[实用新型]一种空间扩散消能挑坎结构

说明书

本实用新型提供一种空间扩散消能挑坎结构，该挑坎结构于溢洪道或者泄洪洞泄槽出口位置的挑坎底板上设置了中隔墙，挑坎出口的外侧边墙采用具有导向作用的弧形边墙，挑坎的出口外侧底板采用反弧斜切底板，挑坎出口中部边墙采用收缩式直线边墙，挑坎出口中部底板采用斜向下一定角度的直线底板，改变了常规挑坎的结构形式，以解决常规挑坎水舌的空间扩散能力不足及水舌的落水点控制能力较差，不能充分利用下游河道水垫消能，导致对下游河床冲刷深度较大以及需对两侧岸坡进行大范围的工程防护的问题。属于水利水电工程技术领域。

技术领域

本实用新型涉及一种空间扩散消能挑坎结构，尤其适用于溢洪道或者泄洪洞泄槽出口挑坎结构的设计与施工,属于水利水电工程技术领域。

背景技术

在国内外大坝泄水建筑物中，挑流消能方式的应用最为广泛，适用于下游河道地质条件较好的工程。挑流消能的基本原理是利用高速水流所挟带的巨大动能，因势利导将水流挑射至远离建筑物的下游，使下落水舌对河床的冲刷不会危及建筑物的安全。水流在空中及水下射程中应尽可能分散，以利于通过水体剪切和混掺消杀大量能量，减轻对河床的冲刷。挑流消能的关键在于挑坎体型的选择，随着坝工建设的发展，各具特色的挑坎体型陆续出现，其中连续挑坎、斜挑坎、窄缝挑坎、舌形挑坎等应用较广。

连续挑坎两侧导墙一致，下泄水舌扩散能力较差，适用于下游河道河床较宽、地形变化较小的工程；斜挑坎一侧导墙短一侧导墙长，斜交于出口轴线，可以将下泄水流进行一定导向和纵向拉伸，可以通过改变其挑角和导向来控制水舌的挑距和落水位置；舌形挑坎去掉常规挑坎出口处边墙，可以使挑射水舌横向充分扩散，减小入射水流的单宽流量，适用于下游河道较宽的工程；窄缝挑坎是一种收缩式消能工，其借助于边墙的收缩迫使水体变形，使水体形成纵向和横向立体式扩散，减小单位面积的入水能量。

以上常规挑坎各具特色，具有不同的工程适用性，但均具有一定的局限性。目前，常规挑坎主要存在两个突出问题：一个是对水舌的空间扩散能力不足，导致水舌在空中碰撞、混掺效果有限，落入下游河道的位置相对集中，不能充分利用下游河道水垫消能，导致对下游河床冲刷深度较大；另一个是对水舌的落水点控制能力较差，下泄水舌易冲击两侧岸坡，需对两侧岸坡进行大范围的工程防护以避免冲蚀破坏。因此，有必要寻求一种更为合理的挑坎结构解决上述问题。

发明内容

本实用新型提供一种空间扩散消能挑坎结构，以解决常规挑坎水舌的空间扩散能力不足及水舌的落水点控制能力较差的问题。

为解决上述问题，拟采用这样一种空间扩散消能挑坎结构，该挑坎结构是在溢洪道或者泄洪洞出口位置的挑坎底板中部固定两道中隔墙，两道中隔墙平行于挑坎边墙并沿溢洪道或泄洪洞出口的宽度方向分布。

前述消能挑坎结构中，挑坎结构出口端的外侧边墙为向内侧倾斜的弧形边墙，外侧边墙的一端与挑坎结构的挑坎边墙对接，且外侧边墙的高度由所述外侧边墙的一端向另一端逐渐降低；

前述消能挑坎结构中，挑坎结构出口端还具有两道出口中部边墙，两道出口中部边墙的上游端分别与两道中隔墙对接，出口中部边墙的下游端向内侧倾斜收缩，外侧边墙的长度大于中部边墙的长度，且外侧边墙与中部边墙之间的底部具有出口外侧底板，出口外侧底板的上游端与挑坎底板对接，出口外侧底板为下凹的弧形底板，且出口外侧底板下游端的高度位置高于上游端的高度位置；

前述消能挑坎结构中，两道出口中部边墙之间的底部还具有出口中部底板，且出口中部底板的上游端与挑坎底板对接，出口中部底板是由上游端至下游端倾斜向下设置的平面底板结构。