更新时间:2022-09-15 16:51
消力槛(baffle threshold )亦称消力墙,是在消能时加大下游水深的一种工程措施。即在泄水建筑物下游附近的河床中修筑一道低水堰。使堰前水位壅高,增大了泄水建筑物后的水深,因而可以发生淹没水跃。
辅助消能设于消力池内,用以加速消能或改善流态的设施。有尾槛、陡坡消力墩及消力墩三种。设于消力池尾部的称尾槛,用以增加水深,促成水跃和调整流态,减小底流速。设于消力池中部的单个突起物,称消力墩;有时也设于池首或陡坡末端,称陡坡消力墩;两者均可加速消能,起缩短池长的作用。
消力槛是以消减急流水体的能量为目的,使水流从急流转变为缓流的一种门槛状的工程构筑物。经过消能后的水流,流速应较缓,且断面流速分布应较均匀,不致对下游河床造成强烈的冲刷破坏。
消力槛的作用是雍高护坦上的水深,促使下泄水流产生掩没水跃,同时将底部高速水流挑向水面,使水流扩散,削减下游侧边回流,出池水流尽早恢复到河(渠)道的正常流速分布状态,以缩短下游防护段的长度。
当消力槛位于护坦末端时,常称为尾槛。消力槛也可设于消力池内,起辅助消能作用,在池内水深不足的情况下,有助于促成水跃,改善开闸初始水流的消能情况。
消力槛有2种形式:
(1)实体槛。其断面一般多为折线形实用堰,例如矩形、迎水面直立或倾斜的梯形等。
(2)齿槛。由由一系列高低相间的齿组成,齿的断面一般为梯形或三角形。
消力槛在平面上的布置,一般采用直线形,也可采用向下游方向凸出的曲线或折线形,有助于水流更好地扩散。
消力池与闸底板、海漫、两岸翼墙之间均应设置沉降缝。位于防渗范围内的缝应设置止水,大型水闸应设两道止水,位于非防渗范围内的缝可铺贴沥青油毡。池宽较大时,护坦还应设置顺水流方向的沉降缝,缝距一般不大于20~30m,缝宽一般为2~2.5cm。缝的位置不宜设于闸孔中心线处,以减轻水流对缝的冲刷作用。护坦在垂直于水流方向一般不分缝,以保证护坦的整体稳定性。
为降低护坦底部扬压力,可在护坦水平段的后半部设排水孔,孔径一般为5~25cm,间距1~3m,呈梅花状布置,孔内填碎石或无砂混凝土,以利排水防淤。排水孔下设反滤层。消力池末端底部一般设齿墙,以增强其抗滑稳定性,齿墙深一般为0.8~1.5m,宽0.6~0.8m。
为消除溢水陡槽后水流能量对消力槛结构的磨损,在陡槽末端或实用剖面溢流堰斜坡上设置梢力槛。 消力槛包括布置在陡槽上的梯形挑板和台阶,如图《陡槽底台阶式消力槛》所示 。
为使挑板在陡槽底上 有较大的抬高,需支撑在陡槽侧墙 支柱或陡槽底板的小墩上(柱上 ) 。 当陡槽底板设有小墩时,则陡槽被分为几孔 。而梯 形挑板下面的台阶的宽度则做成 与陡槽段同宽。
水流沿陡槽下泄时,被梯形挑板分割为两部分,一部分沿挑板通过,水流在板上的 扩散运动方 向与梯形板的斜度相适应,离开梯形挑板以惯性作用进 入大气中,沿曲线轨迹方向运动 。 另一部分水流沿陡槽从梯形挑板的两侧通过到达台阶沿槽宽扩散,使台阶 上抬高的水流继续进入大气中。
两部分水流进入大气中相交后被粉碎 、充气,并以非常分散的流动形式跌落在泄水渠中,使颇大的部分水流能量被消除。此后水流转入平静状态,从而使陡槽末端发 生水跃所需要的泄水渠长度减小 。