CN104195986B - 一种用于隧洞的封堵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于隧洞的封堵装置,其包括:沿隧洞的过流方向设置的支撑组件;与所述支撑组件相连接,以防止所述支撑组件发生形变的加强组件;其中,所述支撑组件包括第一封堵部和与所述第一封堵部相连接的第二封堵部;所述加强组件包括至少两个拼接部和与所述至少两个拼接部相连接以增加所述拼接部数量的连接部。所述封堵装置具有安装及拆卸方便、灵活的优点以及具有垂直度好、定位牢固的优点。

Description

一种用于隧洞的封堵装置
技术领域
[0001] 本发明涉及水利水电工程技术领域,尤其涉及一种用于隧洞的封堵装置。
背景技术
[0002] 在水利工程建设中,对将要被废弃的水工隧洞进行封堵,如一般的导流隧洞、地质探洞以及施工支洞等;或者是对将要被改建的水工隧洞进行封堵,如泄洪洞、引水发电洞、放空洞、饮水灌溉隧洞等。封堵体纵向设置在水工隧洞的过流面,其将承受内水压力。该封堵体自身的强度能否满足内水压强的大小,对该封堵体能否实现将水工隧洞封堵很重要。封堵体的体型和长度应根据封堵体所承受的内水压力的大小、地质条件以及运行要求等来考虑。目前的封堵体通常设计为柱形,该封堵体是水头载荷沿周界产生静剪力的刚性体。其中,静剪应力沿周界均匀分布。在具体实施时,通常在封堵体上设置多个抗剪键槽,使得该封堵体满足抗滑的需求。
[0003] 现有技术中的封堵体存在不便于安装及拆卸的问题。
发明内容
[0004] 针对上述问题,根据本发明提出了一种用于隧洞的封堵装置,其包括:沿隧洞的过流方向设置的支撑组件;与所述支撑组件相连接,以防止所述支撑组件发生形变的加强组件;其中,所述支撑组件包括第一封堵部和与所述第一封堵部相连接的第二封堵部;所述加强组件包括至少两个拼接部和与所述至少两个拼接部相连接以增加所述拼接部数量的连接部。隧洞的两端分别为迎水面和背水面。通过将支撑组件设置在该隧洞的封堵截面位置,再将加强组件与该支撑组件相连接,从而,增强了该支撑组件的整体强度。通过使得设置在隧洞的底部的第一封堵部牢固定位,再在第一封堵部上设置第二封堵部,从而组合成该支撑组件。其中,该第一封堵部和第二封堵部为可拆卸式连接,因此,在安装及拆卸的过程中较为方便。加强组件通过在每两个拼接部之间设置有连接部,直至该加强组件的尺寸与支撑组件的尺寸相同为止。由此可见,该加强组件是拼接而成,而非一体成型,这不仅便于安装及拆卸,也节省了大量的人力和物力。对支撑组件和加强组件构建完成后,将该支撑组件和加强组件连接在一起。然后向加强组件朝着隧洞的迎水面侧浇筑混凝土,浇筑之前通过钢模台车朝着隧洞的迎水面侧的端部顶住该支撑组件。从而,对该支撑组件和加强组件的轴向产生一个水平向右的作用力,防止在浇筑混凝土的过程中,因该支撑组件和加强组件无法承受沿过流方向(即水平向左)的压力而发生倾斜,致使无法顺利浇筑混凝土的现象。同时,在浇筑混凝土的过程中,有效地防止了该支撑组件和加强组件发生变形。随着该封堵体的不断形成,实现了对隧洞逐渐封堵,直至该封堵体完全形成,从而将该隧洞完全封堵。
[0005] 较佳的,所述第一封堵部与所述第二封堵部为可拆卸式连接。这样,便于第一封堵部和第二封堵部的安装及拆卸。
[0006] 较佳的,所述第一封堵部包括定位件、第一加固件以及第一平稳件,所述第一加固件套设在所述定位件的外周壁上,所述第一平稳件与所述第一加固件相互垂直式设置,以形成网状结构。第一加固件套设在定位件的外周壁上,使得该第一加固件在定位件的支撑作用下,垂直固定在隧洞中。此外,该第一加固件套设在定位件的外周壁上,使得该定位件的外周壁的壁厚变后,因此,增大了该定位件的抗弯强度和抗扭强度。同时,也使得该第一封堵部具有较好的垂直度,不易发生倾斜。当该第一平稳件和第一加固件之间形成网状结构后,使得该第一封堵部的整体结构比较稳定,增强了该第一封堵部的抗弯强度以及抗扭强度。
