一种消力池下游消能工除险改造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水利工程领域，尤其是一种消力池下游消能工除险改造方法。
【背景技术】
[0002]现状的低水头拦河闸泄洪消能多采用底流消能，即在拦河闸下游设置消力池、海漫段和防冲槽等，利用消力池水跃消能，并以海漫段消减消力池下游剩余水流能量、调整流速分布、使水流均匀地扩散等，以减小泄流对下游河道河床的冲刷，其具体结构可参照图1。
[0003]目前，由于众多的拦河闸下游河道河床下切、水位降低，造成拦河闸下游消能工出险(如海漫段冲毁、消力池崩塌和破坏等)，需进行除险加固和改造。拦河闸下游河道水位降低之后，若其出险的下游消能工经改造后仍可以利用，通常采用的除险改造方法是:在现状消力池加固和改造的基础上，将其下游海漫段和防冲槽开挖掉、增设二级消力池，并在二级消力池下游再设置海漫段和防冲槽等，采用分级消能使末级消力池出流较平顺与下游河道水流衔接，以确保工程的安全运行。
[0004]由于拦河闸下游采用两级消力池运行的水流条件较复杂，其除险改造方案工程量较大，工程投资相对较多，且在工程改造施工中受限制的条件较多、施工不方便，因此，给众多的拦河闸下游消能工除险改造带来一定的困难。
【发明内容】
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的目的是:提供一种低成本、高安全性的消力池下游消能工除险改造方法。
[0006]本发明所采用的技术方案是:一种消力池下游消能工除险改造方法，所述消力池下游消能工包括有依次设置的斜坡海漫段和防冲槽，所述消力池尾端设置有消力池尾坎，该方法包括有以下步骤:
A、在斜坡海漫段的表层铺设一层用于加固的钢筋砼；
C、在斜坡海漫段设置多条连续性消力坎；
D、所述斜坡海漫段尾端设置有防冲齿墙。
[0007]进一步，所述消力池与斜坡海漫段之间还设置有水平海漫段，所述步骤A还包括:在水平海漫段的表层铺设一层用于加固的钢筋砼。
[0008]进一步，所述步骤A与步骤C之间还包括有步骤B:在水平海漫段前端设置一排消力墩，同时在水平海漫段尾端设置一条连续性尾坎。
[0009]进一步，所述消力墩设置于水平海漫段的1/3-1/2长度处。
[0010]进一步，所述消力墩顶部与消力池尾坎顶部齐平，所述连续性尾坎顶部与消力池尾坎顶部的高程差不大于0.3m。
[0011]进一步，所述步骤C中的多条连续性消力坎中，位于斜坡海漫段前端的首条连续性消力坎顶部与水平海漫段尾端连续性尾坎顶部的高程差、多条连续性消力坎中相邻两条连续性消力坎的高程差均不大于0.4-0.5m。
[0012]进一步，所述步骤C中的多条连续性消力坎的高度由斜坡海漫段前端往尾端逐渐降低，设置的高度范围为0.7-0.4m，所述多条连续性消力坎中相邻两条连续性消力坎之间的水平投影距离为6m。
[0013]进一步，所述步骤A中钢筋轮的厚度为0.3-0.4m。
[0014]进一步，所述步骤C还包括有:在连续性消力坎的上游面底部回填倒三角体钢筋砼，所述倒三角体钢筋砼的顶面为水平面。
[0015]进一步，所述步骤D中的防冲槽的设置参数根据防冲槽断面的流速值计算，所述防冲槽断面的流速值根据斜坡海漫段尾端下游防冲槽的各级泄流单宽流量和断面水深值计算而得。
[0016]本发明的有益效果是:本发明方法通过在出险的拦河闸下游消力池除险加固和改造，并根据其消力池尾坎布置和在出险下游海漫段加固的基础上，得到了优化的下游海漫段的消力墩和消力坎布置方法，为众多的因下游河道河床下切、水位降低的拦河闸下游消能工除险改造开辟了一条新的途径，可大大节省工程量和投资，便于施工，确保工程运行的安全。
【附图说明】
