專利名稱：城市小流域河道陡槽沖擊消能工噪音消減設施的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及水利工程技術，特別是涉及一種城市小流域河道的消能工的消能、消聲設施。
背景技術：
消能工是指為消除泄水建筑物或落差建筑物下泄急流的多余動能，防止或減輕水流對水工建筑物及其下游河渠等的沖刷破壞而修建的水利工程設施。目前按消能方式可將消能工劃分為底流消能、挑流消能、面流消能。由于城市小流域河道的特殊性，現在一般采用底流消能，且在底流消能的基礎上，發展出陡槽沖擊消能工，其容許單寬流量q < 5.6m3/(s.m)，適用于陡槽及渠道，可滿足城市小流域河道消能要求。陡槽沖擊消能工是這樣的結構:它包括一個傾斜向下延伸的陡槽，陡槽的上端與上游河床連通，下端設有平緩的消力池，消力池與下游河床相靠，之間用消力池坎隔開。陡槽的槽底設有多個消能墩，它們橫向間隔錯開、成排設置、縱向交錯排列。陡槽上設置消能墩后，能維持陡槽進出口流速相等，如進口為緩流，出口仍為緩流，無須在出口處再造消能池，對下游尾水無嚴格要求，如下游有尾水，可以進一步起到減少沖刷的作用，如無尾水因部分消能墩(至少2排)埋于河床下，最后可達到沖淤平衡。陡槽沖擊消能工實際運行時，水流通過墩間位置，順坡沖擊下一級錯位布置的墩面，由于墩面與槽底正交或直立(垂直于水平面)，水流形成劇烈紊動，故達到消能目的，但會帶來較大噪音。這種噪音問題突顯于人口密集的城市小流域河道附近，尤其是無城市背景噪音掩蓋的夜間。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是:提供一種適用于城市小流域河道的陡槽沖擊消能工的噪音消減設施。本實用新型解決其技術問題的解決方案是:城市小流域河道陡槽沖擊消能工噪音消減設施，包括一個傾斜向下延伸的陡槽，陡槽的槽底壁上設有多個向上的消能墩，這些消能墩橫向間隔錯開、成排設置、縱向交錯排列，本實用新型還包括:完整低寬頂堰，其與消能墩同一橫排，且設置在該橫排上的兩兩相鄰的消能墩之間以及消能墩與陡槽側壁之間，完整低寬頂堰的上游迎水堰面與陡槽的槽底壁成鈍角相交，完整低寬頂堰的下游泄水堰面與陡槽的槽底壁成銳角相交；消能墩前堰體，其為任意兩個同一橫排上相鄰的完整低寬頂堰在朝上游方向的延伸堰體，消能墩前堰體與消能墩相連接，且消能墩前堰體的上游迎水堰面與完整低寬頂堰的上游迎水堰面為同一堰面；消能墩后堰體，其為任意兩個同一橫排上相鄰的完整低寬頂堰在朝下游方向的延伸堰體，消能墩后堰體與消能墩相連接，且消能墩后堰體的下游泄水堰面與完整低寬頂堰的下游泄水堰面為同一堰面。作為上述技術方案的進一步改進，完整低寬頂堰、消能墩前堰體和消能墩后堰體三者的下部與陡槽的槽底壁之間，設有加固用的植筋。作為上述技術方案的進一步改進，所述完整低寬頂堰的堰頂為圓弧頂面。作為上述技術方案的進一步改進，完整低寬頂堰的上游迎水堰面與陡槽的槽底壁之間的相交角度為130° 140°。作為上述技術方案的進一步改進，完整低寬頂堰的下游泄水堰面與陡槽的槽底壁之間的相交角度為16° 20°，且交接處采用圓弧倒角過渡。作為上述技術方案的進一步改進，陡槽的下端設有平緩的消力池，消力池的下游方向設有消力池坎，消力池坎的上面設有消力池加高坎，消力池加高坎有兩個，分設在消力池坎的左右兩端，使消力池坎的頂面中間漏空。作為上述技術方案的進一步改進，所述消力池坎的頂面中間漏空部位占整個消力池坎頂面的1/3。作為上述技術方案的進一步改進，消力池坎與消力池加高坎之間設有將它們連接在一起的植筋。本實用新型的有益效果是:本實用新型利用完整低寬頂堰結合消能墩前堰體、消能墩后堰體的整流作用，在上游迎水側與陡槽面呈鈍角相接，形成淺的緩沖水體，有效消減了陸槽消能工水流直接沖擊下一級錯位消能墩所帶來的噪音問題。另外，本實用新型中的下游泄水堰面與陡槽的槽底壁之間采用圓弧過渡交接，使溢流水體貼堰體平順進入緩沖水體，水流平穩，在降低水體勢能的同時，不致產生新的噪音源；消力池加高坎在消力池坎中部留出漏空位，使消力池中沉積物可以隨水流沖出，避免淤積。本實用新型可基于現有的陡槽沖擊消能工改裝，建設成本低，容易維護，噪音小，可廣泛應用于城市小流域河道的水利建設中。