[0007] 较佳的,所述定位件为锚杆件,所述第一加固件为第一钢管件,所述第一平稳件为第二钢管件。
[0008] 较佳的,所述第二封堵部包括与所述第一钢管件对应连接的第二加固件以及还包括与所述第二加固件相互垂直式设置的第二平稳件,以形成网状结构。
[0009] 较佳的,所述第二加固件为第三钢管件,所述第二平稳件为第四钢管件。
[0010] 较佳的,所述拼接部为钢板,所述连接部为角铁,所述角铁可通过焊接固定在所述钢板上。
[0011] 较佳的,所述支撑组件和所述加强组件均垂直设置在所述隧洞的封堵截面处,所述加强组件朝着所述隧洞的迎水面侧形成封堵体,所述封堵体以封堵所述隧洞。
[0012] 较佳的,所述封堵体的周边设置有密封所述隧洞与所述封堵体之间的缝隙的密封部。该密封部用来密封封堵体与隧洞之间的间隙(该缝隙主要是在施工过程中产生的),尤其着重对隧洞顶部的密封。这样,在封堵体朝着过流方向上的迎水面侧承受一定的水流冲击时,能够有效地防止在封堵体的周边发生渗漏。
[0013] 较佳的,所述密封部为止水带或止水钢板。
[0014] 根据本发明,所述封堵装置具有安装及拆卸方便、灵活的优点以及具有垂直度好、定位牢固、节约材料以及降低成本的优点。
附图说明
[0015] 在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。在图中:
[0016] 图1为本发明用于隧洞的封堵装置的正面整体结构示意图。
[0017] 图2为本发明用于隧洞的封堵装置的加强组件的组成结构示意图。
[0018] 图3为本发明用于隧洞的封堵装置位于隧洞中的侧面整体结构示意图。
[0019] 在附图中,相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例描绘。
具体实施方式
[0020] 下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0021] 请参阅图1和图2,其分别为本发明用于隧洞的封堵装置的正面整体结构示意图和本发明用于隧洞的封堵装置的加强组件的组成结构示意图。如图所示,所述封堵装置包括支撑组件2、加强组件3以及密封部5。其中,该支撑组件2和加强组件3均垂直设置在如下所述的隧洞1 (见图3)的封堵截面处。
[0022] 在本申请的实施例中,该支撑组件2包括第一封堵部21和第二封堵部22。在一个优选的实施例中,第一封堵部21和第二封堵部22为可拆卸式连接,这样便于两者的安装及拆卸。其中,第一封堵部21垂直设置在隧洞1的底端,而第二封堵部22则垂直设置在所述第一封堵部21的上端,并与隧洞1的顶端相顶靠。
[0023] 在一个优选的实施例中,第一封堵部21包括定位件211、第一加固件212和第一平稳件213。该定位件211并排分设在隧洞1的封堵截面处,该定位件211的一端伸入岩层中,另一端位于隧洞1中。其中,该定位件211伸入隧洞1的底部岩层中的深度可为该定位件211的整体长度的一半。这样,使得该定位件211具有足够的定位强度,能够牢固地固定在隧洞1中,防止在外力的作用下使得该定位件211发生倾斜。第一加固件212套设在定位件211的外周壁上,使得该第一加固件212在定位件211的支撑作用下,垂直固定在隧洞1中。此外,该第一加固件212套设在定位件211的外周壁上,增加了该定位件211的外周壁的壁厚,从而,也增强了该定位件211的抗弯强度和抗扭强度。此外,也使得该第一封堵部21具有较好的垂直度,不易发生倾斜。在一个优选的实施例中,该定位件211为锚杆件,该第一加固件212为第一钢管件。
