[发明专利]一种竖井旋流泄洪洞

说明书

本发明提供一种竖井旋流泄洪洞，包括依次连接的进口闸室段、上平洞段、涡室连接段、涡室、竖井和下平洞段，所述的涡室的底端通过渐变段与竖井连接，竖井的底端设置有消力井，竖井的侧壁下部通过衔接段与下平洞段连接；所述的涡室连接段的底板上设置有分流墩，所述的涡室的内侧设置有导流坎。本发明竖井旋流泄洪洞，能够实现竖井旋流泄洪洞涡室水流流态规整、通气顺畅、消能充分，同时还可降低涡室高度，保证高水头、大流量竖井旋流泄洪洞安全运行。

技术领域

本发明属于水利水电工程的泄洪消能技术领域，具体涉及一种竖井旋流泄洪洞。

背景技术

现有水利水电工程中，大多地质条件复杂，泄洪消能建筑物布置比较困难，特别是对一些当地材料坝的枢纽而言，导流洞工程量比较大，如何有效利用导流洞后期改建为泄洪洞是工程设计中一个技术难点。现有的竖井旋流泄洪洞虽然能够实现这一作用，但随着水头与流量的增加，竖井旋流泄洪洞水流流态复杂，出现涡室通气不畅、涡室水流上升高度较大、下游消能不充分等问题。

发明内容

为了克服现有竖井旋流泄洪洞水流流态复杂，出现涡室通气不畅、涡室水流上升高度较大、下游消能不充分的问题，本发明提供一种竖井旋流泄洪洞，本发明能够实现竖井旋流泄洪洞涡室水流流态规整、通气顺畅、消能充分，同时还可降低涡室高度，保证高水头、大流量竖井旋流泄洪洞安全运行。

本发明采用的技术方案为：

一种竖井旋流泄洪洞，包括依次连接的进口闸室段、上平洞段、涡室连接段、涡室、竖井和下平洞段，所述的涡室的底端通过渐变段与竖井连接，竖井的底端设置有消力井，竖井的侧壁下部通过衔接段与下平洞段连接；所述的涡室连接段的底板上设置有分流墩，所述的涡室的内侧设置有导流坎。

所述的渐变段上大下小，其宽高比为1:n1,n1取5～15。

所述导流坎由挡水面、背水面和连接面围成；所述的挡水面是一竖直设置的平面，背水面是一竖直设置的弧面，弧面半径R为涡室内径0.1～0.5倍，弧面对应的角θ60-90°，连接面与涡室内侧壁贴合。

所述得涡室的顶部为拱顶。

所述涡室连接段由涡室连接段底板、涡室连接段顶板和涡室连接段侧板组成的空心的框体；所述的涡室连接段底板由抛物线段底板与陡坡段底板连接组成，抛物线段底板与上平洞段的底坡连接，陡坡段底板与涡室连接；抛物线段底板的形状符合抛物线方程Y＝kX+cX²，k、c为常数；陡坡段底板的陡坡坡比为1:n，n取值为3～6；所述的涡室连接段顶板由水平段顶板和压坡连接段顶板连接组成，水平段顶板与上平洞段的顶板连接，压坡连接段顶板与涡室连接；所述的涡室连接段与涡室连接处的侧墙形状符合抛物线方程a、b根据涡室尺寸确定，a取值为12～22，b取值为8～16。

所述的衔接段包括依次连接的圆弧段和压坡段，所述的圆弧段上端与竖井连接，所述的压坡段末端与下平洞段连接；所述的圆弧段的底面为平面，圆弧段的顶面首端由竖井的半圆形侧壁渐变过渡到外侧为圆拱、内侧为直墙的体型，随后再以该体型按圆弧转弯形式过渡至压坡段起点，压坡段的坡顶采用顶部圆变方的形式过渡至直线压坡顶，压坡段采用1：n2的顶压坡布置形式，n2取5～10。

所述的上平洞段1底坡坡比为1～5％，下平洞段9底坡坡比为1～5‰。

所述涡室的顶面上设置有排气管。

本发明的有益效果是：