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本實用新型的一部分實施例，而不是全部實施例，本領域的技術人員在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他設計方案和附圖。圖1是本實用新型的縱向方向剖視示意圖，箭頭表示水流的方向；圖2是圖1中圓圈所圈部分的放大圖；圖3是本實用新型的俯視示意圖。
具體實施方式
以下將結合實施例和附圖對本實用新型的構思、具體結構及產生的技術效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本實用新型的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本實用新型的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本實用新型的實施例，本領域的技術人員在不付出創造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本實用新型保護的范圍。另外，文中所提到的所有聯接/連接關系，并非單指構件直接相接，而是指可根據具體實施情況，通過添加或減少聯接輔件，來組成更優的聯接結構。參照圖1 圖3，城市小流域河道陡槽沖擊消能工噪音消減設施，包括一個傾斜向下延伸的陡槽，陡槽的槽底壁上設有多個向上的消能墩1，這些消能墩I橫向間隔錯開、成排設置、縱向交錯排列，本實用新型還包括:完整低寬頂堰3，其與消能墩I同一橫排，且設置在該橫排上的兩兩相鄰的消能墩I之間以及消能墩I與陡槽側壁之間，完整低寬頂堰3的上游迎水堰面與陡槽的槽底壁成鈍角相交，完整低寬頂堰3的下游泄水堰面與陡槽的槽底壁成銳角相交；消能墩前堰體4，其為任意兩個同一橫排上相鄰的完整低寬頂堰3在朝上游方向的延伸堰體，消能墩前堰體4與消能墩I相連接，且消能墩前堰體4的上游迎水堰面與完整低寬頂堰3的上游迎水堰面為同一堰面；消能墩前堰體4堰前形成寬淺的倒三角形緩沖水體6。消能墩后堰體2，其為任意兩個同一橫排上相鄰的完整低寬頂堰3在朝下游方向的延伸堰體，消能墩后堰體2與消能墩I相連接，且消能墩后堰體2的下游泄水堰面與完整低寬頂堰3的下游泄水堰面為同一堰面。進一步作為優選的實施方式，完整低寬頂堰3、消能墩前堰體4和消能墩后堰體2三者的下部與陡槽的槽底壁之間，設有加固用的植筋7。由于完整低寬頂堰3、消能墩前堰體4和消能墩后堰體2均具有同樣的堰面，且屬于同一堰體，因此可將它們統稱為低寬堰體。進一步作為優選的實施方式，所述完整低寬頂堰3的堰頂為圓弧頂面。該圓弧頂面為Rl.5mο進一步作為優選的實施方式，完整低寬頂堰3的上游迎水堰面與陡槽的槽底壁之間的相交角度為130° 140°。具體地，優選該角度為135°。進一步作為優選的實施方式，完整低寬頂堰3的下游泄水堰面與陡槽的槽底壁之間的相交角度為16° 20°，且交接處采用圓弧倒角過渡。該圓弧倒角為R2.0m。進一步作為優選的實施方式，陡槽的下端設有平緩的消力池8，消力池8的下游方向設有消力池坎9，消力池坎9的上面設有消力池加高坎5，消力池加高坎5有兩個，分設在消力池坎9的左右兩端，使消力池坎9的頂面中間漏空。消力池加高坎5下游側坡采用1:2.5接順河床底板。進一步作為優選的實施方式，所述消力池坎9的頂面中間漏空部位占整個消力池坎9頂面的1/3。進一步作為優選的實施方式，消力池坎9與消力池加高坎5之間設有將它們連接在一起的植筋7。下面是本實用新型的構建過程:步驟一:導流。枯水季節在消能工上游段修筑沙袋圍堰，臨時抬高水位，通過固定在消能墩頂的輕質塑膠管導流至下游段。步驟二:清理陡槽面。在擬布置低寬堰體區域按0.3X0.3m正方形鉆植筋孔，孔深
