1.本实用新型涉及一种竖井式溢洪洞,特别是一种内部消能设施，属于竖井式溢洪洞的创新技术。
背景技术：
2.为宣泄水库超出承受能力的洪水，以及放空水库以利于安全检查或维修，通常需要布置泄水建筑物，以保证水利枢纽和水工建筑物的安全，减免洪涝灾害。常见的水库泄水建筑物有溢洪道、溢洪洞等。为减少地表土石方开挖扰动，多采用竖井式溢洪洞，将退水隧洞与导流输水隧洞相结合。
3.但传统的竖井式溢洪洞，只是把洪水一泄了之，不考虑如何在自身结构中更好消除洪水挟带的能量以及对消力井合理井深的确定。通常，它的泄量较小，弯道和隧洞容易发生空蚀和空蚀破坏，竖井内水流不稳定,甚至产生振动和噪声,以及隧洞有时处于明满流交替状态,对建筑物极其不利。更由于系统中不起消能工的作用，使隧洞出口流速高，导致下游剧烈的冲刷，因而传统的竖井式溢洪洞的应用受到了较大的限制。
技术实现要素：
4.本实用新型的目的在于提供一种竖井与导流洞之间的衔接段优化后的竖井式溢洪洞，本实用新型能够有效的把大面积遭受高速水流作用改变为局部承受的内消能方式。在水流内部形成紊动掺混和涡旋，从而集中消耗大部分能量，达到保护泄洪建筑物和泄洪消能的目的。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种竖井式溢洪洞，包括：漏斗段、竖井、消力井、退水隧洞段、箱涵段、消能段、出水渠和输水钢管，所述漏斗段为环形溢流堰，所述漏斗段固定在地面线以上，所述漏斗段下方设有竖井，所述竖井下方设有消力井，所述消力井上半部一侧设有退水隧洞段，所述退水隧洞段一端设有箱涵段，所述箱涵段一端设有消能段，所述消能段一端设有出水渠，所述出水渠设有护坦和防冲槽，所述竖井和消力井位于岩体内部，所述退水隧洞段与消力井的出口连接，所述退水隧洞段与消力井连接处顶部设有压板，所述退水隧洞段靠近消力井一端顶部设有通气管，所述退水隧洞段侧墙内壁顶部设有牛腿支撑，所述牛腿支撑顶部架设有输水钢管，所述消能段为消力池结构，所述消能段截面为u型槽状。
6.进一步的，所述漏斗段顶部设有防涡导墙。
7.进一步的，所述竖井与漏斗段之间为平顺连接。
8.进一步的，所述退水隧洞段出口处采用底流消能。
9.进一步的，所述箱涵段和消能段底部设有砼垫层，所述砼垫层为c混凝土，所述消能段的砼垫层下部设有级配碎石、粗砂和土工布。
10.进一步的，所述竖井和消力井为钢筋混凝土衬砌而成，所述钢筋混凝土结构时c混凝土，所述竖井和消力井分缝处设有止水铜片。
11.进一步的，所述退水隧洞段截面呈城门洞型断面，所述退水隧洞段顶部设有固结、回填灌浆，所述固结灌浆的排距为2m，回填灌浆孔之间的夹角为30
°
，顶部排水孔之间的夹角为60
°
。
12.进一步的，所述竖井为喷砼挂网浇筑而成，所述竖井与岩体之间设有锚杆支护。
13.进一步的，所述退水隧洞段内设有钢拱架，所述钢拱架的支护间距按照围岩类别做区分，
ⅴ
类围岩间距是500mm，ⅳ类围岩间距是800mm。
14.进一步的，所述压板为椭圆形钢筋砼压板。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.本实用新型竖井式溢洪洞，由于仅部分动能传至下游，对改善大坝下游水流六台，保护下游环境，保障下游边坡稳定等均有积极作用。高溢流堰闸室的稳定性，大大减少不均匀沉降，保障堤防及溢流堰的运行安全，与导流洞结合，节省投资。本实用新型还适用于长距离输水管道工程中，解决局部压强可能会超出管道所承受的范围，用于消除多余能量。
