消力池止水结构以及采用该止水结构的消力池的制作方法

本实用新型涉及水利工程领域，特别涉及一种消力池止水结构以及采用该止水结构的消力池。

背景技术：

消力池是指在泄水建筑下游产生底流式水跃的效能设施，能够使下泄急流迅速变为缓流，一般可将下泄水流的动能消除40%～70%，并可缩短护坦长度，是一种有效而经济的消能设施。现阶段随着我国水利设施的兴起，一般消力池分为下降式、消力槛式和综合式等。

下降式是降低护坦高程形成的消力池，用以加大尾水深度，促使下泄急流在池中产生底流式水跃。为了保证不出现远驱式水跃，常按在池中形成稍有淹没的水跃设计池深。消力槛式是在护坦上（一般在末端）设置消力槛而形成的消力池，多用于水跃淹没度略感不足，或开挖消力池有困难的情况。综合式是既降低护坦高度又设置消力槛而形成的消力池，多用于尾水深度与第二共挑水深相差较大的情况。

授权公告号为CN103397619B的中国专利文件《沿程分散消能的高低坎消力池》中公开了一种下降式的消力池，包括有水流的进水段、与进水段相接的消力池内隔墙、消力池尾坎以及与消力池尾坎相接的护坦。其在高低坎消力池与水流进水段低坎泄流孔相接的部位相间设置有隔墙，隔墙两侧面从水流进水段低坎泄流孔出口的顶部开始与低坎采用弧形过渡段平滑连接。通过上述设置，水流自进水段进入消力池时能够在高低坎以及挡墙的作用下消除前期的对消力池底板作用的集中应力，达到沿程分散消能的效果。

但是，如上述方案所示，水流自进水段高速流入消力池中，如果不对消力池的底板做相应的止水设置，高速水流会直接钻入底板下，底板将承受较大的扬压力和脉动压力，可能导致底板被掀起或者遭到较为严重的冲刷破坏，因此消力池的止水结构直接影响到消力池的使用寿命，在消力池结构中尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型的第一目的是提供一种消力池止水结构，具有对消力池底板与泄流段水平连接处有效止水的效果，减轻水流对消力池底板的冲刷破坏。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种消力池止水结构，其特征在于，从下往上依次设置有：a、原土夯实层；b、隔离反渗层；c、垫层；d、泄流段与消力池池体连接处水平设置有沉降缝，所述沉降缝内设有开口向上的“U”形止水铜片，且所述止水铜片上开口水平设有对称设置的一对翼缘，所述翼缘向两侧分别伸入泄流段及消力池池体中并固定，所述沉降缝宽度d1处于20mm-30cm之间且填充有沥青层。

通过采用上述技术方案，增强了泄流段与消力池连接处沉降缝的止水能力，减轻了高速水流对消力池底板的冲刷侵蚀作用，延长了消力池的使用寿命。

本实用新型的进一步设置为：所述翼缘预埋入沉降缝两侧的长度d2与沉降缝宽度d1的关系符合d2≥3d1。

通过采用上述技术方案，在水平方向上提供足够大的止水范围，达到尽可能阻止水分从沉降缝中渗透至外部的效果。

本实用新型的进一步设置为：所述翼缘距离所述消力池池体的底板顶面的距离H1与消力池池体的底板的厚度H2之间关系符合1/5H2≤H1≤1/4H2。

通过采用上述技术方案，将翼缘的埋设位置合理限定，若埋设过深远离消力池底板的上表面，则无法起到应有的止水效果，高速水流直接进入底板，容易造成破坏；若埋设较浅距离消力池底板上表面较近，则容易受到从底板上表面渗入的水分、杂质以及空气，加速对翼缘的腐蚀作用。

本实用新型的进一步设置为：所述隔离反渗层采用二布二膜型经编复合土工膜，所述经编复合土工膜沿所述沉降缝两边对称布置，且所述经编复合土工膜的单边宽度d3与沉降缝宽度d1的关系符合d3≥100d1。

通过采用上述技术方案，在沉降缝两侧铺设足够长度的经编复合土工膜，起到大范围的止水效果，有效防止渗入消力池底板中的水分进入底板下方而造成底板上下水压不平衡的情况。

本实用新型的进一步设置为：所述经编复合土工膜于沉降缝正下方设有褶皱，所述褶皱覆盖于所述沉降缝上且宽度d4与沉降缝宽度d1的关系符合d4≥2d1。

通过采用上述技术方案，在沉降缝正下方设置由多层经编复合土工膜堆叠而成的褶皱，使得进一步的加强了沉降缝的止水效果。

本实用新型的第二目的是提供一种消力池，在其底板具备有效止水的同时也能够达到良好的消力效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种消力池，包括泄流段、与所述泄流段连接的消力池池体、以及处于所述消力池池体尾部的尾坎，其特征在于：包括上述的消力池止水结构。

