专利名称：一种改善船闸闸门门库水沙条件的结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够改善多沙通航河流船间间门门库水流条件和泥沙沉积状况的工程结构，具体的说是一种改善船闸闸门门库水沙条件的结构。
背景技术：
船闸是克服河流上建坝(或天然)形成的集中水位差的一种过船建筑物，它是由上下闸首、闸门、闸室等组成。闸门是闸室输水过程中用以封闭闸室、在输水结束完成船舶进出闸的的关键设备，而门库则是用于容纳闸门启闭的空间。由于闸室结构的限制，闸门门库内无法布置含出水孔的输水廊道，因此门库属于闸室内的非出水区域。而在闸室充、泄水过程中，从闸室内出水区域进入闸室内的水流将向门库内流动，并在闸门发生反射，从而在闸门门库内产生明显的纵向水流以及往复波动，并会在门库边界突变处产生分离流、旋转水流等不良水力现象，导致间门门库内的水流流态十分复杂，这将直接影响到闸门的运行安全。此外，我国的通航河流中大多数为多沙河流，鉴于葛洲坝三座船闸的运行经验，影响船闸闸门运行除水力学问题外，还有闸门门库泥沙沉积问题。葛洲坝1号船闸闸门门库最大泥沙沉积厚度达: !左右，泥沙沉积使人字间门不得不在很厚的淤泥层中启闭，显著增大了人字门启闭时的阻力矩，加剧了人字门底枢及止水摩损程度。因而，如何改善船闸闸门门库的水流条件及泥沙沉积问题，已成为建设、设计和科研人员非常关注的一个问题，而国内外在此方面鲜有成功案例可供借鉴。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对以上现有技术存在缺点，提出一种既能够改善船闸闸门门库内的水沙条件，同时又可降低施工难度，方便检修，节约工程投资，降低运行成本的结构。本发明解决以上技术问题的技术方案是本发明提高一种改善船闸闸门门库水沙条件的结构，包括闸门门库、闸室和闸门，在所述闸门门库的闸室出水支廊道末端设置有辅助出水廊道，所述辅助出水廊道呈U形或矩形；所述辅助出水廊道顶部的最小淹没水深不小于船闸门槛水深；所述辅助出水廊道侧壁设有若干出水孔；利用辅助出水廊道达到分散水流及冲沙的目的。本发明进一步限定的技术方案是前述的改善船闸闸门门库水沙条件的结构，所述辅助出水廊宽度小于等于所述闸门门库宽度，在结构允许的情况下应尽可能的将辅助出水廊的宽度覆盖至整个门库区域。前述的改善船闸闸门门库水沙条件的结构，所述出水孔为方形，单个出水孔的面积不超过原有闸室的单个出水孔面积的1/20，所述辅助出水廊道上的出水孔总面积为原有单个闸室出水孔面积的1 1. 35倍，当分支廊道首尾末端的水位压力差满足大于ImH2O时； 保证了出水孔的出流流速大于泥沙的起动流速，达到了防止泥沙沉积的目的。进一步的，前述的改善船闸闸门门库水沙条件的结构，所述辅助出水廊道的出水孔外侧与闸墙之间设置有消力梁。
本发明的优点是(1)在靠近船闸闸门门库的闸室出水支廊道末端加设U形或矩形辅助出水廊道，显著地减小了闸门门库内的非出水区域，有效地改善了船闸门库内的水流条件；(2)在分支廊道首尾末端的剩余压力大于ImH2O的前提下，以及所设置的一定数量的出水小孔，保证了出水孔出流流速大于泥沙的起动流速，达到了防止泥沙沉积的目的； (3)在辅助出水廊道与闸墙之间设置消力梁等消能设施，降低了辅助出水廊道出流的紊动， 进一步改善了闸门门库内的水流条件；(4)辅助出水廊道的结构简单，施工与维护方便，在保证船闸闸门运行安全的同时，还可大大降低船闸的运行维护成本。
在船闸输水系统设计中闸门门库内的水流条件及闸室内的泥沙沉积问题一直是科研和设计人员所关注的焦点，本发明有效地改善了闸门门库内的水流条件，同时还可防止门库内泥沙沉积，而且结构简单、施工方便，显著节约了运行和维护成本，具有很好的应用前景。
