一种溢洪道泄槽段弯道结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种溢洪道泄槽段弯道结构，主要适用于因地形地质条件导致溢 洪道泄槽段结构设计成弯道的中低水头水利水电工程。
【背景技术】
[0002] 溢洪道是水利水电枢纽工程的重要组成部分，一般包括进水段、控制段、泄槽段、 消能段和出水段。槽段是控制段与消能防冲设施段的连接部分，其工作特点是落差大、纵坡 睹、水流呈急流状态。因此，在平面布置时要求泄槽尽量顺直、等宽和对称，W避免和减少水 流冲击波对水流的扰动。但在实际工程中，由于受地形、地质等方面的限制，往往需要在泄 槽段设置弯道。由于急流弯道的环流特性，急流通过弯道时，水流流态将恶化。弯道水流不 仅受离屯、力作用使凹侧水深加大、凸侧水深减少，造成泄槽横断面内流量分布不均，而且由 于边墙的改向，在弯道内会产生横向冲击波，使弯道水流更加素乱，如不采取工程措施加W 消减，大流量时就可能会造成漫顶事故，运不仅影响讯期水库泄洪，而且还对溢洪道的安全 运行造成威胁。
【发明内容】
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题是针对上述存在的问题，提供一种溢洪道泄槽段 弯道结构，能有效改善转弯段泄槽及下游消能段的水力条件，增加了工程的安全性和可靠 性，具有良好的应用前景。
[0004] 本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：
[000引一种溢洪道泄槽段弯道结构，包括控制堪、泄槽反弧段和泄槽直线段，所述泄槽反 弧段连接在所述控制堪的下游，所述泄槽直线连接在所述泄槽反弧段的下游，所述泄槽反 弧段内设有导流墙，导流墙与泄槽反弧段的底板整体诱筑;所述导流墙的上游端和下游端 分别伸具有向外的延伸段，使得导流墙的起点和终点分别与泄槽反弧段的起点和终点之间 具有一定的间距。
[0006] 在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可W采用或者组合采用W下进一步的 技术方案：
[0007] 所述导流墙的顶部为半圆形。
[0008] 所述导流墙的上游墳头为向下游倾斜的圆锥或圆柱形斜面，所述导流墙的下游墳 头为向上游倾斜的圆锥或圆柱形斜面。
[0009] 所述导流墙的高度h满足W下关系式：
[001。 Yii为凹、凸侧边墙水面的高差值；
[0012]私为超高系数，根据泄槽反弧段的断面形式和弯道曲线连接形式确定，取值范围 为0.5~1.0;
[0013] V为泄槽反弧段起始断面的平均流速；
[0014] b为泄槽反弧段水面宽度；
[001引g为重力加速度；
[0016] R为泄槽反弧段半径。
[0017]所述导流墙采用钢筋混凝±结构，其断面为矩形。
[0018]所述泄槽反弧段的边墙收缩角货，满足W下关系式：
[0020] 其中，震为经验系数，一般取值3.0;
[002。 掏为泄槽反弧段起、止断面的平均弗劳德系数；
[0022] 戒为泄槽反弧段起、止断面的平均水深；
[0023]节为泄槽反弧段起、止断面的平均流速。
[0024]所述泄槽反弧段与所述控制堪之间设有直线缓槽连接段，所述直线缓槽连接段的 长度为0~80m，所述直线缓槽连接段的底坡坡度在0.0(n~0.005之间。
[0025]所述泄槽反弧段的反弧半径不小于100m。
[0026]本实用新型的有益效果是:本实用新型的弯道结构改善了溢洪道弯道处的水流条 件，减少溢洪道弯道段水面的横向比降，消减急流冲击波，使溢洪道弯道段内及出口水流均 匀;该结构简单，施工便捷，同时工程投资较其它结构有较大的降低。
【附图说明】