附图说明
17.图1为本实用新型整体剖视结构示意图；
18.图2为本实用新型整体平面示意图；
19.图3为本实用新型竖井连接结构放大图；
20.图4为本实用新型箱涵段连接结构放大图；
21.图5为本实用新型退水隧洞段横剖面放大图。
22.图中：1-漏斗段；2-竖井；3-消力井；4-退水隧洞段；5-压板；6-通气管；7-箱涵段；8-消能段；9-出水渠；10-输水钢管；11-防冲槽；12-防涡导墙；13-牛腿支撑；14-止水铜片。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种竖井式溢洪洞，包括：漏斗段1、竖井2、消力井3、退水隧洞段4、箱涵段7、消能段8、出水渠9和输水钢管10，漏斗段1为环形溢流堰，漏斗段1固定在地面线以上，漏斗段1下方设有竖井2，竖井2下方设有消力井3，消力井3上半部一侧设有退水隧洞段4，退水隧洞段4一端设有箱涵段7，箱涵段7一端设有消能段8，消能段8一端设有出水渠9，出水渠9设有护坦和防冲槽11，竖井2和消力井3位于岩体内部，退水隧洞段4与消力井3的出口连接，退水隧洞段4与消力井3连接处顶部设有压板5，退水隧洞段4靠近消力井4一端顶部设有通气管6，退水隧洞段4侧墙内壁顶部设有牛腿支撑13，牛腿支撑13顶部架设有输水钢管10，消能段8为消力池结构，消能段8截面为u型槽状。
25.漏斗段1顶部设有防涡导墙，竖井2与漏斗段1之间为平顺连接，退水隧洞段4出口处采用底流消能，箱涵段7和消能段8底部设有砼垫层，砼垫层为c15混凝土，消能段8的砼垫层下部设有级配碎石、粗砂和土工布。
26.竖井2和消力井3为钢筋混凝土衬砌而成，钢筋混凝土结构时c30混凝土，竖井2和
消力井3分缝处设有止水铜片14。
27.退水隧洞段4截面呈城门洞型断面，退水隧洞段4顶部设有固结、回填灌浆，固结灌浆的排距为2m，回填灌浆孔之间的夹角为30
°
，顶部排水孔之间的夹角为60
°
。
28.竖井2为喷砼挂网浇筑而成，竖井2与岩体之间设有锚杆支护。
29.退水隧洞段4内设有钢拱架，钢拱架的支护间距按照围岩类别做区分，
ⅴ
类围岩间距是500mm，ⅳ类围岩间距是800mm，压板5为椭圆形钢筋砼压板。
30.工作原理：由导流洞改建而成，剩余部分的开挖主要为消力井3和竖井2的开挖。主要步骤为钻孔-横通道开挖（利用一开挖导流洞）-竖井2开挖。测量确定在预开凿竖井截面圆心处采用旋挖钻机钻孔获得导孔，以导孔为圆心采用全断面开挖法开挖竖井2,直至竖井2的底部与横通道连通；在开挖竖井的过程中,渣土由导孔掉落至横通道内,由渣土车运至渣场。采用这种方法开挖无需无需利用提升设备单独出渣，渣土通过导孔直接下落至竖井2底部,大大节约了工期和造价；此外利用专门的防堵塞机构可有效防止导孔堵塞，提高施工效率。
31.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
32.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。技术特征：
