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(guò)閘水流特點(diǎn) 二、消能防沖設(shè)計(jì)的水力條件 三、水閘的消能防沖設(shè)計(jì),一、過(guò)閘水流特點(diǎn),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(jì)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(dāng)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(qiáng)時(shí)，可采用面流式消能。 對(duì)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(hù)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(jì)的水力條件選擇,1、底流消能消力池型式 下挖式：當(dāng)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(dāng)閘下尾水深度遠(yuǎn)小于躍后水深，且計(jì)算消力池深度又較深時(shí),三、水閘的消能防沖設(shè)計(jì),（a）下挖式；（b）突檻式；（c）綜合式,2、消力池尺寸計(jì)算 (1)消力池的深度計(jì)算,消力池的深度計(jì)算示意圖,(2)消力池的長(zhǎng)度計(jì)算,(3)消力池的底板計(jì)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(lái)小于躍后水深尾檻前水深。 輔助消能的作用改變了原來(lái)水流的流速分布，增加了對(duì)水躍阻力，降低了對(duì)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(kuò)散。 高度： 0.5 1m，砼與鋼筋混凝土筑成，并與護(hù)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(méi)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(tái)（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(méi)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(shí)，盡量使上游渠道有一段較長(zhǎng)的順直段，確保來(lái)水順均勻。 控制下游翼墻的擴(kuò)散角，擴(kuò)散角宜712，使水流均勻擴(kuò)散。 制訂合理的閘的開(kāi)啟程序，注意均勻齊步，間隔對(duì)稱等開(kāi)啟原則，力避開(kāi)啟、關(guān)閉時(shí)大起大落和多孔閘部分閘孔泄流的運(yùn)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(qiáng)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(zhǎng)度：,q 消力池出口處單寬流量（m3/s m ） H上、下游水位差（對(duì)應(yīng)的） 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 粉砂、細(xì)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(jiān)硬粉土： 6 7 適用范圍 = 1 9 計(jì)算時(shí)，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(duì)于沖刷深度較小的水閘，可采用12m深的防沖齒墻 對(duì)于沖刷深度很大的水閘，建議采用板樁或地下連續(xù)墻，來(lái)阻止沖刷坑向消力池方向推進(jìn)，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(hù),（1）上游河床防護(hù) 一般采用漿砌石或干砌塊石護(hù)底，其長(zhǎng)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(zhǎng)度)。土質(zhì)抗沖能力較低時(shí)，護(hù)底上游端還應(yīng)設(shè)置厚度約為1.0m左右的防沖槽。護(hù)底下面設(shè)墊層。,（2）下游河床防護(hù) 在靠近閘身一段距離內(nèi)，由于流速較大，常用漿砌石護(hù)坡。上游護(hù)坡一般自鋪蓋始端再向上游延伸23倍水頭，下游自