[发明专利]一种采用溢流降压减小闸门挡水水头的泄水洞布置结构

说明书

本发明公开了一种采用溢流降压减小闸门挡水水头的泄水洞布置结构，在水利水电工程泄水主洞增设一组或多组泄流支洞，在各泄流支洞内增设控制闸门。通过调控泄水主洞中的系列闸门和一组或多组泄流支洞中的控制闸门，在充分利用单个闸门挡水的条件下，通过各闸门分级挡水，可显著提高工程泄水建筑物金属结构设备的总挡水水头。

技术领域

本发明涉及水利水电工程泄水洞布置结构，尤其是一种采用溢流降压减小闸门挡水水头的泄水洞布置结构。

背景技术

《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL 74-2013)第1.0.3条及《水电工程钢闸门设计规范》(NB 35055-2015)第2.0.1条～第2.0.3条对水利水电工程中的钢闸门按工作性质不同进行了分类，分为工作闸门、事故闸门和检修闸门，《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL 74-2013)在对应条款的条文说明中又将闸门按照其设计水头划分为低、中、高、特高水头闸门。具体说来，25m设计水头以下的为低水头闸门，25～50m为中水头闸门，50～80m为高水头闸门，80m以上的为特高水头闸门。相对来说，闸门的设计水头越高，闸门的设计难度越大。

国内水工金属结构中钢闸门的挡水高度在80m以下者居多。从20世纪末始，我国水利水电进入高速发展期，进入21世纪后，随着我国经济的快速发展，科技水平的不断提高，水利水电工程的发展进入了一个新阶段，水工金属结构也得以同步发展，闸门的挡水面积和挡水水头也在不断提高。东江二级水电站放空洞工作闸门、天生桥一级水电站放空洞事故闸门、小浪底水电站排沙洞和孔板洞工作闸门、拉西瓦水电站底孔工作闸门、小湾水电站底孔事故闸门和工作闸门等等，这些工程中的闸门挡水水头均已超过120m，其中小湾水电站底孔事故闸门采用平面链轮闸门，孔口尺寸为5m×12m，底孔工作闸门采用偏心铰弧形闸门，孔口尺寸为5m×7m，两者的挡水水头均为160m。

相同条件下，闸门的挡水水头高，必然带来较大的挡水水压力。较大的挡水水压力，首先影响的是闸门结构设计，其次是闸门的支承设计、止水设计和埋件设计。此外，高水头条件下，还有平面闸门的门槽水力学、闸门底缘水力学问题，弧形闸门在局开时的门体振动问题等。高水头闸门设计考虑的因素较多，设计难度大。

随着我国经济实力和科学技术的发展，可以预见高坝大库必将不断涌现，水利水电工程挡水水头会不断提高，对金属结构设备的设计将会提出更高的要求。

发明内容

为了适应未来水利水电工程技术发展，提高水利水电工程金属结构设备的挡水水头，本发明提供一种采用溢流降压减小闸门挡水水头的泄水洞布置结构，可有效解决未来可能会出现的超高超常规设计水头条件下金属结构设备设计布置问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种采用溢流降压减小闸门挡水水头的泄水洞布置结构，包括泄水主洞、进口闸门和出口闸门，在泄水主洞中的进口闸门和出口闸门之间布置一条泄流支洞，在泄流支洞出口布置控制闸门，控制闸门的底板高程高于出口闸门的底板高程。

所述进口闸门采用平面闸门，出口闸门和控制闸门采用弧形闸门。

一种采用溢流降压减小闸门挡水水头的泄水洞布置结构，包括泄水主洞、进口闸门和出口闸门，在泄水主洞中的进口闸门和出口闸门之间布置至少一道挡水闸门，在泄水主洞中的进口闸门与相邻的挡水闸门之间、两个相邻的挡水闸门之间、出口闸门与相邻的挡水闸门之间分别布置一条泄流支洞，在每条泄流支洞出口均布置一个控制闸门，沿进口闸门到出口闸门方向的每条泄流支洞出口布置的控制闸门的底高程依次降低，最高控制闸门的底高程低于总挡水水头，最低控制闸门的底高程高于泄水主洞的底高程。

所述进口闸门和挡水闸门采用平面闸门，出口闸门和控制闸门采用弧形闸门。

本发明的有益效果是：通过调控泄水主洞中的系列闸门和一组或多组泄流支洞中的控制闸门，在充分利用单个闸门挡水的条件下，通过各闸门分级挡水，可显著提高工程泄水建筑物金属结构设备的总挡水水头。

附图说明