一种脱壁水流竖井泄洪洞的制作方法

1.本实用新型涉及水利水电技术领域，具体涉及一种脱壁水流竖井泄洪洞。


背景技术：

2.竖井泄洪洞是一种能适应复杂地形地质条件的环保型消能工，结构简单、雾化量少、消能率高。竖井式消能工通常是由导流洞改建而成，经济效益显著，在国内外已有广泛应用。
3.竖井泄洪洞一般由环形溢流堰、竖井井身、消力井和下平洞组成。水流由环形溢流堰进入，沿溢流曲线下落，随后进入竖井井身段。这种消能工改变了将洪水所带有的巨大能量传递到大坝下游进行消能的传统思想观念，而是将洪水的部分或大部分能量在永久性泄洪建筑物的内部进行消刹。
4.竖井式溢洪道的消能率可达90％左右。竖井式溢洪道的消能途径中，以环状水跃的消能率最高，占总消能量的60％左右；竖井井身段的消能效率在15％左右，竖井下部消力井的消能率在13％左右。但竖井井身段具有较大空间尺度，在高水头、大流量条件下，水流在竖井内急剧加速，对井壁结构安全形成潜在威胁。


技术实现要素：

5.因此，本实用新型要解决的技术问题在于高水头、大流量条件下，水流在竖井内急剧加速，对井壁结构安全形成潜在威胁，从而提供一种脱壁水流竖井泄洪洞。
6.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种脱壁水流竖井泄洪洞，包括：
7.环形溢流堰，包括竖井和进水部，所述进水部设置在所述竖井的上端，所述进水部的出水口与所述竖井的井壁形成突扩部，所述突扩部适于使水流脱壁；
8.至少一个通气管，设置在所述环形溢流堰上，所述通气管的出风口朝向所述竖井的圆心，所述通气管适于将水流吹离所述竖井的井壁。
9.进一步的，所述进水部的上端还设置有分流墩。
10.进一步的，所述通气管包括第一管段和第二管段，所述第一管段的一端贯穿所述分流墩，所述第二管段设置在所述进水部内，所述第一管段贯穿所述分流墩的一端与所述第二管段连接，所述第二管段的出风口设置在所述突扩部的顶部。
11.进一步的，所述通气管包括第一管段和第二管段，所述第一管段的一端贯穿所述分流墩设置在所述进水部内，所述第二管段设置在所述进水部内，所述第一管段贯穿所述分流墩的一端与所述第二管段连接，所述第二管段的出风口设置在所述突扩部的顶部。
12.进一步的，还包括
13.缓冲水池，所述缓冲水池设置在所述环形溢流堰的一侧，所述缓冲水池内设置有多个消能墩。
14.进一步的，还包括
15.上游管道出口，所述上游管道出口与所述缓冲水池连接，所述消能墩适于将所述
上游管道出口排出的水流减速并均化至所述环形溢流堰。
16.进一步的，所述通气管包括第一管段和第二管段，所述第一管段与所述竖井平行设置且位于所述竖井的外侧，所述第二管段与所述第一管段垂直设置，所述第二管段的一端与所述第一管段的一端连接，所述第二管段的另一端为出风口，所述出风口与所述竖井连通，所述出风口设置在所述突扩部的底部。
17.进一步的，还包括：
18.排水系统管道，所述排水系统管道的贯穿所述进水部，所述排水系统管道的排水端设置在所述竖井内。
19.进一步的，所述进水部为渐缩型导流结构，从其进水口至其出水口，其内径逐渐减小。
20.进一步的，所述出水口的直径小于所述竖井的直径。
21.本实用新型具有以下优点：
22.本实用新型公开了一种脱壁水流竖井泄洪洞，包括：环形溢流堰和通气管，环形溢流堰包括竖井和进水部，所述进水部设置在所述竖井的上端，所述进水部的出水口与所述竖井的井壁形成突扩部，所述突扩部适于使水流脱壁；至少一个通气管，设置在所述环形溢流堰上，所述通气管的出风口朝向所述竖井的圆心，所述通气管适于将水流吹离所述竖井的井壁。
23.此结构的脱壁水流竖井泄洪洞，在出水口与所述竖井的井壁形成突扩部，下泄水流通过环形溢流堰进入进水部，在突扩处进入竖井井身段，形成四周具有稳定空腔的脱壁流，并通过通气管水流吹离竖井的井壁，避免了水流与竖井井壁的接触，从而消除安全隐患，保护井身的结构安全。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型实施例一中脱壁水流竖井泄洪洞的结构示意图；
26.图2为图1中a部分的放大图；
27.图3为本实用新型实施例二中脱壁水流竖井泄洪洞的结构示意图；
28.图4为本实用新型实施例二中脱壁水流竖井泄洪洞的俯视图；
29.图5为本实用新型实施例三中脱壁水流竖井泄洪洞的结构示意图；
30.图6为图5中b部分的放大图；
31.图7为本实用新型实施例四中脱壁水流竖井泄洪洞的结构示意图；
32.附图标记说明：
33.1、竖井；2、进水部；3、突扩部；4、通气管；41、第一管段；42、第二管段；5、出风口；6、分流墩；7、缓冲水池；8、上游管道出口；9、消能墩；10、排水系统管道。
具体实施方式
34.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
38.实施例一
