本發(fā)明涉及水利工程領(lǐng)域，具體涉及一種有利于除險(xiǎn)加固水閘消能防沖的分隔墻式消能防沖結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

根據(jù)2013年全國(guó)水利工程基本情況普查結(jié)果，我國(guó)過閘流量5立方米每秒及以上的水閘97019座，主要分布在江蘇、湖南、浙江、廣東和湖北五省，共占54.8％。平原水閘的閘下消能防沖關(guān)系到水閘結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)定性以及閘下河道、堤防的安全。根據(jù)全國(guó)水閘安全普查工作的不完全統(tǒng)計(jì)，水閘的各類安全隱患中，閘下游消能防沖設(shè)施嚴(yán)重?fù)p壞占42％左右。對(duì)于建設(shè)年代久遠(yuǎn)的水閘，往往存在局部混凝土老化、粗骨料外露、鋼筋銹蝕，致使岸墻、翼墻、閘室閘墻等產(chǎn)生大量裂縫等隱患。

在對(duì)水閘進(jìn)行除險(xiǎn)加固時(shí)往往需要對(duì)閘墩增設(shè)支撐體、翼墻新建鋼筋混凝土加固體(L型墻)等處理。水閘除險(xiǎn)加固對(duì)閘墩及翼墻的處理雖然增加了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，但諸如翼墻新建鋼筋混凝土(L型墻)等改變了水閘泄洪時(shí)水流的出流邊界，容易產(chǎn)生偏流、主流集中及折沖水流等不良流態(tài)，加劇閘下河道與岸坡的沖刷，影響水閘的安全運(yùn)行。因此，消除閘下的不良水流流態(tài)，均化閘下水流流速分布，降低河床最大流速，減輕閘下河床和岸坡沖刷是非常必要的。

綜上所述，提供一種有利于除險(xiǎn)加固水閘消能防沖的分隔墻式消能防沖結(jié)構(gòu)，有效解決除險(xiǎn)加固水閘的閘下消能防沖，是水利工程技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種水利工程中底流消能的消能防沖結(jié)構(gòu)，來消除主流受下游翼墻加固體邊界擠壓而產(chǎn)生不良水流流態(tài)，均化閘下水流流速分布，降低河床最大流速，減輕閘下沖刷的作用。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種水利工程中底流消能的消能防沖結(jié)構(gòu)，包括在上游多孔閘室段設(shè)置的閘墩，在下游翼墻設(shè)置的下游翼墻加固體；所述下游翼墻加固體為一段貼合下游翼墻設(shè)置的墻體；所述閘墩尾部設(shè)置消力池；所述消力池的前段設(shè)置分隔墻，所述分隔墻連接邊孔閘墩尾部并與消力池底板垂直相交。

進(jìn)一步的，所述的分隔墻高度滿足以下要求：

H_max≤h₂≤h₁，

其中，h₁為閘墩高度，h₂為所述分隔墻豎直隔墻高度，H_max為水閘泄水時(shí)以消力池底板起算的下游最大水深。

進(jìn)一步的，所述的分隔墻厚度小于或等于閘墩厚度。

進(jìn)一步的，所述的分隔墻長(zhǎng)度為閘墩末端到消力池斜坡末端的距離。

進(jìn)一步的，所述消力池末端設(shè)置消力池尾坎。

進(jìn)一步的，所述的分隔墻采用強(qiáng)度與閘墩相同的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的消能防沖結(jié)構(gòu)，消除了因主流受下游翼墻加固體邊界擠壓而產(chǎn)生不良水流流態(tài)，均化閘下水流流速分布，降低了河床最大流速，減輕閘下沖刷的作用，保證了閘下河道、堤防的安全，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可推廣使用。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1為本發(fā)明分隔墻式消能防沖結(jié)構(gòu)平面布置；

圖2為本發(fā)明分隔墻式消能防沖結(jié)構(gòu)縱剖面圖；

圖中：1、上游多孔閘室段；2、閘墩；3、分隔墻；4、下游翼墻；5、下游翼墻加固體；6、消力池；7、消力池尾坎。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