通过采用上述技术方案，在保证消力池池体具备有效止水的同时，尾坎的设置可以使高速水流产生回流或紊流，达到消力的效果。

本实用新型的进一步设置为：所述泄流段与所述消力池池体连接处设有缓冲坡，所述缓冲坡向下倾斜设置且其最低端设有多个分流墩，所述分流墩上表面成水平设置且与缓冲坡接触位置为弧形过渡。

通过采用上述技术方案，高速流水进入消力池池体前先经过缓冲坡达到缓冲作用，由于分流墩的设置使部分水流产生水跃，从而减少水体对消力池的直接冲刷破坏和其他扰动作用力。

本实用新型的进一步设置为：所述消力池池体底部设有多个消力墩，所述消力墩的迎水面沿水流方向倾斜设置。

通过采用上述技术方案，水流在消力池中流动时由于消力墩迎水面向上倾斜设置，使得水流再次产生水跃，达到消力的作用。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：增强了消力池与泄流段连接处的止水效果，减小了水流对消力池池体底板的冲刷和扰动，达到稳定消力池底板延长结构使用寿命的效果；再通过设置分流墩和消力墩，进一步加强消力池的消力效果。

附图说明

图1是本实施例的部分结构示意图，主要表现有泄流段、消力池池体、消力墩、缓冲坡、分流墩、尾坎、沉降缝、垫层之间的位置关系；

图2是本实施例的止水结构剖面示意图，主要表现有沉降缝、垫层、经编复合土工膜、褶皱、沥青层之间的位置连接关系。

图中：1、泄流段；2、消力池池体；21、消力墩；3、缓冲坡；31、分流墩；4、尾坎；5、沉降缝；51、止水铜片；52、翼缘；6、垫层；7、经编复合土工膜；71、褶皱；8、沥青层。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例：一种消力池，如图1所示，自下而上包括a、原土夯实层（图中未示出）；b、隔离反渗层（图中未示出）；c、垫层6；d、泄流段1与消力池池体2连接处水平设置有沉降缝5，泄流段1与消力池池体2之间设有沿水流方向向下倾斜的缓冲坡3，消力池池体2尾部还设有沿水流方向向上倾斜设置的尾坎4。

如图1所示，缓冲坡3的最低端设有至少一排多个分流墩31，分流墩31为间隔设置且其与缓冲坡3连接处为弧形过渡，分流墩31与弧形部连接的上表面为水平设置，当水流从缓冲坡3流入消力池池体2中时在分流墩31上表面的引导下，产生分流，减轻了部分高速水体对消力池池体2的底板的冲刷作用。

如图1所示，消力池池体2中设有至少一排间隔设置的消力墩21，消力墩21的迎水面为向上倾斜设置，水流流入消力池池体2中遇到消力墩21后在消力墩21迎水面的引导下向上产生水跃现象，达到消力的效果，再在尾坎4的作用下产生回流和紊流，进一步加强了消力的作用。

如图2所示，缓冲坡3与消力池池体2连接处设有沉降缝5，沉降缝5内设有开口向上的“U”形止水铜片51，止水铜片51开口处设有水平设置的翼缘52，翼缘52向两侧伸入缓冲坡3和消力池池体2的底板的混凝土中，且翼缘52预埋入沉降缝5两侧的长度d2与沉降缝5宽度d1的关系符合d2≥3d1，而且沉降缝5的宽度d1处于20mm-30cm之间。同时，翼缘52在沉降缝5中的位置靠近消力池池体2的底板的上表面，且翼缘52距离消力池池体2的底板顶面的距离H1与消力池池体2的底板的厚度H2之间关系符合1/5H2≤H1≤1/4H2，从而保证止水铜片51处于适中的位置，既能达到应有的止水效果，又能延缓受到侵蚀的速率。施工时，绑扎泄流段1及消力池池体2的基础底板内部钢筋时，将止水铜片51预埋其中并固定在规定位置，再通过整体浇筑砼，使得止水铜片51的翼缘52固定连接于两侧的砼中，而形成的沉降缝5在后期完工后在灌注沥青，填充满形成沥青层8，将止水铜片51固定并与外界隔离。

如图2所示，消力池池体2的底板的下方在沉降缝5处还设有隔离反渗层，隔离反渗层采用二布二膜型经编复合土工膜7，隔离反渗层采用二布二膜型经编复合土工膜7，经编复合土工膜7沿沉降缝5两边对称布置，且经编复合土工膜7的单边宽度d3与沉降缝5宽度d1的关系符合d3≥100d1，从而尽可能的防止水分从消力池池体2上表面渗透进入消力池池体2下方的基础中，破坏上下之间的水压力平衡。进一步的，经编复合土工膜7在沉降缝5处还通过多层堆叠形成一层褶皱71，褶皱71覆盖于沉降缝5上且宽度d4与沉降缝5宽度d1的关系符合d4≥2d1，从而进一步的加强了沉降缝5处的止水能力。

如图2所示，经编复合土工膜7的下方设置有C15的混凝土垫层6，隔离经编复合土工膜7与垫层6下方的原土夯实层（图中未显示），减少经编复合土工膜7受到的外界侵蚀，延长使用寿命。