图1是本发明实施例一的船闸总体平面示意图。图2是本发明实施例一的辅助出水廊道示意图。图3是本发明实施例二的船闸总体平面示意图。图4是本发明实施例二的辅助出水廊道示意图。
具体实施例方式实施例1
本实施例是一种改善船闸闸门门库水沙条件的结构，结构如图1和图2所示，包括闸门门库1、闸室和闸门2，在闸门门库的闸室出水支廊道3末端设置有辅助出水廊道4，辅助出水廊道呈U形或矩形；辅助出水廊道顶部的最小淹没水深不小于船闸门槛水深；辅助出水廊道侧壁设有若干出水方孔5 ；利用辅助出水廊道达到分散水流及冲沙的目的；辅助出水廊宽度小于等于闸门门库宽度，在结构允许的情况下应尽可能的将辅助出水廊的宽度覆盖至整个门库区域；当分支廊道首尾末端的水位压力差满足大于ImH2O时；保证了出水孔的出流流速大于泥沙的起动流速，达到了防止泥沙沉积的目的，在辅助出水廊道的出水孔外侧与闸墙之间设置有消力梁。在本实施例中，将U形辅助出水廊道高度为0.3m，其顶部最小淹没水深等于船闸门槛上水深，辅助出水廊道侧壁上共设置了沈个的长方形出水小孔，出水孔高度均为 0. 15m，靠近闸墙一侧的16个出水孔宽度为0. 3m，其余10个出水孔宽度为0. 25m,出水孔总面积与原单个闸室顶部出水孔面积之比为1. 17。实施例2
本实施例结构如图3和4所示，在闸门门库内设置了一个类似U字形辅助出水廊道，将 U形辅助出水廊道高度为0. 3m，其顶部最小淹没水深等于船闸门槛上水深，辅助出水廊道侧壁上设置了 26个的长方形出水小孔，出水孔高度均为0. 15m，孔宽为0. 25m,出水孔总面积与原单个闸室顶部出水孔面积之比为1. 04。通过对实施例1和实施例2的相关数据进行实验和观察结果，可以得出本发明所采用的在靠近闸门门库闸室出水支廊道末端设置辅助出水廊道较好地解决了船闸闸门门库水流条件复杂和泥沙沉积的难题，模型试验中观测到的间门门库内水流流态较为平稳， 泥沙沉积情况有较大改善。并且所采用的辅助出水廊道的结构简单，施工方便，并可大大节约船闸的运行和维护成本。 本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种改善船闸闸门门库水沙条件的结构，包括闸门门库、闸室和闸门，其特征在于 在所述间门门库的间室出水支廊道末端设置有辅助出水廊道，所述辅助出水廊道呈U形或矩形；所述辅助出水廊道顶部的最小淹没水深不小于船间门槛水深；所述辅助出水廊道侧壁设有若干出水孔。
2.根据权利要求1所述的改善船闸闸门门库水沙条件的结构，其特征在于所述辅助出水廊宽度小于等于所述闸门门库宽度。
3.根据权利要求1所述的改善船闸闸门门库水沙条件的结构，其特征在于所述出水孔为方形，单个出水孔的面积不超过原有闸室的单个出水孔面积的1/20，所述辅助出水廊道上的出水孔总面积为原有单个闸室出水孔面积的1 1. 35倍。
4.根据权利要求1所述的改善船闸闸门门库水沙条件的结构，其特征在于所述辅助出水廊道的出水孔外侧与闸墙之间设置有消力梁。
全文摘要
本发明公开一种改善船闸闸门门库水沙条件的结构，包括闸门门库、闸室和闸门，在闸门门库的闸室出水支廊道末端设置有辅助出水廊道，辅助出水廊道呈U形或矩形；廊道顶部的最小淹没水深不小于船闸门槛水深；辅助出水廊道侧壁设有若干出水孔。本发明所采用的辅助出水廊道结构简单，施工与维护方便，在保证闸门运行安全的同时，还可大大降低船闸的运行维护成本。
文档编号E02B7/20GK102286962SQ20111021407
公开日2011年12月21日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年7月28日
发明者宣国祥, 李中华, 李云, 李君 , 胡亚安, 黄岳 申请人:水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院