如圖1和圖2所示，一種水利工程中底流消能的消能防沖結(jié)構(gòu)，包括在上游多孔閘室段(1)設(shè)置的閘墩(2)，在下游翼墻(4)設(shè)置的下游翼墻加固體(5)；所述下游翼墻加固體(5)為一段貼合下游翼墻設(shè)置的墻體；所述閘墩(2)尾部設(shè)置消力池(6)；所述消力池(6)的前段設(shè)置分隔墻(3)，所述分隔墻(3)連接邊孔閘墩(2)尾部并與消力池(6)底板垂直相交。

進(jìn)一步的，所述的分隔墻(3)高度滿足以下要求：

H_max≤h₂≤h₁，

其中，h₁為閘墩高度，h₂為所述分隔墻豎直隔墻高度，H_max為水閘泄水時(shí)以消力池底板起算的下游最大水深。

進(jìn)一步的，所述的分隔墻(3)厚度小于或等于閘墩厚度。

進(jìn)一步的，所述的分隔墻(3)長(zhǎng)度為閘墩末端到消力池斜坡末端的距離。

進(jìn)一步的，所述消力池(6)末端設(shè)置消力池尾坎(7)。

進(jìn)一步的，所述的分隔墻(3)采用強(qiáng)度與閘墩(2)相同的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

水閘泄流時(shí)分隔墻可有效將兩邊孔受下游翼墻加固體擠壓而的下泄水流與相鄰閘孔進(jìn)行隔離，消除了兩邊孔下泄水流的向中部集中現(xiàn)象，使水流沿設(shè)置的路徑進(jìn)行流動(dòng)，防止偏斜水流的產(chǎn)生，并使水流斷面流速分布得到均化，減小對(duì)下游河床及岸坡的沖刷。

實(shí)施例:工程水閘共16孔，每孔凈寬4.2m，閘室總寬81.24m，閘頂高程19.5m，閘底高程7.5m，采用消力池消能，消力池底高程5.0m。閘門為平板直升鋼閘門。上游翼墻圓弧半徑為50m，下游翼墻為重力式漿砌塊石結(jié)構(gòu)，圓弧半徑為40m。針對(duì)下游翼墻加固改變水流的邊界條件，導(dǎo)致出閘水流受到邊界擠壓而主流集中，局部流速增大，沖刷加劇等現(xiàn)象，提出了利用本發(fā)明消除出閘水流偏流、主流集中、減輕沖刷的方法。

消力池底部高程為5.00m，閘墩末端到消力池斜坡末端長(zhǎng)度為12.00m，閘底板高程為7.50m，閘墩厚度為0.75m，消力池底部水平段長(zhǎng)度為30.00m，在1#、2#閘孔以及15#和16#閘孔(從一端到另一端編號(hào))之間增加分隔墻，分隔墻長(zhǎng)度為12.00m，分隔墻頂高程與下游最高水位相同，為11.50m。其中分隔墻厚度為0.40m，分隔墻的高度為6.50m，消力池尾坎高度為2.40m，坎頂高程為7.40m。

表1給出了有無分隔墻作用下防沖槽末斷面水流流速分布對(duì)比(上游水位16.0m，下游水位11.0m，過閘流量800m³/s)。

表1有無分隔墻作用下消力池末斷面水流流速分布對(duì)比(m/s)

兩側(cè)分隔墻的建立，有效的將兩邊孔與相鄰閘孔進(jìn)行隔離，水閘泄流時(shí)分隔墻可有效將兩邊孔受下游翼墻加固體擠壓而下泄的水流與相鄰閘孔進(jìn)行隔離，消除了兩邊孔下泄水流的向中部集中現(xiàn)象，使水流沿設(shè)置的路徑進(jìn)行流動(dòng)，防止偏斜水流的產(chǎn)生，并使水流斷面流速分布得到均化，減小對(duì)下游河床及岸坡的沖刷。

以上所述的僅是本發(fā)明的實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。