[0024] 在一个优选的实施例中,锚杆件的直径范围为大于等于25厘米且小于等于32厘米。当锚杆件的直径范围在大于等于25厘米且小于等于32厘米时,能够使得该锚杆件的抗扭截面系数较小。从而,在浇筑混凝土产生的压力冲击到锚杆件上时,由于该锚杆件的抗扭截面系数较小,因此,该锚杆件会获得较大的剪应力。这样,就会使得该锚杆件具有较高的抗扭强度,不会在混凝土浇筑的过程中,发生变形。若该锚杆件的直径小于25厘米,则不能较好地保证该锚杆件满足刚度、抗弯强度以及抗扭强度的要求。若该锚杆件的直径大于32厘米,则大大地浪费了钢材,进而,浪费了不必要的成本。故此,该锚杆件的直径范围为大于等于25厘米且小于等于32厘米,其中的最优值例如为25厘米、28厘米或32厘米。
[0025] 在一个优选的实施例中,第一平稳件213与第一加固件212相互垂直式设置,最终使得该第一平稳件213与第一加固件212之间形成网状结构。当该第一平稳件213和第一加固件212之间形成网状结构后,使得该第一封堵部21的整体结构比较稳定,增强了该第一封堵部21的抗弯强度以及抗扭强度。同时,向如下所述的加强组件3朝着隧洞1的迎水面A侧开始浇筑混凝土时,在不断浇筑的过程中,会产生水平向左的压力,该压力作用在该加强组件3上。在该第一封堵部21受到如下所述的钢模台车6 (见图3)水平向右的支撑力的作用下,该第一封堵部21能够作用在加强组件3上一个水平向右的作用力。从而,有效地避免该加强组件3发生变形或者发生倾斜。在一个优选的实施例中,该第一平稳件213为第二钢管件或者可为任何具有较好强度和刚度的材质的部件。
[0026] 在一个优选的实施例中,锚杆件之间的间距范围为大于等于50厘米且小于等于70厘米。这样,使得该锚杆件在与第二钢管件相互垂直固定后,使得整体具有较好的强度和刚度。并且,整体具有的刚度和强度均匀分布,不会发生某一区域的刚度或强度较大,而另一区域的刚度或强度较小的问题,从而,避免因某一区域承受不了一定的刚度或强度而发生形变,甚至发生损坏的现象。若将锚杆件之间的距离设置为小于50厘米,则不仅需要大量的锚杆件,同时,也大大地增加了人力和物力。若将锚杆件之间的间距设置为大于70厘米,则会使得该锚杆件在与第二钢管件相互垂直时,由于间距过大,而无法满足支撑和固定该第二钢管件的强度要求,故此,可能会发生弯折的现象。因此,锚杆件之间的间距范围为大于等于50厘米且小于等于70厘米,其中的最优值例如为55厘米、60厘米或70厘米。
[0027] 在一个优选的实施例中,第二封堵部22包括第二加固件221和第二平稳件222。其中,该第二加固件221与第一加固件212对应连接。在本申请的实施例中,该第二加固件221与第一钢管件对应扣件式连接。从而,使得该第二加固件221能够牢固地固定在第一钢管件上,实现第二封堵部22与第一封堵部21之间的连接。该第二平稳件222与第二加固件221相互垂直式设置,从而,该第二平稳件222与第二加固件221之间形成网状结构。形成网状结构的作用与前述第一封堵部21形成的网状结构的作用相同,为避免赘述,此处不再详述。这样使得第一封堵部21与第二封堵部22能够较好地组合为一个整体,牢固地设置在隧洞1中。由于第一封堵部21和第二封堵部22的组合方式是可拆卸式连接,因此,使得两者不仅方便组合也方便拆卸。隧洞1是处在岩层中的,地理环境比较恶劣,这给运输体积庞大的物体带来困难。而本申请中的第一封堵21和第二封堵部22恰是可以组合式拼接,这样不仅不会给运输带来困难,反而方便运输。在一个优选的实施例中,该第二加固件221为第三钢管件,该第二平稳件222为第四钢管件。
