一種基于X型寬尾墩體型參數設計的方法

陳全寶，張 鵬

（中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林 長春 130021）

1 概述

寬尾墩是一種適用于大單寬、深尾水泄洪建筑物的消能工，能將傳統二元水躍變為三元水躍，增加池內摻氣，減小消力池長度[1]。

寬尾墩的體型是消能效果好壞的一個重要因素，常見的有矩形、V型、X型及Y型等。相較于其他型式的寬尾墩，X型寬尾墩的設計特點是墩底開口，此設計可為上部水舌提供一個動水墊，有效緩解底板動水沖擊。

2 適用條件

結合工程設計經驗，寬尾墩的適用范圍需滿足以下條件[2]：1）對于100m級高壩工程，消力池入池單寬流量q=100～200m3/（s·m）；2）對于中壩，消力池入池單寬流量q=80～140m3/（s·m），單寬流量過大會影響消能效率；3）寬尾墩的應用需要以深尾水為必要條件，表征下游尾水水深大小的參數hd/Pd宜大于0.28，其中，hd為下游水位與消力池底板高差，Pd為溢流表孔堰頂與消力池底板高程差。

3 參數設計

3.1 確定閘孔收縮比ε

閘孔收縮比參考取值范圍為0.25～0.55。閘孔收縮比越大，寬尾墩消能效果越好，但較大的收縮比可能會影響閘孔泄流能力，抬高閘室水面高程，影響弧門支鉸布置。另外，收縮比會影響出墩水舌的穩定性，收縮比越大，出墩水舌高寬比越大，過大的水舌高寬比會使水體穩定性變差，影響消能效果。

閘孔收縮比的取值并不能依據某一個固定解析式求解得到，對某一具體工程條件而言，一般都在一定范圍之內，而且比較合理的ε取值應滿足不影響泄流能力、閘室水面較低、消能率較高、出墩水舌穩定性較好、下游河道消能防沖效果較好等原則[3]。……