精选回答
它的主要组成部分包括进口段、闸门段、孔身段、出口段和下游消能设施等。
(1)进口段。泄水孔的进口高程一般应根据用途和水库的运用条件确定。有压和无压泄水孔,其进口段都是有压段。为了使水流平顺,减小水头损失、避免孔壁空蚀,进口形状应尽可能符合水流的流动轨迹。工程中常用椭圆或圆弧曲线的三向收缩矩形进水口。
(2)闸门段。为控制水流和检修之用,深式泄水孔需要设置工作闸门和检修闸门。有压泄水孔的检修闸门设在进口段,工作闸门设置在出口段;无压泄水孔的工作闸门和检修闸门一般都设在进口段。最常用的门型有平面闸门和弧形闸门两种。前者布置紧凑、启闭机可设在坝顶,但启门力较大,闸门不能局部开启,门槽水流不平顺,易产生空蚀和振动;后者不需设置门槽,水流条件较好,可以局部开启,且启门力较小,但结构较复杂,闸门操作室所占空间较大。
(3)孔身段。有压泄水孔的孔身断面一般为圆形,因为圆形断面过水能力较大,受力条件较好。无压泄水孔的断面通常采用矩形或城门洞形(圆拱直墙),为了保证孔内形成稳定的无压明流,孔顶在水面以上应有一定的余幅,以满足掺气和通气的要求。
坝内泄水孔削弱了坝体结构,孔边也容易引起应力集中。设计时除在孔道周边布设钢筋加强外,还要根据受力条件、流速及泥沙等情况综合考虑是否需要衬砌。当采用钢板或其他材料衬砌时,应与混凝土锚接牢固。
(4)出口段。有压泄水孔临近出口断面时,水流从有压突然转为无压,造成出口附近孔身压力突然降低,甚至在断面顶部产生负压。所以常将出口段顶部适当下压,形成压坡段,以增加孔内压力。泄水孔的出口段还要与所选用的消能型式结合起来考虑,常根据具体条件采用挑流消能型式或底流消能型式与下游相衔接。