[实用新型]一种水垫塘结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水垫塘结构及其施工方法，属于水利水电工程结构设计领域。

背景技术

水垫塘一般通过在下游修筑二道坝而形成深厚的水垫，从而保护消力池底板不受高水头水流的冲刷破坏，属于新型的消能工。主流的动能通过紊动剪切和扩散作用不断地传递给紊流脉动(用以紊动生成和紊动耗散)和塘内的大尺度旋涡区的滚动，同时在这种能量的传递、再分配过程中伴随因时均剪切作用引起的粘性耗散，这是一种安全经济的消能方式。

现有的水垫塘一般采用钢筋混凝土结构，为保证消力池抗浮稳定，常常采取布置大量基础插筋以增加地基有效锚固重或增加消力池厚度等措施，对于下游水深较大的工程，还在消力池四周布置帷幕灌浆系统、排水系统和抽排设施来降低消力池底板扬压力，另外，钢筋混凝土消力池在运行期还面临着枯期检修维护问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种水垫塘结构及其施工方法，该水垫塘结构及其施工方法是在大坝下游水垫塘内根据挑距范围和冲刷坑深度预先挖出一定平面范围和深度的坑塘，不布置钢筋混凝土消力池底板，不布置消力池帷幕灌浆系统和排水系统，降低了工程投资，缩短了消力池工期。

本实用新型通过以下技术方案得以实现。

本实用新型提供的一种水垫塘结构，包括大坝，所述大坝的一侧设有水舌，水舌位于地面线上，在水舌的下方设有混凝土护脚、水垫塘开挖边线，混凝土护脚、水垫塘开挖边线位于地面线下；所述混凝土护脚的一侧与水舌相连，混凝土护脚的另一侧与大坝的坝脚相连；所述水垫塘的一侧与水舌相连，水垫塘、混凝土护脚处于同一水平位置，互不相连；所述混凝土护脚两侧边坡分别设有护坡。

所述大坝、水舌、混凝土护脚形成一体。

所述大坝、水垫塘为四边形。

所述混凝土护脚为钢筋混凝土材质。

所述水垫塘与坝脚之间设有混凝土底板。

本实用新型的有益效果在于：通过水力学计算确定各工况下泄洪水流的挑距和冲坑深度，然后通过水工模型试验等方法验证水舌落点范围和冲刷情况，在大坝下游水垫塘内根据上述方法确定的挑距范围和冲刷坑深度预先挖出一定平面范围和深度的坑塘，不设置钢筋混凝土消力池底板，解决了抗浮稳定的问题，不设置帷幕灌浆系统、排水系统、抽排系统以及监测系统，减少了混凝土、基础插筋、钢筋、固结灌浆、帷幕灌浆、排水孔等工程量，降低了工程投资，缩短了消力池工期，降低施工期安全风险，有效避免了运行期的消力池检修的问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本方面的剖面示意图；

图中：1-大坝，2-水舌，3-水垫塘，4-混凝土护脚，5-地面线， 6-水垫塘开挖边线，7-护坡。

具体实施方式

下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1和图2所示，一种水垫塘结构，包括大坝1，所述大坝1的一侧设有水舌2，水舌2位于地面线5上，在水舌2的下方设有混凝土护脚 4、水垫塘开挖边线6，混凝土护脚4、水垫塘开挖边线6位于地面线5 下；所述混凝土护脚4的一侧与水舌2相连，混凝土护脚4的另一侧与大坝1的坝脚相连；所述水垫塘3的一侧与水舌2相连，水垫塘3、混凝土护脚4处于同一水平位置，互不相连，水垫塘3距离坝脚的距离应满足各设计工况下的冲刷后坡要求，以确保坝基稳定，其平面尺寸一般通过泄洪结构布置和水力学计算确定，深度通过冲坑深度计算确定。；所述混凝土护脚4两侧边坡分别设有护坡7，以满足抗冲刷要求。

其中，所述大坝1、水舌2、混凝土护脚4形成一体；所述大坝1、水垫塘3为四边形，水垫塘3不设置钢筋混凝土底板，不布置帷幕灌浆系统和排水系统，在水垫塘3与坝脚之间应设置一定的混凝土底板保护坝脚不受小流量(常遇洪水)的冲刷，水垫塘(3)修筑好后进行内预充水，以确保水垫形成；所述混凝土护脚4为钢筋混凝土材质。

实施例

如上所述，水垫塘3的具体施工步骤如下：

①确定水垫塘3的位置：根据泄洪系统布置确定水垫塘3的宽度，根据水力学计算或水工模型试验成果确定水舌2的最小挑距(库水位为常遇洪水时的挑距，常遇洪水根据建筑物级别确定)和最大挑距(库水位为校核洪水位时的挑距)，从而确定水垫塘3的长度及平面布置，进行水垫塘开挖边线6的开挖，水垫塘3距离坝脚的距离应满足各设计工况下的冲刷后坡要求，以确保坝基稳定；

②计算水垫塘3的深度：通过冲坑深度计算确定水垫塘3的深度，更加精确，减小误差，保证效果；