[0017]图1为现有技术的消能工不意图；
图2为本发明方法流程图；
图3为本发明实施例示意图；
图4为图3中消力坎和倒三角体钢筋砼局部放大图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:
参照图2，一种消力池下游消能工除险改造方法，所述消力池下游消能工包括有依次设置的斜坡海漫段和防冲槽，所述消力池尾端设置有消力池尾坎，该方法包括有以下步骤:
A、在斜坡海漫段的表层铺设一层用于加固的钢筋砼；
C、在斜坡海漫段设置多条连续性消力坎；
D、所述斜坡海漫段尾端设置有防冲齿墙。
[0019]参照图3，进一步作为优选的实施方式，所述消力池与斜坡海漫段之间还设置有水平海漫段，所述步骤A还包括:在水平海漫段的表层铺设一层用于加固的钢筋砼。
[0020]步骤A中铺设一层钢筋砼的作用在于增加水平海漫段和斜坡海漫段的结构强度。
[0021]进一步作为优选的实施方式，为了削减消力池尾端尾坎下游水平海漫段的流速、使水平海漫段泄流较平顺进入下游斜坡海漫段，所述步骤A与步骤C之间还包括有步骤B:在水平海漫段前端设置一排消力墩，同时在水平海漫段尾端设置一条连续性尾坎。
[0022]进一步作为优选的实施方式，所述消力墩设置于水平海漫段的1/3-1/2长度处。
[0023]进一步作为优选的实施方式，所述消力墩顶部与消力池尾坎顶部齐平，所述连续性尾坎顶部与消力池尾坎顶部的高程差不大于0.3m。
[0024]进一步作为优选的实施方式，所述步骤C中的多条连续性消力坎中，位于斜坡海漫段前端的首条连续性消力坎顶部与水平海漫段尾端连续性尾坎顶部的高程差、多条连续性消力坎中相邻两条连续性消力坎的高程差均不大于0.4-0.5m。
[0025]所述连续性消力坎的横断面为梯形，上游迎水面为直立面。
[0026]进一步作为优选的实施方式，所述步骤C中的多条连续性消力坎的高度由斜坡海漫段前端往尾端逐渐降低，设置的高度范围为0.7-0.4m，所述多条连续性消力坎中相邻两条连续性消力坎之间的水平投影距离为6m。
[0027]参照图3，其中斜坡海漫段设置了 6条连续性消力坎，其具体高度可设置为:第1、2条消力坎高度为0.65m、第3、4条消力坎高度为0.55m、第5条消力坎高度为0.5m、第6条消力坎高度为0.4m。
[0028]参照图3，所述步骤C中，根据斜坡海漫段的坡度i (i=tg0，Θ为斜坡海漫段坡线与水平线夹角)选定各消力坎顶部之间的高程差0.4-0.5m、水平投影距离6m，再计算出各消力坎的高度值。
[0029]进一步作为优选的实施方式，所述步骤A中钢筋轮的厚度为0.3-0.4m。
[0030]参照图4，进一步作为优选的实施方式，所述步骤C还包括有:在连续性消力坎的上游面底部回填倒三角体钢筋砼，所述倒三角体钢筋砼的顶面为水平面。
[0031]若上述计算得到的消力坎高度值较大，超过了设置的高度范围0.7-0.4m，则可在消力坎的上游面底部回填倒三角体钢筋砼，不仅可减小消力坎高度，同时也对其起到了加固的作用。
[0032]进一步作为优选的实施方式，所述步骤D中的防冲槽的设置参数根据防冲槽断面的流速值计算，所述防冲槽断面的流速值根据斜坡海漫段尾端下游防冲槽的各级泄流单宽流量和断面水深值计算而得。
[0033]所述防冲槽的设置参数包括有其防护材料、深度和范围验证的水力条件为:根据拦河闸上游为正常蓄水位相应的各级闸门控泄的运行水文组次以及闸门全开泄洪(包括设计洪水频率流量和校核洪水频率流量)运行水文组次得出。
[0034]如图3所示的实施例在实际的拦河闸除险改造工程中应用效果理想，经除险加固和改造后的汛期泄洪运行表明，拦河闸下游消能工的运行流态与水力模型试验状况较吻合，工程运行情况良好。
