水閘的消能和防沖處理的工程措施.ppt

第三節(jié) 水閘的消能和防沖處理的工程措施,一、過閘水流特點 二、消能防沖設(shè)計的水力條件 三、水閘的消能防沖設(shè)計,一、過閘水流特點,1、水流形式復(fù)雜 2、閘下易形成波狀水躍 3、閘下容易出現(xiàn)折沖水流,波狀水躍示意圖,折沖水流示意圖,二、消能防沖設(shè)計的水力條件,1、閘下水流的消能方式 平原地區(qū)采用底流式消能。 山區(qū)灌溉渠道可采用挑流式消能。 當水閘閘下尾水深度較大，且變化較小，河床及岸坡抗沖能力較強時，可采用面流式消能。 對于挾有較大礫石的多泥沙河流上的水閘，不宜設(shè)消力池，可采用抗沖耐磨的斜坡護坦與下游河道連接，末端應(yīng)設(shè)防沖墻。,2、消能防沖設(shè)計的水力條件選擇,1、底流消能消力池型式 下挖式：當閘下尾水深度小于躍后水深 突檻式：閘下尾水深度略小于躍后水深的消力池消能 綜合式：當閘下尾水深度遠小于躍后水深，且計算消力池深度又較深時,三、水閘的消能防沖設(shè)計,（a）下挖式；（b）突檻式；（c）綜合式,2、消力池尺寸計算 (1)消力池的深度計算,消力池的深度計算示意圖,(2)消力池的長度計算,(3)消力池的底板計算,消力池底板厚度可根據(jù)抗沖和抗浮要求，并取其最大值。 抗沖要求 抗浮要求,3、輔助消能工,水流受輔助消能的阻擋，抬高了原來小于躍后水深尾檻前水深。 輔助消能的作用改變了原來水流的流速分布，增加了對水躍阻力，降低了對躍后水深的要求。,（1）尾檻 作用：穩(wěn)定水頭，調(diào)整鉛直斷面的流速公布，減少池后沖刷，促使水流均勻擴散。 高度： 0.5 1m，砼與鋼筋混凝土筑成，并與護坦連成整體。 型式：連續(xù)式，齒型。,（2）消力墩,消力墩沿水流方向的斷面型式可為矩形或梯形，墩頂應(yīng)有足夠的淹沒水深，墩高為躍后水深的1/51/3。墩寬及墩的凈距一般采用墩高的一半，前后排的凈距可比墩高稍大些。,（3）消力齒,可用于下游水深較小的情況，一般布置在消力池的陡坡坡腳處，齒的剖面型式常采用梯形或三角形，通常將齒頂削成半圓形。,沙灣電站下游消力齒,沙灣電站下游消力齒和消力墩,（1）波狀水躍的防止措施 在出流平臺（0.51.0 m）末端設(shè)置一道小坎，將射流挑起轉(zhuǎn)而跌入池中，形成旋滾或淹沒水躍，以充分利用池深消能，小坎高度 c，一般為0.51.0 m。,4、浪狀水躍、折沖水流的防止措施,（2）折沖水流的防止措施 總體布置時，盡量使上游渠道有一段較長的順直段，確保來水順均勻。 控制下游翼墻的擴散角，擴散角宜712，使水流均勻擴散。 制訂合理的閘的開啟程序，注意均勻齊步，間隔對稱等開啟原則，力避開啟、關(guān)閉時大起大落和多孔閘部分閘孔泄流的運用方式。,(1)布置 水平海漫：下游河床局部沖刷大。適用于下游河床抗沖能力較強的情況 傾斜海漫：傾斜段坡度以1：61：10為宜 前面段水平，后面段傾斜，傾斜底坡,5、海漫,海漫布置示意圖,(2)根據(jù)水流流速選擇構(gòu)造： 混凝土海漫 ：610m/s 干砌塊石：2.54.0m/s 漿砌塊石 ：3 6 m /s,(3)長度：,q 消力池出口處單寬流量（m3/s m ） H上、下游水位差（對應(yīng)的） 經(jīng)驗系數(shù) 粉砂、細砂河床： 13 15 中砂、粗砂、砂壤： 10 12 壤土： 8 9 粉質(zhì)粘土： 9 10 堅硬粉土： 6 7 適用范圍 = 1 9 計算時，試算各種水位流量組合下：q 和H取最大值。,（1）防沖槽 防沖槽大多采用寬淺式的，槽深一般取1.52.5m，底寬b取23倍的深度，上游坡率m1=23,下游坡率m2=3 海漫首端河床沖刷深度 ： 海漫末端河床沖刷深度 ：,6、防沖槽與防沖墻,防沖槽布置示意圖,（2）防沖墻 對于沖刷深度較小的水閘，可采用12m深的防沖齒墻 對于沖刷深度很大的水閘，建議采用板樁或地下連續(xù)墻，來阻止沖刷坑向消力池方向推進，板樁或地下連續(xù)墻的深度不應(yīng)小于3倍的（dm）。,7、上游河床和上下游岸坡的防護,（1）上游河床防護 一般采用漿砌石或干砌塊石護底，其長度與水頭、單寬流量及土質(zhì)情況有關(guān)，約為35倍堰頂水頭(不包括防滲鋪蓋的長度)。土質(zhì)抗沖能力較低時，護底上游端還應(yīng)設(shè)置厚度約為1.0m左右的防沖槽。護底下面設(shè)墊層。,（2）下游河床防護 在靠近閘身一段距離內(nèi)，由于流速較大，常用漿砌石護坡。上游護坡一般自鋪蓋始端再向上游延伸23倍水頭，下游自