一种适用于多泥沙多块石河流的泄洪洞进口结构及方法与流程

本发明属于水利水电工程泄洪洞进口结构设计，具体涉及一种适用于多泥沙多块石河流的泄洪洞进口结构及方法。

背景技术：

1、目前，水电工程常用的泄洪洞为小开度闸门泄洪洞，适用于对泥沙淤积较少、不存在大块石的河流进行泄洪和排沙。因此，当河流中存在大量泥沙淤积和大块石等不良条件时，由于泄洪洞本身的排沙能力有限以及结构稳定性有限，易出现泄洪洞进口淤沙，泄洪洞洞身受到块石的破坏而影响衬砌结构稳定，块石对闸门的破坏等问题。可见，常规泄洪洞结构已无法满足对多泥沙多块石河流的泄洪排沙需求。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种适用于多泥沙多块石河流的泄洪洞进口结构及方法，可有效解决上述问题。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、本发明提供一种适用于多泥沙多块石河流的泄洪洞进口结构，包括底板(1)、左边墩(2)、右边墩(3)、中墩(4)、左联系梁(5)和右联系梁(6)；

4、所述底板(1)的左右两侧，对称设置所述左边墩(2)和所述右边墩(3)，使所述左边墩(2)和所述右边墩(3)之间形成泄洪通道；在所述左边墩(2)和所述右边墩(3)之间，设置所述中墩(4)，所述中墩(4)的左侧顶部和所述左边墩(2)的顶部之间设置所述左联系梁(5)，使所述中墩(4)和所述左边墩(2)通过所述左联系梁(5)连接；所述中墩(4)的右侧顶部和所述右边墩(3)的顶部之间设置所述右联系梁(6)，使所述中墩(4)和所述右边墩(3)通过所述右联系梁(6)连接。

5、优选的，所述左边墩(2)和所述右边墩(3)的过流面采用流线型。

6、优选的，所述左边墩(2)和所述右边墩(3)的过流面为椭圆曲线，椭圆曲线方程为：x2/14.02+y2/2.72＝1；其中，x和y为椭圆曲线的坐标，使所述左边墩(2)和所述右边墩(3)之间形成的泄洪通道的宽度，沿泄洪水流方向，在入口位置最大，然后平缓缩小。

7、优选的，所述中墩(4)的左右两侧面为流线型。

8、优选的，所述中墩(4)的截面为椭圆形状，椭圆长轴沿所述左边墩(2)和所述右边墩(3)之间的中轴线位置布置，椭圆的曲线方程为x2/3.02+y2/1.02＝1；其中，x和y为椭圆曲线的坐标。

9、优选的，所述中墩(4)沿泄洪水流方向的长度，短于所述左边墩(2)和所述右边墩(3)的长度。

10、优选的，所述左边墩(2)的过流面沿竖向设置第一门槽(2-1)，并且，所述左联系梁(5)的左端位于所述第一门槽(2-1)的顶部；所述中墩(4)的左侧面沿竖向设置第二门槽(4-1)，并且，所述左联系梁(5)的右端位于所述第二门槽(4-1)的顶部；

11、所述右边墩(3)的过流面沿竖向设置第三门槽(3-1)，并且，所述右联系梁(6)的右端位于所述第三门槽(3-1)的顶部；所述中墩(4)的右侧面沿竖向设置第四门槽(4-2)，并且，所述右联系梁(6)的左端位于所述第四门槽(4-2)的顶部。

12、优选的，所述第一门槽(2-1)、所述第二门槽(4-1)、所述第三门槽(3-1)和所述第四门槽(4-2)的内部，均沿竖向分块布置多个叠梁(7)。

13、本发明还提供一种适用于多泥沙多块石河流的泄洪洞进口结构的方法，包括以下步骤：

14、步骤1，施工建设适用于多泥沙多块石河流的泄洪洞进口结构；

15、步骤2，多泥沙多块石河流到达泄洪洞进口结构的入口位置时，多泥沙多块石河流冲击中墩(4)，通过中墩(4)的分流作用，使多泥沙多块石河流分为两股，分别从左边墩(2)和中墩(4)之间的左侧泄洪支路以及右边墩(3)和中墩(4)之间的右侧泄洪支路流过，在通过中墩(4)后，两侧河流汇聚并继续流动；

16、在此过程中，由于中墩(4)的分流作用，以及左侧泄洪支路和右侧泄洪支路的形状特点，能够增大水流流速，从而携带泥沙流动，避免泥沙淤积，提高排沙能力；由于左联系梁(5)和右联系梁(6)的结构作用，以及门槽和叠梁(7)的布置，增大泄洪洞进口结构的结构稳定性。

17、优选的，步骤1具体为：

18、s1.1，结构施工前，按结构要求进行建基面及边坡开挖施工；

19、s1.2，开挖施工完成后，进行底板(1)施工，使底板(1)设置于新鲜基岩面，随后进行左边墩(2)、右边墩(3)、中墩(4)的结构施工，在左边墩(2)、右边墩(3)和中墩(4)施工过程中，按所需尺寸预留门槽；