1.一种竖井式溢洪洞，其特征在于：包括：漏斗段（1）、竖井（2）、消力井（3）、退水隧洞段（4）、箱涵段（7）、消能段（8）、出水渠（9）和输水钢管（10），所述漏斗段（1）为环形溢流堰，所述漏斗段（1）固定在地面线以上，所述漏斗段（1）下方设有竖井（2），所述竖井（2）下方设有消力井（3），所述消力井（3）上半部一侧设有退水隧洞段（4），所述退水隧洞段（4）一端设有箱涵段（7），所述箱涵段（7）一端设有消能段（8），所述消能段（8）一端设有出水渠（9），所述出水渠（9）设有护坦和防冲槽（11），所述竖井（2）和消力井（3）位于岩体内部，所述退水隧洞段（4）与消力井（3）的出口连接，所述退水隧洞段（4）与消力井（3）连接处顶部设有压板（5），所述退水隧洞段（4）靠近消力井（3）一端顶部设有通气管（6），所述退水隧洞段（4）侧墙内壁顶部设有牛腿支撑（13），所述牛腿支撑（13）顶部架设有输水钢管（10），所述消能段（8）为消力池结构，所述消能段（8）截面为u型槽状。2.根据权利要求1所述的一种竖井式溢洪洞，其特征在于：所述漏斗段（1）顶部设有防涡导墙。3.根据权利要求1所述的一种竖井式溢洪洞，其特征在于：所述竖井（2）与漏斗段（1）之间为平顺连接。4.根据权利要求1所述的一种竖井式溢洪洞，其特征在于：所述退水隧洞段（4）出口处采用底流消能。5.根据权利要求1所述的一种竖井式溢洪洞，其特征在于：所述箱涵段（7）和消能段（8）底部设有砼垫层，所述砼垫层为c15混凝土，所述消能段（8）的砼垫层下部设有级配碎石、粗砂和土工布。6.根据权利要求1所述的一种竖井式溢洪洞，其特征在于：所述竖井（2）和消力井（3）为钢筋混凝土衬砌而成，所述钢筋混凝土结构是c30混凝土，所述竖井（2）和消力井（3）分缝处设有止水铜片（14）。7.根据权利要求1所述的一种竖井式溢洪洞，其特征在于：所述退水隧洞段（4）截面呈城门洞型断面，所述退水隧洞段（4）顶部设有固结、回填灌浆，所述固结灌浆的排距为2m，回填灌浆孔之间的夹角为30
°
，顶部排水孔之间的夹角为60
°
。8.根据权利要求1所述的一种竖井式溢洪洞，其特征在于：所述竖井（2）为喷砼挂网浇筑而成，所述竖井（2）与岩体之间设有锚杆支护。9.根据权利要求1所述的一种竖井式溢洪洞，其特征在于：所述退水隧洞段（4）内设有钢拱架，所述钢拱架的支护间距按照围岩类别做区分，
ⅴ
类围岩间距是500mm，ⅳ类围岩间距是800mm。10.根据权利要求1所述的一种竖井式溢洪洞，其特征在于：所述压板（5）为椭圆形钢筋砼压板。
技术总结
本实用新型公开了一种竖井式溢洪洞，包括：漏斗段、竖井、消力井、退水隧洞段、箱涵段、消能段、出水渠和输水钢管，漏斗段为环形溢流堰，漏斗段固定在地面线以上，漏斗段下方设有竖井，竖井下方设有消力井，退水隧洞段一端设有箱涵段，箱涵段一端设有消能段，消能段一端设有出水渠，本实用新型仅部分动能传至下游，对改善大坝下游水流流态，保护下游环境，保障下游边坡稳定等均有积极作用。同时能够减少地表土石方开挖扰动，解决了泄水建筑物消能率高的布置问题，将大部分能量直接在竖井内及其流道中消除掉，减少洞外消能工的规模，利用施工导流隧洞，节省投资，经济性高。经济性高。经济性高。
技术研发人员：石聪聪 杨威 卫春仲 温桂锐 尚思宏
受保护的技术使用者：广东中灏勘察设计咨询有限公司
技术研发日：2021.11.12
技术公布日：2022/4/26
声明：
“竖井式溢洪洞的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：广东中灏勘察设计咨询有限公司
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2024年07月26日 ~ 28日 