[0027]图1是溢洪道泄槽弯道段设置导流墙的示意图，用于导流墙水力学弯道处水面超 高的计算。
[002引图2是本实用新型的平面示意图。
[0029]图3是图2的A部位放大图。
[0030] 图4是图3的B-B剖视图。
[0031 ]图5是图2的C部位放大图。
[0032] 图6是图5的D-D剖视图。
【具体实施方式】
[0033] 参照附图。
[0034]本实用新型的溢洪道泄槽段弯道结构，包括控制堪101、泄槽反弧段1和泄槽直线 段102,泄槽反弧段1连接在控制堪101下游，泄槽反弧段1与控制堪101之间设有直线环槽连 接段2,在工程中，如果地形地质条件允许，一般情况下均在泄槽反弧段1与控制堪101之间 设置直线缓槽连接段2,直线缓槽连接段2的长度Dl-般在0~80m之间（0表示不设置缓槽连 接段），直线缓槽连接段2的底坡坡度在0.001~0.005之间，其作用是使经控制堪后的不规则 水流平稳后归槽至泄槽转弯段，具体的取值根据工程的具体情况及相应的水力学模型试验 论证确定。泄槽反弧段I的下游连接泄槽直线段102。
[0035]泄槽反弧设计对整个溢洪道泄流的效果影响较大，反弧设计主要包括=部分:反 弧与控制堪之间是否设置直线缓槽连接段、反弧半径、边墙收缩角。在工程中，如果地形地 质条件允许，一般情况下均在反弧与控制堪之间设置直线缓槽连接段，缓槽段底坡坡度在 0.001~0.005之间，其作用是使经控制堪后的不规则水流平稳后归槽至泄槽转弯段，缓槽连 接段连接长度Dl-般在0~80m之间(0表示不设置缓槽连接段），具体的取值根据工程的具体 情况及相应的水力学模型试验论证确定;泄槽转弯段反弧半径应根据工程的布置情况，结 合水力学模型试验综合确定，一般情况下反弧半径R不应小于loom;边墙收缩角主要是控制 转弯段起始点的偏转程度，一般根据下式计算得到：
[0037] 式中:舞为边墙收缩角；
[0038] 糸为经验系数，一般取值3.0;
[0039] 掛为收缩段起、止断面的平均弗劳德系数；
[0040] 克为收缩段起、止断面的平均水深；
[0041] 矿为收缩段起、止断面的平均流速。
[0042] 樓值不易过大，否则影响收缩段的水流流态、边墙冲击力也会过大，因此《溢洪道 设计规范》化L/T 5166-2002)明确规定，巧值应经计算及水力学模型试验综合确定，根据工 程经验，巧值在20° W内。
[0043] 泄槽反弧段1内设有导流墙3,溢洪道泄槽弯道段加设导流墙的目的是为了改善溢 洪道的水流条件，减少溢洪道弯道段水面的横向比降，消减急流冲击波，使溢洪道弯道段出 口水流均匀。
[0044] 不设置导流墙时，水力学弯道处水面超高的计算公式为：
[0046]设置导流墙时，水力学弯道处水面超高的计算公式为：
[0048] 如图1所示，可见肝3>另中，开中 > 巧；因此结合上式（1)、（2)可W得到V之1沖之2， 即弯道泄槽设置导流墙后水面超高降低，凹岸和凸岸的水面差得到了改善，水面横向比降 降低，流速分布更为均匀。
[0049] 为确保下泄水流能平顺归入设置导流墙的转弯段泄槽内，导流墙的前段适当前 移，距离转弯段的起点距离为D2，一般取值在3~IOm之间，如果转弯段前不设置缓槽连接段， 则D2=0m;同时为确保经转弯段的水流能够平顺下泄到下部的结构中，导流墙的末端应适当 加长，加长距离为D3,一般取值在3~IOm之间。上述D2、D3取值均为工程经验值，具体的工程 中取值多少，应经水力学模型试验综合论证确定。
[0050]导流墙高度设计：导流墙3的高度对弯道水流调整起着重要的作用，墙高度过低， "导流"效果不明显;墙体过高，虽然"导流"效果好，但增加了工程量，经济性差。一般工程设 计中，导流墙3的高度h可按下述公式计算：