20、s1.3，左边墩(2)、右边墩(3)、中墩(4)施工到联系梁高程时，与联系梁同时现浇施工，确保左边墩(2)、中墩(4)与左联系梁(5)有效连接，以及，右边墩(3)中墩(4)与右联系梁(6)有效连接，形成泄洪洞进口结构；

21、s1.4，将完成的预制的叠梁(7)在初期蓄水低水位期或库内静水位期，放入左边墩(2)、右边墩(3)和中墩(4)的侧面预留的门槽中。

22、本发明提供的一种适用于多泥沙多块石河流的泄洪洞进口结构及方法具有以下优点：

23、本发明提供一种适用于多泥沙多块石河流的泄洪洞进口结构，适用于河道泥沙量大、大块石多等河流泄洪洞进口结构设计，可有效处理泥沙淤积问题、防止泥沙及块石进入泄洪洞造成泄洪洞洞身结构稳定等问题，保证了泄洪洞的正常泄洪功能，同时保证结构稳定及安全。

技术特征：

1.一种适用于多泥沙多块石河流的泄洪洞进口结构，其特征在于，包括底板(1)、左边墩(2)、右边墩(3)、中墩(4)、左联系梁(5)和右联系梁(6)；

2.根据权利要求1所述的一种适用于多泥沙多块石河流的泄洪洞进口结构，其特征在于，所述左边墩(2)和所述右边墩(3)的过流面采用流线型。

3.根据权利要求2所述的一种适用于多泥沙多块石河流的泄洪洞进口结构，其特征在于，所述左边墩(2)和所述右边墩(3)的过流面为椭圆曲线，椭圆曲线方程为：x2/14.02+y2/2.72＝1；其中，x和y为椭圆曲线的坐标，使所述左边墩(2)和所述右边墩(3)之间形成的泄洪通道的宽度，沿泄洪水流方向，在入口位置最大，然后平缓缩小。

4.根据权利要求1所述的一种适用于多泥沙多块石河流的泄洪洞进口结构，其特征在于，所述中墩(4)的左右两侧面为流线型。

5.根据权利要求4所述的一种适用于多泥沙多块石河流的泄洪洞进口结构，其特征在于，所述中墩(4)的截面为椭圆形状，椭圆长轴沿所述左边墩(2)和所述右边墩(3)之间的中轴线位置布置，椭圆的曲线方程为x2/3.02+y2/1.02＝1；其中，x和y为椭圆曲线的坐标。

6.根据权利要求1所述的一种适用于多泥沙多块石河流的泄洪洞进口结构，其特征在于，所述中墩(4)沿泄洪水流方向的长度，短于所述左边墩(2)和所述右边墩(3)的长度。

7.根据权利要求1所述的一种适用于多泥沙多块石河流的泄洪洞进口结构，其特征在于，所述左边墩(2)的过流面沿竖向设置第一门槽(2-1)，并且，所述左联系梁(5)的左端位于所述第一门槽(2-1)的顶部；所述中墩(4)的左侧面沿竖向设置第二门槽(4-1)，并且，所述左联系梁(5)的右端位于所述第二门槽(4-1)的顶部；

8.根据权利要求7所述的一种适用于多泥沙多块石河流的泄洪洞进口结构，其特征在于，所述第一门槽(2-1)、所述第二门槽(4-1)、所述第三门槽(3-1)和所述第四门槽(4-2)的内部，均沿竖向分块布置多个叠梁(7)。

9.一种权利要求1-8任一项所述的一种适用于多泥沙多块石河流的泄洪洞进口结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种适用于多泥沙多块石河流的泄洪洞进口结构的方法，其特征在于，步骤1具体为：

技术总结
本发明提供一种适用于多泥沙多块石河流的泄洪洞进口结构及方法，包括底板、左边墩、右边墩、中墩、左联系梁和右联系梁；在所述左边墩和所述右边墩之间，设置所述中墩，所述中墩的左侧顶部和所述左边墩的顶部之间设置所述左联系梁，使所述中墩和所述左边墩通过所述左联系梁连接；所述中墩的右侧顶部和所述右边墩的顶部之间设置所述右联系梁，使所述中墩和所述右边墩通过所述右联系梁连接。本发明适用于河道泥沙量大、大块石多等河流泄洪洞进口结构设计，可有效处理泥沙淤积问题、防止泥沙及块石进入泄洪洞造成泄洪洞洞身结构稳定等问题，保证了泄洪洞的正常泄洪功能，同时保证结构稳定及安全。

技术研发人员：李康宏,王勇,林易澍,张慧敏,董丹丹,张光辉,王志珑,杨利,张金行,黄飞亚
受保护的技术使用者：中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/9