一种吸振消声消力塘壁面结构的制作方法

本发明涉及消力塘降噪技术，特别是涉及一种吸振消声消力塘壁面结构。

背景技术：

向家坝水电站是位于金沙江上的一座大型水电站，由于距离县城较近，电站运行后，巨大的泄洪功率引起泄洪噪声，泄洪噪声进一步诱发了县城民居建筑物的振动，由此带来环境噪声问题，对周围居民的生活带来影响。中国的水电富集于西南地区，以后所建的水电站，主要会在西南地区。将来建于西南高山峡谷地区的水电站，站址附近或可能有村镇、居民点；或可能有高大雪山；或附近有处于临界稳定状态的山体(自然界中处于临界稳定状态的山体不少，因而会有塌方的存在)。如果噪声强度大，其环境噪声就可能带来如下问题：(1)能诱发周围水工建筑物的振动；(2)诱发工业与民用建筑物的振动；(3)对居民地区造成噪声污染，影响生活；(4)诱发山体雪崩；(5)诱发处于临界稳定状态的岩石、山体垮塌，形成地质灾害。

以前的水电站不曾出现、不曾关心过上述问题，因而从未有类似的消除噪声的方案。但人们对环境的要求越来越高，因而，如何能够减小噪声、减小噪声带来的危害，成为了一个重大的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种吸振消声消力塘壁面结构，以解决上述现有技术存在的问题，使消力塘消除泄洪消能时产生的噪声削弱。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种吸振消声消力塘壁面结构，包括消力塘，所述消力塘的侧壁为中空结构，所述消力塘侧壁的临水边上设置有弹性面板，所述面板后侧设置有散粒体；所述散粒体位于所述消力塘侧壁的中空结构内。

可选的，所述散粒体为有级配的砂层，所述砂层包括混合设置的细砂、中砂和粗砂。

可选的，所述面板包括多个金属薄板；多个所述金属薄板水平依次层叠设置，且所述金属薄板均通过螺栓固定于所述消力塘的侧壁的固定桩上。

可选的，所述金属薄板上下两边均设置有对称的翼缘，所述翼缘与所述金属薄板之间呈90度角设置；相邻两个金属薄板之间的翼缘之间设置有止水材料。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明靠消力塘本身来消减泄洪消能时产生的噪声，且不需要改变消力塘消能区的任何设计、任何结构，即不会对消力塘的功能及消能效率产生任何影响。消除或减轻噪声后，避免了周围水工建筑物的振动；对于建设在接近城区或居民区的水电站，可以避免工业与民用建筑物的振动；可以避免噪声对周围生活环境(如学校，生活区)的干扰；对于建设在雪山区域的水电站，可以消除可能存在的声波诱发的雪崩隐患；可以消除声波诱发处于临界稳定状态的石块或山体的垮塌。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明吸振消声消力塘壁面结构整体示意图，即消力塘的横断面图；

图2为本发明吸振消声消力塘壁面结构的面板结构示意图；

图3为本发明吸振消声消力塘壁面结构的面板a-a向示意图；

图4为本发明应用于底流消能时的状态示意图；

图5为本发明应用于挑流或跌流消能时的状态示意图；

其中，1为消力塘、2为面板、3为散粒体、4为金属薄板、5为翼缘、6为止水材料。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种吸振消声消力塘壁面结构，以解决上述现有技术存在的问题，使消力塘消除泄洪消能时产生的噪声削弱。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

消力塘指水电站的消能建筑物，是通过开挖或利用建筑结构所形成的一处水体能量耗散区域，泄洪时，多余的水体动能在消力塘内大部分被予以消煞。本文所讲消力塘，包括消力池。

泄洪噪声指泄洪消能时，由消力塘内产生的噪声，是消能过程中所产生的一种环境噪声。这种噪声，不论采用哪种消能方式，总是存在的。因而，消除噪声，对工程本身和环境都有好处。

基于上述介绍，本发明提供一种吸振消声消力塘壁面结构，如图1-图3所示，包括消力塘1，消力塘1的侧壁为中空结构，散粒体3设置于消力塘1的中空结构内，且消力塘侧壁的临水面上固定设置有面板2，面板2与消力塘1的固定壁面之间设置有散粒体3。散粒体3为有级配的砂层，砂层包括混合设置的细砂、中砂和粗砂。散粒体3能将传来的振动、声波的能量消耗掉，消力塘1内产生的振动和声波具有不同的频率，而不同粒径的砂粒，其固有频率不同，因而对不同频率的输入响应不同，频率接近时有利于发生共振。为了将振动能量和声波能量尽快消耗掉，需要多配置细砂。细颗粒砂消耗能量的比率要高于粗颗粒砂，因为细小的颗粒容易发生微幅振动，在发生微幅振动的过程中，能量转化为热能消耗掉了。面板2包括多个金属薄板4；金属薄板4省材，同时确保在水流强紊流的作用下，能够发生微振，从而将水流的声波传到后边的砂层；多个金属薄板4水平依次层叠设置，且金属薄板4均通过螺栓固定于消力塘1的侧壁的固定桩上。金属薄板4上下两端均设置有对称的翼缘5，翼缘5与金属薄板4之间呈90度角设置；相邻两个金属薄板4之间的翼缘5之间设置有止水材料6，该止水材料6可以为橡胶，翼缘5结构使得面板2抗弯能力大大增加，该翼缘5也利于在接缝中间加设止水材料。

声波的传播能引起结构的振动，而频率相近的物体甚至会发生共振，无论是振动还是共振，都会消耗能量。因此，在消能的过程中，强烈紊动、翻腾的水体，会将能量传给消力塘1的壁面，而在本发明中，通过设计弹性壁面、布设有级配的砂层，来吸收、消耗由消力塘1内部水体传来的振动与噪声能量。弹性壁面的作用，相当于二传手，其将能量进一步传给砂层。有级配的砂层，意味着砂子中包含着细砂、中砂和粗砂，不同直径的沙粒，能对应地、高效率地吸收频率最为接近的噪声与振动的能量，因为，不同沙粒的粒径，其固有频率是不同的，而沙粒本身在振动过程中，因为相互间的摩擦，就将传来的水体噪声的能量耗散掉了。

如图4和图5所示，本发明主要应用于水电站泄洪消能时需要对噪声予以控制的地方。可能的适用消能方式为：高水头大流量底流消能消力塘和高水头大流量挑流、跌流消力塘。除左右两侧外，本发明结构同时布置于消力塘的下游侧b，上游侧a水浅不必布置。本发明由消力塘本身吸收泄洪消能所产生的噪声；消力塘1的竖直临水面，即与水接触的壁面为可产生微幅振动的弹性结构，以前的消力塘壁面为刚性壁面；面板后侧为有级配的散粒体结构，即级配砂，可以有效消除噪声。消力塘工作时，能量传递过程为：紊动水体噪声与振动的能量—消力塘弹性壁面—有级配的沙层产生振动，互相摩擦，传来的能量被振动的沙粒耗散掉。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。