消力墩

消力池中起辅助消能作用的小墩

消力墩（baffle pier）消力池中起辅助消能作用的小墩。消力墩对水流的反击作用，将水流分成许多小水股，使水流转折，并在墩后互相撞击。另外水流与消力墩表面摩擦以及水流所产生的旋滚等造成强烈紊动。这些都增加消能效果，跃后水深降低，从而可减少消力池开挖深度，缩短长度，节省工程量和投资。

简介

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。

消力墩（baffle pier）辅助消能工的一种。呈墩状，在消力池中交错布置。利用其对水流的反击作用，使水流分散，相互撞击，以达到消能的目的，并可减小消力池的深度和长度。

消力墩的消能效果

消力墩是用钢筋混凝土做成的小墩，多布置在1/2～1/3池长处，布置一排或数排，交错排列，前排距消力池斜坡段坡脚的距离约0.8倍的未设辅助消能工时的跃后水深。墩的高度一般可取下游水深的0.15~0.25倍，并不大于0.5~1. 5 m，墩的净距小于或等于墩宽，约为墩高的0.5～0.75倍，前后排净距可略大于墩高。

消力墩的消能效果与它的型式、尺寸、布置以及泄流情况、下游水深等有直接关系（如池内水深较深，墩的作用将减小），常需通过水工模型试验确定。对于小型堰闸，也可参照已建工程的试验成果和运用经验确定。当跃前流速大于15m/s时，不宜采用消力墩，因为在流速过高的情况下，消力墩工作条件极其恶劣，局部真空和空蚀能使消力墩迅速破坏，甚至影响消力池本身的安全。

消力墩位置对消能效果的影响如下：

1、消力墩能够使消力池发生强迫水跃，改变水流结构，增大消力池内湍动能耗散率，增大消能率。

2、消力墩位置会影响消力池消能率。消力墩布置在消力池长度的 0. 65 及以上时，其消能效果与不布置消力墩时相差不大；消力墩布置在消力池长度的 0. 35 处时，消力池的消能率最大，比布置在 0. 65 时消能率提高约10. 5%。

消力池构造

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。

消力墩举例

在水利工程中常采用水跃消能为防止远驱水跃的产生，除降低护坦高程外，有时在消力池内设置消力槛、消力墩等消能工跣形成“强迫水跃”。为使消力墩充分发挥作用，一般均把消力墩布置在水跃前部。但当布置在跃首时，消力墩以及消力墩下游附近的护坦易受高速水流的空蚀破坏。只有在流速小于12~14m/s时，消力墩上才不致发生空蚀。

我国盐锅峡水电站滥流坝消力墩的空蚀是一个典型的实例。该坝最大高度52m。为提高消能效果，在水跃前收缩断面处设置一排消力墩。墩高3 m，宽m，间距3 m。经230d运行，发现所有消力墩的两侧均受到不同程度的空蚀．最大蚀深120cm，最大剥蚀体积占消力墩体积的20.7%。消力墩迎水面和抹角部分的衬砌钢板大部分被冲掉。苏联新西伯利亚水电站溢流坝消能工的空蚀破坏也很典型．该琐的设计水头23．5m，收缩断面处的单宽流量47m3/s．过水以后检查发现，每个消力墩侧面均有破坏。空蚀深度一般为40~60cm，最大深度为70~80cm。此外，还有不少实例都表明，尽管水头并不很高，流速也不很大，但如消力墩的型式或布置设计不当，仍有可能遭受空蚀破坏。

改变消力墩体形，使其流线化，或使棱角圆化，借以提高初生空化数，是设计者为减轻墩体及其附近护坦空蚀需首先考虑的问题。

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