水闸的消能和防冲处理的工程措施33PPT课件

1、一、过闸水流特点一、过闸水流特点1、水流形式复杂2、闸下易形成波状水跃3、闸下容易出现折冲水流波状水跃示意图 折冲水流示意图 第1页/共26页二、消能防冲设计的水力条二、消能防冲设计的水力条件件1、闸下水流的消能方式 平原地区采用底流式消能。 山区灌溉渠道可采用挑流式消能。 当水闸闸下尾水深度较大，且变化较小，河床及岸坡抗冲能力较强时，可采用面流式消能。 对于挟有较大砾石的多泥沙河流上的水闸，不宜设消力池，可采用抗冲耐磨的斜坡护坦与下游河道连接，末端应设防冲墙。2、消能防冲设计的水力条件选择第2页/共26页1、底流消能消力池型式 下挖式：当闸下尾水深度小于跃后水深 突槛式：闸下尾水深度略小于跃

2、后水深的消力池消能 综合式：当闸下尾水深度远小于跃后水深，且计算消力池深度又较深时 三、水闸的消能防冲设计第3页/共26页（a）下挖式；（b）突槛式；（c）综合式第4页/共26页2 2、消力池尺寸计算、消力池尺寸计算(1)(1)消力池的深度计算消力池的深度计算Zhhdsc 025. 021321812 bbghqhhccc0222203gqhThcc2222222cshgqhgqZ 第5页/共26页 消力池的深度计算示意图第6页/共26页(2)(2)消力池的长度计算消力池的长度计算jssjLLLccjhhL 9 . 6(3)(3)消力池的底板计算消力池的底板计算消力池底板厚度可根据抗冲和抗浮要

3、求，并取其最大值。抗冲要求抗浮要求Hqkt1bmPWUkt2第7页/共26页3 3、辅助消能工、辅助消能工 水流受辅助消能的阻挡，抬高了原来小于跃后水深尾槛前水深。 辅助消能的作用改变了原来水流的流速分布，增加了对水跃阻力，降低了对跃后水深的要求。第8页/共26页（1）尾槛 作用：稳定水头，调整铅直断面的流速公布，减少池后冲刷，促使水流均匀扩散。 高度： 0.5 1m，砼与钢筋混凝土筑成，并与护坦连成整体。 型式：连续式，齿型。第9页/共26页（2 2）消力墩）消力墩 消力墩沿水流方向的断面型式可为矩形或梯形，墩顶应有足够的淹没水深，墩高为跃后水深的1/51/3。墩宽及墩的净距一般采用墩高的一

4、半，前后排的净距可比墩高稍大些。 （3）消力齿 可用于下游水深较小的情况，一般布置在消力池的陡坡坡脚处，齿的剖面型式常采用梯形或三角形，通常将齿顶削成半圆形。 第10页/共26页 沙湾电站下游消力齿沙湾电站下游消力齿 第11页/共26页 沙湾电站下游消力齿和消力墩沙湾电站下游消力齿和消力墩第12页/共26页（1 1）波状水跃的防止措施）波状水跃的防止措施 在出流平台（0.51.0 m）末端设置一道小坎，将射流挑起转而跌入池中，形成旋滚或淹没水跃，以充分利用池深消能，小坎高度 c，一般为0.51.0 m。 4 4、浪状水跃、折冲水流的防止措施、浪状水跃、折冲水流的防止措施 第13页/共26页（2

5、）折冲水流的防止措施 总体布置时，尽量使上游渠道有一段较长的顺直段，确保来水顺均匀。 控制下游翼墙的扩散角，扩散角宜712，使水流均匀扩散。 制订合理的闸的开启程序，注意均匀齐步，间隔对称等开启原则，力避开启、关闭时大起大落和多孔闸部分闸孔泄流的运用方式。第14页/共26页(1)(1)布置布置 水平海漫：下游河床局部冲刷大。适用于下游河床抗冲能力较强的情况 倾斜海漫：倾斜段坡度以1：61：10为宜 前面段水平，后面段倾斜，倾斜底坡5 5、海漫、海漫 第15页/共26页海漫布置示意图第16页/共26页(2)(2)根据水流流速选择构造：混凝土海漫 ：610m/s 干砌块石：2.54.0m/s 浆砌

6、块石 ：3 6 m /s第17页/共26页第18页/共26页HqKLpHq (3)(3)长度：长度：q 消力池出口处单宽流量（m3/s m ） H上、下游水位差（对应的） 经验系数 粉砂、细砂河床： 13 15 中砂、粗砂、砂壤： 10 12 壤土： 8 9 粉质粘土： 9 10 坚硬粉土： 6 7适用范围 = 1 9 计算时，试算各种水位流量组合下：q 和H取最大值。第19页/共26页（1）防冲槽 防冲槽大多采用宽浅式的，槽深一般取1.52.5m，底宽b取23倍的深度，上游坡率m1=23,下游坡率m2=3 海漫首端河床冲刷深度 ：海漫末端河床冲刷深度 ：6 6、防冲槽与防冲墙、防冲槽与防冲墙

7、 mmmhvqd08 . 0 mmmhvqd08 . 0第20页/共26页防冲槽布置示意图第21页/共26页（2）防冲墙 对于冲刷深度较小的水闸，可采用12m深的防冲齿墙对于冲刷深度很大的水闸，建议采用板桩或地下连续墙，来阻止冲刷坑向消力池方向推进，板桩或地下连续墙的深度不应小于3倍的（dm）。第22页/共26页7 7、上游河床和上下游岸坡的防护、上游河床和上下游岸坡的防护 （1）上游河床防护一般采用浆砌石或干砌块石护底，其长度与水头、单宽流量及土质情况有关，约为35倍堰顶水头(不包括防渗铺盖的长度)。土质抗冲能力较低时，护底上游端还应设置厚度约为1.0m左右的防冲槽。护底下面设垫层。 第23

8、页/共26页（2）下游河床防护 在靠近闸身一段距离内，由于流速较大，常用浆砌石护坡。上游护坡一般自铺盖始端再向上游延伸23倍水头，下游自防冲槽末端再向下游延伸46倍水头。 干砌块石护坡，厚约0.30.4m，其下铺砂卵石垫层。无论是纵向或横向，每隔8lOm设置混凝土或浆砌石石埂一道，断面尺寸约为0.3 m0.4m左右。第24页/共26页1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkS

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