[发明专利]一种大坝溢洪道结构及其施工方法

说明书

本申请涉及一种大坝溢洪道结构及其施工方法，其包括倾斜设置的道体底板、成型在道体底板上端面的第一侧板和第二侧板；道体底板的一端为进口处，另一端为出口处，道体底板自进口处向出口处呈向下倾斜设置；道体底板上部沿其排水方向设置多个台阶体；台阶体包括平直面和竖直面；竖直面上开设有通气槽，通气槽沿台阶体的延伸方向延伸且一端贯穿第二侧板，通气槽内通入气体。本申请具有提高溢洪道消能率的效果。

技术领域

本申请涉及溢洪道的领域，尤其是涉及一种大坝溢洪道结构及其施工方法。

背景技术

目前，溢洪道是水库等水利建筑物的防洪设备和泄水建筑物，多筑在水坝的一侧，溢洪道一般不经常工作，但却是水库枢纽中的重要建筑物。溢洪道像一个大槽，用于宣泄规划库容所不能容纳的洪水，当水库里水位超过安全限度时，水就从溢洪道向下游流出，防止水坝被毁坏。所以溢洪道对大坝的重要性是不言而喻的。然而大坝溢洪道直接暴露在大气之中，经受着自然环境的影响，其基础容易出现较典型的渗流冲蚀破坏。这种渗流冲蚀破坏对大坝溢洪道的危害主要表现在：基础土体颗粒流失，形成空洞，并进而导致溢洪道底板塌陷，影响大坝溢洪道的正常使用，降低大坝溢洪道的使用寿命。因此，对大坝溢洪道进行加固不仅是大坝溢洪道的强度和稳定性的重要保证，同时能为延长大坝溢洪道的使用寿命创造有利条件。

相关技术中，为了降低溢洪道冲蚀受到的破坏，一般情况在会采用台阶式溢洪道。梯阶梯消能工是水流沿坝面或溢洪道表面的阶梯逐级掺气、减速、掺混、紊动消能的。然而工程实践表明，随着来流单宽流量的增大，由于溢洪道内底面水深的增加，掺气起始断面下移，致使流动掺气不足，溢洪道的阶梯面极易发生空蚀破坏，导致消能率较低。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有消能率较低的缺陷。

发明内容

为了提高溢洪道的消能率，本申请提供一种大坝溢洪道结构及其施工方法。

第一方面，本申请提供一种大坝溢洪道结构，采用如下的技术方案：

一种大坝溢洪道结构，包括倾斜设置的道体底板、成型在道体底板上端面的第一侧板和第二侧板；所述道体底板的一端为进口处，另一端为出口处，所述道体底板自进口处向出口处呈向下倾斜设置；所述道体底板上部沿其排水方向设置多个台阶体；所述台阶体包括平直面和竖直面；所述竖直面上开设有通气槽，所述通气槽沿台阶体的延伸方向延伸且一端贯穿第二侧板，所述通气槽内通入气体。

通过采用上述技术方案，水流自进口处向出口处排出，水流流经台阶体的平直面时，水流沿台阶体的平直面继续横向移动，然后受到重力作用落到下一个台阶体的平直面上；当水流沿台阶进行流动时，此时通气槽内部通入有气体，气体喷出的过程中，会对水流进行冲击，此时水流由清水水流变为气液两相流，能够延缓局部压力降至汽化压力，使得空泡溃灭的压力降低。而且清水变为气液两相流之后，密度降低，由不可压缩的流体变为可压缩的具有一定弹性的流体，空穴溃灭时可吸收大量的能量。而且通气槽内部气体排出时，对竖直落下的水流起到冲击效果，使得水流落下时的底部与下一个台阶体之间的角度减小，从而减小水流成型的水幕对平直面造成的影响，从而减小台阶体表面受到空蚀破坏，进而提高了溢洪道的消能率。

优选的，所述台阶体的平直面上成型有挑坎，所述挑坎的延伸方向与台阶体的延伸方向相同，单个所述挑坎自进口处向出口处的竖直高度逐渐降低。

通过采用上述技术方案，水流流经挑坎，水流沿挑坎的底面向斜上方进行挑射，水流与竖直面之间形成稳定的空腔，由于空腔与通气槽连通，通气槽持续为空腔进行输送气体，进一步去增加水流的掺气效果，同时减小水流进入到通气槽内部的情况，使得台阶体的减蚀效果较好。

优选的，所述台阶体的竖直面上成型有跌坎，所述跌坎的水平开设深度自上而下逐渐增加，所述通气槽与跌坎连通。