[实用新型]一种气垫式沉沙池结构

说明书

本实用新型属于水利水电工程中沉沙池结构领域的一种气垫式沉沙池结构，技术方案为：一种气垫式沉沙池结构包括设置在上游有压引水道与下游有压引水道之间的沉沙池本体工作段与下游连接段；沉沙池本体工作段为混凝土管廊，底部为冲沙廊道；冲沙廊道起点与上游有压引水道衔接，末端与外部的排沙管衔接；下游连接段上游与冲沙廊道连接，下游与下游有压引水道连接；沉沙池本体工作段内设置充排气管，充排气管的管口位于沉沙池的最高运行水位以上。其有效解决沉沙池受库水位变化的影响，从而降低池身结构高度，节约工程成本。

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程中沉沙池结构领域，尤其涉及一种水电站气垫式沉沙池结构。

背景技术

水电站沉沙池的设置条件，主要根据过机含沙量与过机粗粒含沙量与水轮机额定水头的对应关系。对于径流式电站，由于库容有限，水库沉沙效果差，需单独设置沉沙池。常规沉沙池布置型式分为地面与洞内(地下)两种，通常均为无压型式。常规沉沙池除满足沉降率的要求外，还受到水库水位变幅的影响，即最低库水位应满足沉降率要求，最高库水位决定沉沙池结构高度。对于库水位变幅较大的沉沙池，由于采用无压型式，沉沙池需额外增加池身高度来满足水位变幅。国外，有的采用洞内有压满流沉沙池的布置型式，通过洞内有压满流的方式来降低沉沙池高度，从而节约工程成本，但洞内有压流，流态不如无压流，沉降率不易得到保障。

目前沉沙池体形结构设计，没有精确的计算方式方法，上述三种沉沙池型式均需要通过水力模型试检验沉沙效果并调整优化沉沙池结构。一方面，水力模型试验是修正结构设计的重要依据；另一方面水力模型试验存在偏差，一种模型只能对应一种流态，试验成果又只能在工程运行后才能得到最终的检验，并且很难采取工程进行措施纠偏处理。

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气垫式沉沙池结构，其有效解决沉沙池受库水位变化的影响，从而降低池身结构高度，节约工程成本。

本实用新型的技术方案为：一种气垫式沉沙池结构包括设置在上游有压引水道与下游有压引水道之间的沉沙池本体工作段与下游连接段；沉沙池本体工作段为混凝土管廊，底部为冲沙廊道；冲沙廊道起点与上游有压引水道衔接，末端与外部的排沙管衔接；下游连接段上游与与冲沙廊道连接，下游与下游有压引水道连接；沉沙池本体工作段内设置充排气管，充排气管的管口位于沉沙池的最高运行水位以上。

基于上述技术特征：沉沙池本体工作段包括上部池身、槽壁以及底部的冲沙廊道；槽壁位于上部池身的下部两侧。

基于上述技术特征：冲沙廊道断面尺寸满足冲沙流量下，流速大于沙子启动流速。

基于上述技术特征：槽壁构成上大下小的梯形截面。

基于上述技术特征：槽壁的倾角大于沙粒水下静摩擦角。

基于上述技术特征：下游连接段的底板高程高于冲沙廊道顶高程。

基于上述技术特征：上部池身设置密封材料。

基于上述技术特征：密封材料设于上部池身的结构内部或表面，且密封材料底部位于沉沙池的最低运行水位以下。

基于上述技术特征：冲沙廊道为起点高于末端的纵向坡道。

本实用新型的气垫式沉沙池结构可通过向充排气管充气或者排气，从而改变气压来调节池内流态，使得沉沙池的调节动态可控且避免了模型试验偏差带来的风险，使得沉沙效果最佳。此外，本实用新型可根据工程地质地形条件选取洞内布置或地面布置，当洞室围岩条件较好时，采用洞内布置能充分利用围岩承载作用，有效降低结构厚度，大幅节省投资。

本实用新型的有益之处在于，摆脱了库水位变幅对沉沙池结构的影响，能有效降低沉沙池高度，且对水力模型试验偏差进行修正。采用洞内沉沙池，能够充分利用围岩承受水压力，减少沉沙池结构厚度。采用气垫的方式可随时调控水深，进而调节过水断面，修正水力模型试验偏差，使沉沙效果达到最佳。

附图说明