[0035]以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可以作出种种的等同变换或替换，这些等同的变换或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1.一种消力池下游消能工除险改造方法，其特征在于:所述消力池下游消能工包括有依次设置的斜坡海漫段和防冲槽，所述消力池尾端设置有消力池尾坎，该方法包括有以下步骤: A、在斜坡海漫段的表层铺设一层用于加固的钢筋砼； C、在斜坡海漫段设置多条连续性消力坎； D、所述斜坡海漫段尾端设置有防冲齿墙。
2.根据权利要求1所述的一种消力池下游消能工除险改造方法，其特征在于:所述消力池与斜坡海漫段之间还设置有水平海漫段，所述步骤A还包括:在水平海漫段的表层铺设一层用于加固的钢筋砼。
3.根据权利要求2所述的一种消力池下游消能工除险改造方法，其特征在于:所述步骤A与步骤C之间还包括有步骤B:在水平海漫段前端设置一排消力墩，同时在水平海漫段尾端设置一条连续性尾坎。
4.根据权利要求3所述的一种消力池下游消能工除险改造方法，其特征在于:所述消力墩设置于水平海漫段的1/3-1/2长度处。
5.根据权利要求3所述的一种消力池下游消能工除险改造方法，其特征在于:所述消力墩顶部与消力池尾坎顶部齐平，所述连续性尾坎顶部与消力池尾坎顶部的高程差不大于0.3mο
6.根据权利要求3所述的一种消力池下游消能工除险改造方法，其特征在于:所述步骤C中的多条连续性消力坎中，位于斜坡海漫段前端的首条连续性消力坎顶部与水平海漫段尾端连续性尾坎顶部的高程差、多条连续性消力坎中相邻两条连续性消力坎的高程差均不大于0.4-0.5mο
7.根据权利要求1所述的一种消力池下游消能工除险改造方法，其特征在于:所述步骤C中的多条连续性消力坎的高度由斜坡海漫段前端往尾端逐渐降低，设置的高度范围为0.7-0.4m，所述多条连续性消力坎中相邻两条连续性消力坎之间的水平投影距离为6m。
8.根据权利要求1或2所述的一种消力池下游消能工除险改造方法，其特征在于:所述步骤A中钢筋轮的厚度为0.3-0.4m。
9.根据权利要求1所述的一种消力池下游消能工除险改造方法，其特征在于:所述步骤C还包括有:在连续性消力坎的上游面底部回填倒三角体钢筋砼，所述倒三角体钢筋砼的顶面为水平面。
10.根据权利要求1所述的一种消力池下游消能工除险改造方法，其特征在于:所述步骤D中的防冲槽的设置参数根据防冲槽断面的流速值计算，所述防冲槽断面的流速值根据斜坡海漫段尾端下游防冲槽的各级泄流单宽流量和断面水深值计算而得。
【专利摘要】本发明公开了一种消力池下游消能工除险改造方法，所述消力池下游消能工包括有依次设置的海漫段和防冲槽，所述消力池尾端设置有尾坎，该方法包括有以下步骤：在斜坡海漫段表层铺设用于加固的钢筋砼；在斜坡海漫段设置多条连续性消力坎；所述斜坡海漫段尾端设置有防冲齿墙。本发明方法通过在出险的拦河闸下游消力池除险加固和改造，并根据其尾坎布置和在出险下游海漫段加固的基础上，得到了优化的下游海漫段的消力坎布置方法，为众多的因下游河道河床下切、水位降低的拦河闸下游消能工除险改造开辟了一条新的途径，可大大节省工程量和投资，确保工程运行的安全。本发明作为一种消力池下游消能工除险改造方法可广泛应用于水利工程领域。
【IPC分类】E02B8-06
【公开号】CN104863098
【申请号】CN201510247184
【发明人】黄智敏, 陆汉柱, 付波, 黄健东
【申请人】广东省水利水电科学研究院
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月14日