0.15m，采用0.3m長Φ28螺紋鋼筋作為連接鋼筋；除植筋加固外，堰體澆注前需對陡槽及消能墩接觸面進行鑿毛，并掃凈水泥漿一遍，保證附加堰體與陡槽及消能墩的穩固連接。消力池加高坎處植筋做法同低寬堰體的植筋做法，起到固定原消力池坎和加高坎的作用。步驟三:制作鋼模板。由于低寬堰體形狀要求精細，表面要求光滑，需采用鋼模板。步驟四:澆注混凝土。支鋼模板后，澆注混凝土，經充分振搗、養護后形成低寬堰體、消力池加高坎。步驟五:表面清理。拆模后，對混凝土表面進行清理，清除突出雜物，如有露石等需用凈水泥漿填平。步驟六:拆除圍堰，恢復陡槽過流。以上對本實用新型的較佳實施方式進行了具體說明，但本發明創造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型精神的前提下還可作出種種的等同變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。
權利要求1.城市小流域河道陡槽沖擊消能工噪音消減設施，包括一個傾斜向下延伸的陡槽，陡槽的槽底壁上設有多個向上的消能墩(1)，這些消能墩(I)橫向間隔錯開、成排設置、縱向交錯排列，其特征在于:還包括: 完整低寬頂堰(3)，其與消能墩(I)同一橫排，且設置在該橫排上的兩兩相鄰的消能墩(I)之間以及消能墩(I)與陡槽側壁之間，完整低寬頂堰(3)的上游迎水堰面與陡槽的槽底壁成鈍角相交，完整低寬頂堰(3)的下游泄水堰面與陡槽的槽底壁成銳角相交； 消能墩前堰體(4)，其為任意兩個同一橫排上相鄰的完整低寬頂堰(3)在朝上游方向的延伸堰體，消能墩前堰體(4)與消能墩(I)相連接，且消能墩前堰體(4)的上游迎水堰面與完整低寬頂堰(3)的上游迎水堰面為同一堰面； 消能墩后堰體(2)，其為任意兩個同一橫排上相鄰的完整低寬頂堰(3)在朝下游方向的延伸堰體，消能墩后堰體(2)與消能墩(I)相連接，且消能墩后堰體(2)的下游泄水堰面與完整低寬頂堰(3)的下游泄水堰面為同一堰面。
2.根據權利要求1所述的城市小流域河道陡槽沖擊消能工噪音消減設施，其特征在于:完整低寬頂堰(3)、消能墩前堰體(4)和消能墩后堰體(2)三者的下部與陡槽的槽底壁之間，設有加固用的植筋(7)。
3.根據權利要求1所述的城市小流域河道陡槽沖擊消能工噪音消減設施，其特征在于:所述完整低寬頂堰(3)的堰頂為圓弧頂面。
4.根據權利要求1所述的城市小流域河道陡槽沖擊消能工噪音消減設施，其特征在于:完整低寬頂堰(3)的上游迎水堰面與陡槽的槽底壁之間的相交角度為130° 140°。
5.根據權利要求1所述的城市小流域河道陡槽沖擊消能工噪音消減設施，其特征在于:完整低寬頂堰(3)的下游泄水堰面與陡槽的槽底壁之間的相交角度為16° 20°，且交接處采用圓弧倒角過渡。
6.根據權利要求1所述的城市小流域河道陡槽沖擊消能工噪音消減設施，其特征在于:陡槽的下端設有平緩的消力池(8)，消力池(8)的下游方向設有消力池坎(9)，消力池坎(9)的上面設有消力池加高坎(5)，消力池加高坎(5)有兩個，分設在消力池坎(9)的左右兩端，使消力池坎(9)的頂面中間漏空。
7.根據權利要求6所述的城市小流域河道陡槽沖擊消能工噪音消減設施，其特征在于:所述消力池坎(9)的頂面中間漏空部位占整個消力池坎(9)頂面的1/3。
8.根據權利要求6所述的城市小流域河道陡槽沖擊消能工噪音消減設施，其特征在于:消力池坎(9)與消力池加高坎(5)之間設有將它們連接在一起的植筋(7)。
專利摘要本實用新型公開了一種城市小流域河道陡槽沖擊消能工噪音消減設施，包括一個傾斜向下延伸的陡槽，陡槽的槽底壁上設有多個向上的消能墩，這些消能墩橫向間隔錯開、成排設置、縱向交錯排列，另外本實用新型還包括多個完整低寬頂堰、消能墩前堰體、消能墩后堰體，它們構筑在陡槽上，與消能墩同排，上游迎水堰面與陡槽的槽底壁成鈍角相交，下游泄水堰面與陡槽的槽底壁成銳角相交。本實用新型的堰體以傾斜的堰面與陡槽連接，在上游迎水側形成淺的緩沖水體，有效消減了陡槽消能工水流直接沖擊下一級錯位消能墩所帶來的噪音問題。本實用新型可基于現有的陡槽沖擊消能工改裝，建設成本低，容易維護，噪音小，可廣泛應用于城市小流域河道的水利建設中。
文檔編號E02B8/06GK203066039SQ201320021880
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月15日 優先權日2013年1月15日
發明者蔡劍波, 吳堅如, 單聯君, 阮小燕, 黎友添, 李承海, 張欣, 黃燕玲 申請人:廣州市市政工程設計研究院