39.如图1和2所示，本实施例公开了一种脱壁水流竖井泄洪洞，包括：环形溢流堰和通气管4。环形溢流堰包括竖井1和进水部2，进水部2设置在竖井1的上端，进水部2的出水口与竖井1的井壁形成突扩部3，突扩部3适于使水流脱壁。至少一个通气管4设置在环形溢流堰上，通气管4的出风口5朝向竖井1的圆心，通气管4适于将水流吹离所述竖井1的井壁。进水部2的底部与竖井1的井壁连接处形成突扩部3，突扩部3为l型结构，通气管4的出风口5设置在突扩部3的上端，通气管4的进风口与外侧空气相通，当水流流入进水部2后，在突扩部3的作用下，使得水流不会接触到竖井1井壁，并且通气管4的出风口5朝向竖井1的圆心，通气管4的出风口5可将水流吹离竖井1的井壁，从而在竖井1内形成具有稳定空腔的脱壁流，可以有效的避免水流对竖井1井壁的冲刷。
40.优选的，在本实施例中，环形溢流堰上设置有六个通气管4，六个通风管分别沿进水部2的周向间隔设置。在其他可选实施例中，环形溢流堰上可设置有四个或五个等其他数量的通气管4。
41.进一步的，进水部2的上端还设置有分流墩6。
42.具体的，通气管4包括第一管段41和第二管段42，第一管段41的一端贯穿分流墩6，第二管段42设置在进水部2内，第一管段41贯穿分流墩6的一端与第二管段42连接，第二管段42的出风口5设置在突扩部3的顶部。第一管段41与竖井1平行设置，第一管段41的下端贯穿分流墩6，第二管段42设置在进水部2内，并沿进水部2的进水口处延伸至出水口处，使出风口5位于突扩部3的上端，第一管段41的下端与第二管段42的上端连接，使外侧的风从第一管段41的上端口进入从第二管段42的下端口排出，第一管段41的上端口为进风口，第二管段42的下端口为出风口5。
43.进一步的，进水部2为渐缩型导流结构，从其进水口至其出水口，其内径逐渐减小。
44.进一步的，出水口的直径小于所述竖井1的直径。
45.实施例二
46.本实施例公开了一种脱壁水流竖井泄洪洞，其与实施例一中提供的相比，存在的区别之处在于：
47.如图3和图4所示，在本实施例中，通气管4包括第一管段41和第二管段42，第一管段41的一端贯穿分流墩6设置在进水部2内，第二管段42设置在进水部2内，第一管段41贯穿分流墩6的一端与所述第二管段42连接，第二管段42的出风口5设置在突扩部3的顶部。第一管段41与竖井1平行设置，第一管段41的下端贯穿分流墩6并设置在进水部2内，第二管段42设置在进水部2内，且第二管段42与进水部2平行，第二管段42的上端与第一管段41的下端连接，外侧的风从第一管段41的上端口进入从第二管段42的下端口排出，第一管段41的上端口为进风口，第二管段42的下端口为出风口5。
48.优选的，在本实施例中，环形溢流堰上设置有四个通气管4，四个通风管分别沿进水部2的周向间隔设置。在其他可选实施例中，环形溢流堰上可设置有三个或五个等其他数量的通气管4。
49.具体的，在本实施例中，突扩部3为v型结构。
50.进一步的，还包括：缓冲水池7。缓冲水池7设置在环形溢流堰的一侧，缓冲水池7内设置有多个消能墩9。缓冲水池7设置在环形溢流堰的左侧。
51.优选的，在本实施例中，缓冲水池7内设置有五个消能墩9。在其他可选实施方式中，缓冲水池7内可设置有四个或六个等其他数量的消能墩9。
52.进一步的，还包括上游管道出口8。上游管道出口8与缓冲水池7连接，消能墩9适于将上游管道出口8排出的水流减速并均化至环形溢流堰。上游管道出口8流出的水，进入缓冲水池7中，并被消能墩9释能后减速，并均化分流，保证进入进水部2水流的对称性。本实例可适用于单向排水的工程。
53.实施例三
54.本实施例公开了一种脱壁水流竖井泄洪洞，其与实施例一和实施例二中提供的相比，存在的区别之处在于：
55.如图5和图6所示，通气管4包括第一管段41和第二管段42，第一管段41与竖井1平行设置且位于竖井1的外侧，第二管段42与第一管段41垂直设置，第二管段42的一端与第一管段41的一端连接，第二管段42的另一端为出风口5，出风口5与竖井1连通，出风口5设置在突扩部3的底部。第一管段41位于竖井1的外侧，第一管段41与竖井1平行设置，第二管段42与第一管段41垂直设置，第二管段42的左端与第一管段41的下端连接，第二管段42的右端与竖井1连通，外侧的风从第一管段41的上端口进入从第二管段42右侧的端口排出，第一管段41的上端口为进风口，第二管段42右侧的端口为出风口5，出风口5设置在突扩部3的底部。在本实施例中，因出风口5设置在突扩部3的底部，使得突扩部3的突扩幅度更大，且不受通气管4直径的限制。
56.优选的，在本实施例中，环形溢流堰上设置有四个通气管4，四个通风管分别沿进水部2的周向间隔设置。在其他可选实施例中，环形溢流堰上可设置有三个或五个等其他数量的通气管4。
57.实施例四
58.本实施例公开了一种脱壁水流竖井泄洪洞，其与实施例一、实施例二和实施例三中提供的相比，存在的区别之处在于：
59.如图7所示，还包括：排水系统管道10。排水系统管道10的贯穿进水部2，排水系统管道10的排水端设置在竖井1内。在本实施例中，排水系统管道10直接与竖井1相接，水流直接通过排水系统管道10流入竖井1内。
60.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。