[发明专利]一种具有独立多孔分流出水口结构的船闸泄水系统

说明书

技术领域

    本发明涉及一种具有独立多孔分流出水口结构的船闸泄水系统，适用于水利水电工程 、水运交通工程中船闸的建设。 

背景技术

通航建筑物的发展已有2000年的历史，目前全世界已建船闸近4000座。 我国船闸建设的历史十分悠久，至今已建成船闸近800座，约占全世界船闸总数的20％。 船闸输水系统出水口位置布置及型式选择是否合适，是保证船闸输水系统出水效果及船舶在引航道内停泊条件的关键因素。 按照我国交通行业现行规范，输水系统出水口布置要求一定的淹没水深和扩大出口断面面积，避免产生不良流态，以满足船舶在引航道的停泊条件。因此，型式选择可根据工程所处位置因地制宜。 

近年来，随着西部大开发战略的实施，我国内河航运事业得到迅猛发展，一批大型船闸相继开工建设。 如：世界上内河航运枢纽规模最大的西江长洲三、四线船闸，桂平二线船闸、长沙双线船闸，嘉陵江草街船闸，引江济汉通航船闸，芜申运河杨家湾船闸。大规模的船闸建设，由于河流不同，水头各异，单纯按照规范套用选型已不能适应船闸建设要求，对于水头高、枢纽布置局促的水电站，通航建筑物输水系统出水口布置，有必要突破常规，研究创新性成果，以满足高水头船闸出水口布置及运行要求。为此设计提出了一种独立多孔分流出水口结构和施工方法，主要解决高水头船闸输水系统出水口位置选择、型式布置、停泊条件、水力学流态等技术问题。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种有效解决高水头船闸输水系统出水口的位置选择、型式布置、停泊条件、水力学流态等技术问题的具有独立多孔分流出水口结构的船闸泄水系统。 

本发明所采用的技术方案是：一种具有独立多孔分流出水口结构的船闸泄水系统，该泄水系统具有顺水流方向布置的混凝土底板、底板两侧的混凝土闸墩、以及靠河床一侧的泄水口结构段，其特征在于：上游来水经一条略呈Z字形的水流轨迹泄入下游河床，该水流轨迹包括顺序衔接的设于上游侧混凝土底板内的底板主廊道、90°过渡衔接廊道、垂直水流方向的阀门处廊道、弧形扩散段转弯廊道、顺水流方向的梯形消力池，梯形消力池的出口衔接下游河床，其中，阀门处廊道位于靠近泄水口结构段的闸墩内，弧形扩散段转弯廊道与梯形消力池的交界处迎水流方向布置一组弧形分流墩，梯形消力池内设一斜向的梯形消力槛。 

所述阀门处廊道处设有检修阀门井。 

所述梯形消力池的坡度比为1:2。 

所述迎水流方向布置的一组弧形分流墩有6个。 

本发明的有益效果是： 1、将出水口集中独立布置在靠河床泄水系统结构段内，输水廊道水体可直接进入右侧河床，避免了高速水流泄入船闸出水口下游引航道内，优化了引航道内的水力学条件。2、将多孔分流出水口独立布置在泄水系统结构段内，简化了闸墩结构布置，降低了施工难度，加快了施工进度。3、经水工模型验证，高速水流经多孔分流出水后，出水口泄流顺畅、无危害性气泡产出、水流流态良好，对解决高水头船闸泄水系统出水口结构选型、优化船舶在航道内的水力学条件，效益明显。 

附图说明

图1是本发明实施例的平面图。 

图2是图1的A-A向剖面图。 

图3是图1的B-B向剖面图。 

图4是图1中结构C的放大图。 

具体实施方式

如图1所示，本实施例输水系统结构具有顺水流方向布置的混凝土底板10、底板两侧的混凝土闸墩9、和靠河床一侧的泄水口结构段（其中出水口集中独立布置在泄水口结构段内，使输水廊道的水体可直接进入一侧河床）。上游的水流经过一条略呈Z字形的轨迹泄入到下游的河床，该轨迹包括：顺序衔接的混凝土底板10内的底板主廊道8、90°过渡衔接廊道7、垂直于水流方向的阀门处廊道5（为了方便工作人员进行检修，该廊道处设有阀门检修井6）、弧形扩散段转弯廊道4、顺水流方向浇筑的梯形消力池11，梯形消力池的出口衔接下游河床。其中，阀门处廊道5修筑在靠近泄水口结构段的混凝土闸墩9内，平顺的将90°过渡衔接廊道7和弧形扩散段转弯廊道4衔接起来。在弧形扩散段转弯廊道4与梯形消力池11的交界处迎水流方向布置一组弧形分流墩3（如图4所示的结构放大图），本例该弧形分流墩有6个，形成6个高度相同，宽度不等的矩形分流输水孔洞（如图3所示）、以分配调整输水主廊道内水流出流流量。为了将水体充分消能，保证船舶出闸的静水域条件，在梯形消力池11内设有一斜向的梯形消力槛2对水流进行第一次消能后，水体进入梯形消力池11进行第二次消能再翻滚出流，泄入下游河床。