[0053] 式中Vh为凹、凸侧边墙水面的高差值；
[0054]把为超高系数，根据断面形式和弯道曲线连接形式确定，取值范围为0.5~1.0;
[0055] V为弯道段起始断面的平均流速；
[0056] b为泄槽段水面宽度；
[0057] g为重力加速度；
[005引R为弯道轴线半径。
[0059]经(4)、（5)式计算得出的导流墙高度Mt,需经水力学模型试验综合论证后确定。
[0060] 导流墙采用钢筋混凝±结构，断面形式可采用矩形，因导流墙顶部可W过水，顶部 做成半圆形。导流墙上、下游墳头结构形式对进、出弯道水流有一定的影响，特别是导流墙 上游，由于受泄槽内水流冲击波的作用，圆形和矩形直立导流墙墳头，水流直冲墳头而产生 较高的水舌。因此，导流墙上游墳头应做成向下游倾斜、下游墳头向上游倾斜的圆锥或圆柱 形斜面，图中r表示导流墙墳头的圆形或圆柱形直径。
【主权项】
1. 一种溢洪道泄槽段弯道结构，其特征在于:所述弯道结构包括控制堰、泄槽反弧段和 泄槽直线段，所述泄槽反弧段连接在所述控制堰的下游，所述泄槽直线连接在所述泄槽反 弧段的下游，所述泄槽反弧段内设有导流墙，导流墙与泄槽反弧段的底板整体浇筑;所述导 流墙的上游端和下游端分别伸具有向外的延伸段，使得导流墙的起点和终点分别与泄槽反 弧段的起点和终点之间具有一定的间距。2. 如权利要求1所述的一种溢洪道泄槽段弯道结构，其特征在于:所述导流墙的顶部为 半圆形。3. 如权利要求1所述的一种溢洪道泄槽段弯道结构，其特征在于:所述导流墙的上游墩 头为向下游倾斜的圆锥或圆柱形斜面，所述导流墙的下游墩头为向上游倾斜的圆锥或圆柱 形斜面。4. 如权利要求1所述的一种溢洪道泄槽段弯道结构，其特征在于:所述导流墙的高度h 满足以下关系式：Vh为凹、凸侧边墙水面的高差值； 七为超高系数，根据泄槽反弧段的断面形式和弯道曲线连接形式确定，取值范围为0.5 ~1 · 0; V为泄槽反弧段起始断面的平均流速； b为泄槽反弧段水面宽度； g为重力加速度； R为泄槽反弧段半径。5. 如权利要求1所述的一种溢洪道泄槽段弯道结构，其特征在于:所述导流墙采用钢筋 混凝土结构，其断面为矩形。6. 如权利要求1所述的一种溢洪道泄槽段弯道结构，其特征在于:所述泄槽反弧段的边 墙收缩角0，满足以下关系式：其中，Γ为经验系数，一般取值3.0; Fr为泄槽反弧段起、止断面的平均弗劳德系数； 々为泄槽反弧段起、止断面的平均水深； V为泄槽反弧段起、止断面的平均流速。7. 如权利要求1所述的一种溢洪道泄槽段弯道结构，其特征在于:所述泄槽反弧段的反 弧半径不小于l〇〇m。8. 如权利要求1所述的一种溢洪道泄槽段弯道结构，其特征在于:所述泄槽反弧段与所 述控制堰之间设有直线缓槽连接段，所述直线缓槽连接段的长度为0~80m，所述直线缓槽连 接段的底坡坡度在〇. 001~〇. 005之间。
【专利摘要】本实用新型提供一种溢洪道泄槽段弯道结构，包括控制堰、泄槽反弧段和泄槽直线段，泄槽反弧段连接在控制堰的下游，泄槽直线连接在泄槽反弧段的下游，泄槽反弧段内设有导流墙，导流墙与泄槽反弧段的底板整体浇筑；导流墙的上游端和下游端分别伸具有向外的延伸段，使得导流墙的起点和终点分别与泄槽反弧段的起点和终点之间具有一定的间距。本实用新型的弯道结构改善了溢洪道弯道处的水流条件，减少溢洪道弯道段水面的横向比降，消减急流冲击波，使溢洪道弯道段内及出口水流均匀；该结构简单，施工便捷，同时工程投资较其它结构有较大的降低。
【IPC分类】E02B8/06
【公开号】CN205100180
【申请号】CN201520876957
【发明人】张运花, 王栋良
【申请人】中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月5日