[实用新型]大坝坝身表孔消能结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程领域，尤其涉及一种大坝坝身表孔消能结构。

背景技术

目前修筑于高山峡谷的混凝土大坝，尤其是拱坝，由于枢纽泄洪的要求，常常需要在坝身开设表孔、中孔等孔口宣泄部分或者全部的洪水。坝身表孔为开敞式孔口，流道一般由喇叭形进口、方槽形流道和挑角或俯角的出口组成。表孔宣泄的水流具有泄量大，通常最大单宽泄量通常超过100m³/s；流速大，通常可达10m/s～30m/s；超泄能力强等特点。通常表孔单独泄洪会成为下游泄洪消能的控制工况，且由于表孔运行较为频繁，因此需要尽量减小表孔下泄水流对水垫塘底板的冲击压力和脉动压力，保证大坝和水垫塘的安全运行。

目前工程上针对表孔通常采用的泄洪消能设计主要是采用加深水垫塘水垫层厚度、水垫塘底板厚度、利用上下层孔口水舌碰撞、分散各水舌落点或者表孔出口收缩结合底板镂空等措施。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种新的实现表孔消能的大坝坝身表孔消能结构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：大坝坝身表孔消能结构，包括设置于大坝坝身的表孔，在同一个表孔的出口处同时设置有分流齿坎和分流齿槽，并且所述分流齿坎和分流齿槽依次间隔设置，所述分流齿坎的出流角为α，所述分流齿槽的出流角为β，并且有α≠β。

进一步的是：所述分流齿坎的出流角α的取值范围为0°＜α＜30°。

进一步的是：所述分流齿槽的出流角β的取值范围为-30°＜β＜0°。

进一步的是：所述分流齿坎的出流角α的取值为10°，所述分流齿槽的出流角β的取值为-10°。

进一步的是：在同一个表孔的出口处设置有两个分流齿坎，在两个分流齿坎之间设置有一个分流齿槽。

进一步的是：在同一个表孔的出口处设置有两个分流齿槽，在两个分流齿槽之间设置有一个分流齿坎。

进一步的是：在每个分流齿坎内设置有掺气孔，所述掺气孔的进气口设置于分流齿坎的下游侧壁面上，所述掺气孔的出气口设置于该分流齿坎上与相邻的分流齿槽相接的侧壁面上。

进一步的是：当同一个分流齿坎的两侧均设置有分流齿槽时，设置于该分流齿坎内的掺气孔具有两个出气口，并且两个出气口分别与该分流齿坎两侧的两个分流齿槽一一对应。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过直接在同一个表孔的出口处同时设置分流齿坎和分流齿槽，可直接使单个表孔内的出流水舌产生分层，并通过分层的水舌进行有效地碰撞消能。进而可仅由单个表孔即可实现在泄水时的消能效果，因此可有效地降低表孔下泄水流对水垫塘底板的冲击压力和脉动压力，保证大坝和水垫塘的安全运行。另外，还通过进一步设置掺气孔结构实现向下泄水流进行掺气，其一方面可降低甚至避免造成空蚀破坏现象，另一方面还可使得下泄水流更加分散，降低其对水垫塘地板的冲击力。

附图说明

图1为第一种大坝坝身表孔消能结构从下游侧视角的平面示意图；

图2为图1中A-A截面的剖视图；

图3为第二种大坝坝身表孔消能结构从下游侧视角的平面示意图；

图中标记为：表孔1、分流齿坎2、分流齿槽3、掺气孔4、进气口41、出气口42、分流齿坎的水舌5、分流齿槽的水舌6、分流齿坎的出流角α、分流齿槽的出流角β。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1至图3中所示，本实用新型所述的大坝坝身表孔消能结构，包括设置于大坝坝身的表孔1，在同一个表孔1的出口处同时设置有分流齿坎2和分流齿槽3，并且所述分流齿坎2和分流齿槽3依次间隔设置，所述分流齿坎2的出流角为α，所述分流齿槽3的出流角为β，并且有α≠β。

其中，上述分流齿坎的出流角α和分流齿槽的出流角β可参照附图2中所示标注，相应的出流角即是指水流的出流方向与水平面的夹角。而本实用新型中通过设置α≠β，这样通过分流齿坎2和分流齿槽3可分别形成如图2中所示的分流齿坎的水舌5和分流齿槽的水舌6，并且分流齿坎的水舌5和分流齿槽的水舌6在纵向上将分层错开，同时由于水流在流出表孔1的出口后其将向两侧方向扩展，因此可使分流齿坎的水舌5和分流齿槽的水舌6在空中碰撞，进而实现一定的消能作用，最终由碰撞消能后的水流再进入下方的水垫塘内，可有效降低对水垫塘的冲击作用。