一种具有涡室导流通气功能的泄洪结构的制作方法

本技术涉及一种具有涡室导流通气功能的泄洪结构，属于水利水电工程泄洪消能。

背景技术：

1、旋流竖井泄洪洞由于其修建难度较低、布置灵活以及消能效果突出等优势，越来越受到水利水电工程界的关注。尤其是随着高水头、大流量、深峡谷的高坝大库兴起，在常规泄水建筑物无法良好地实现泄洪消能的情况下，旋流竖井作为泄洪消能建筑物不失为一种良好的选择。

2、然而，对于旋流竖井泄洪的涡室导流坎而言，在其尾部由于水流的惯性作用会形成一个空腔，随着水流将空腔内的水体持续带走，空腔内压力将会越来越小，当空腔压力减小至一定程度时，空腔内将会出现回水，而由于重力作用空腔将极难出现被完全淹没的状态，其后随着空腔压力的继续减小直至低于水体的饱和蒸汽压，水流将出现气化，此之谓空化现象；而随着空化的加剧，竖井壁面则极易产生空蚀。其外，由于空腔内气压极不稳定，加之导流坎本身就是一个悬臂结构，这对于导流坎的稳定有着极为不利的影响。

技术实现思路

1、本实用新型目的在于提供一种具有涡室导流通气功能的泄洪结构，以解决由于空腔内气压极不稳定，旋流竖井壁面可能出现的空蚀空化问题。

2、本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种具有涡室导流通气功能的泄洪结构，包括闸室、水平段、涡室、收缩段和竖井直段；所述闸室的出水口导通所述水平段，所述水平段导通所述涡室，所述收缩段连通在所述涡室的下方，所述竖井直段连通在所述收缩段的下方，所述涡室连接所述水平段的位置设有导流坎，所述导流坎下方的所述涡室壁面设有通气孔；所述涡室的顶部设有补气井，所述补气井和所述通气孔之间连接有补气管，所述补气管用于对所述导流坎末端的空腔进行空气补给。

3、作为具有涡室导流通气功能的泄洪结构优选方案，所述竖井直段的侧部连接有出口压坡，所述出口压坡连接有退水段。

4、作为具有涡室导流通气功能的泄洪结构优选方案，所述补气管的上边缘距离所述导流坎末端的距离s为0.5～1.5m。

5、作为具有涡室导流通气功能的泄洪结构优选方案，所述补气管的内边缘距离所述涡室的外壁面距离l≥0.3m。

6、作为具有涡室导流通气功能的泄洪结构优选方案，所述补气管连接所述补气井的下边缘与所述涡室的拱顶高差h≥0.3m。

7、本实用新型设有闸室、水平段、涡室、收缩段和竖井直段；闸室的出水口导通水平段，水平段导通涡室，收缩段连通在涡室的下方，竖井直段连通在收缩段的下方，涡室连接水平段的位置设有导流坎，导流坎下方的涡室壁面设有通气孔；涡室的顶部设有补气井，补气井和通气孔之间连接有补气管，补气管用于对导流坎末端的空腔进行空气补给。本实用新型可以保证导流坎末端的空腔能够有足够的空气补给，形成稳定的掺气空腔，实现对竖井壁面掺气保护的同时，也大幅降低了导流坎的空蚀破坏；此外，由于稳定空腔的存在，也大幅减弱了导流坎末端水体的波动，从而增强了涡室的导流坎的结构稳定性。

技术特征：

1.一种具有涡室导流通气功能的泄洪结构，包括闸室(1)、水平段(2)、涡室(3)、收缩段(4)和竖井直段(5)；所述闸室(1)的出水口导通所述水平段(2)，所述水平段(2)导通所述涡室(3)，所述收缩段(4)连通在所述涡室(3)的下方，所述竖井直段(5)连通在所述收缩段(4)的下方，其特征在于，所述涡室(3)连接所述水平段(2)的位置设有导流坎(6)，所述导流坎(6)下方的所述涡室(3)壁面设有通气孔(7)；所述涡室(3)的顶部设有补气井(8)，所述补气井(8)和所述通气孔(7)之间连接有补气管(9)，所述补气管(9)用于对所述导流坎(6)末端的空腔进行空气补给。

2.根据权利要求1所述的一种具有涡室导流通气功能的泄洪结构，其特征在于，所述竖井直段(5)的侧部连接有出口压坡(10)，所述出口压坡(10)连接有退水段(11)。

3.根据权利要求1所述的一种具有涡室导流通气功能的泄洪结构，其特征在于，所述补气管(9)的上边缘距离所述导流坎(6)末端的距离s为0.5～1.5m。

4.根据权利要求3所述的一种具有涡室导流通气功能的泄洪结构，其特征在于，所述补气管(9)的内边缘距离所述涡室(3)的外壁面距离l≥0.3m。

5.根据权利要求4所述的一种具有涡室导流通气功能的泄洪结构，其特征在于，所述补气管(9)连接所述补气井(8)的下边缘与所述涡室(3)的拱顶高差h≥0.3m。

技术总结
本技术公开一种具有涡室导流通气功能的泄洪结构，设有闸室、水平段、涡室、收缩段和竖井直段；闸室的出水口导通水平段，水平段导通涡室，收缩段连通在涡室的下方，竖井直段连通在收缩段的下方，涡室连接水平段的位置设有导流坎，导流坎下方的涡室壁面设有通气孔；涡室的顶部设有补气井，补气井和通气孔之间连接有补气管，补气管用于对导流坎末端的空腔进行空气补给。本技术可以保证导流坎末端的空腔能够有足够的空气补给，形成稳定的掺气空腔，实现对竖井壁面掺气保护的同时，也大幅降低了导流坎的空蚀破坏；此外，由于稳定空腔的存在，也大幅减弱了导流坎末端水体的波动，从而增强了涡室的导流坎的结构稳定性。

技术研发人员：范田亿,黄略,申幸志,黄兵,姜恒,高碧
受保护的技术使用者：湖南省水利水电勘测设计规划研究总院有限公司
技术研发日：20221105
技术公布日：2024/1/12