深度，加大了消力池的开挖及浇筑工程量，增大了工程投资。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种降低底板脉动压强的消力池结构，包括溢洪道和消力池，所述溢洪道坐落在坝体或山体上，溢洪道底板与消力池底板相接，溢洪道边墙与消力池边墙相接；所述溢洪道底板与消力池底板以反弧嵌槽相接，反弧嵌槽的圆弧半径为R，R＝4h～10h，h为校核洪水位闸门全开时反弧最低处的水深；所述反弧嵌槽与溢洪道底板相切；所述反弧嵌槽与消力池底板不相切，以向上的角度α相接，α角度在15o与40o。

其中，消力池末端设置连续墩式尾坎，连续墩式尾坎(6)下部为直坎，上部采用坡比为1：n的斜坎，1≤n≤2。