[0028] 加强组件3与支撑组件2相连接。如图2所示,该加强组件3包括拼接部31和连接部32。其中,拼接部31的数量为至少两个。连接部32用来连接拼接部31,即每两个拼接部31之间通过一个连接部32来连接。从而,通过该连接部32的连接,增加了拼接部31的数量。同时,该连接部32使得两个或两个以上的拼接部31连接为一个整体。由此,该加强组件3易于拆卸及安装,并且拆卸及安装较为灵活。该加强组件3的尺寸恰好与隧洞1的截面尺寸相同或者比该隧洞1的截面尺寸略大一些,这样能够起到较好地保护该第一封堵部21和第二封堵部22的作用,同时,由于该加强组件3的截面尺寸大于或者等于该第一封堵部21和第二封堵部22的截面积总和,因此,能够较好地防止该第一封堵部21和第二封堵部22发生变形。该加强组件3的设置,恰好增强了支撑组件2的整体强度和刚度。因此,在混凝土浇筑的过程中,该支撑组件2和加强组件3受到混凝土浇筑过程中产生的压力时,不会发生倾倒的现象。在一个优选的实施例中,拼接部31为钢板311,连接部32为角铁。其中,角铁可通过焊接固定在该钢板311上。在本申请的实施例中,将加强组件3设计为多块拼接式而非整体式,这样的设置即避免了在隧洞1中安装困难,又大大地节省了钢材。此夕卜,由于该加强组件3是拼接式,因此,质量较轻,便于安装、节省人力。
[0029] 在一个优选的实施例中,通过向加强组件3的迎水面A(见图3)侧浇筑混凝土,因此,在加强组件3朝着隧洞1的迎水面A侧形成封堵体4。封堵体4在不断形成的过程中,逐渐将隧洞1进行封堵。在封堵体4的周边设置有密封部5 (见图1),该密封部5用来密封封堵体4与隧洞1之间的间隙(该缝隙主要是在施工过程中产生的),尤其着重对隧洞1顶部的密封。这样,在封堵体4朝着过流方向上的迎水面A侧承受一定的水流冲击时,能够有效地防止在封堵体4的周边发生渗漏。在一个优选的实施例中,该密封部5为止水带或止水钢板。由于该止水带或止水钢板的结构和用途是本领域的技术人员熟知的,故此处不再详述。
[0030] 请参阅图3,其为本发明用于隧洞的封堵装置位于隧洞中的侧面整体结构示意图。如图所示,该隧洞1位于岩层中,即该隧洞1的外围为岩层,该隧洞1的一端为迎水面A(见图中的箭头所示),另一端为背水面B (见图中的箭头所示)。该隧洞1在过流方向的截面形状可为圆形、椭圆形、方形、圆形与方形的组合或半椭圆形与方形的组合等等。
[0031] 在隧洞1中的封堵截面处构建第一封堵部21 (见图1),并使其定位牢固,即使得第一封堵部21中的定位件211 (见图1)伸入隧洞1的底部岩层中的深度可为该定位件211的整体长度的一半。该第一封堵部21定位牢固后,在该第一封堵部21上构建第二封堵部22(见图1),并使的该第二封堵部22牢固地固定在该第一封堵部21上,即将第一加固件212 (见图1)与第二加固件221 (见图1)对应地采用扣件连接。从而使得该第一封堵部21和第二封堵部22形成一个整体,即形成支撑组件2 (见图1)。完成支撑组件2的构建后,开始对加强组件3 (见图2)进行构建,即每两个拼接部31 (见图2)由一个连接部32 (见图2)来连接,直到使得该加强组件3的整体尺寸与支撑组件2的尺寸相同,则表明该加强组件3已经构建完毕。此后,将该加强组件3与该支撑组件2相连接,以增强该支撑组件2的强度,防止其在过流方向上因承受不住混凝土浇筑时产生的压力而发生变形。完成支撑组件2和加强组件3之间的连接和固定之后,开始在加强组件3朝向隧洞1的迎水面A侧进行浇筑混凝土。在开始浇筑之前,通过钢模台车6朝着隧洞1的迎水面A侧的端部顶住该支撑组件2,这样会对该支撑组件2和加强组件3的轴向产生一个水平向右的作用力,防止在浇筑混凝土的过程中,因该支撑组件2和加强组件3无法承受沿过流方向(即水平向左)的压力而发生倾斜的现象,致使无法顺利浇筑混凝土。因此,该钢模台车6的设置能够使得该支撑组件2和加强组件3定位稳固。同时,在浇筑混凝土的过程中,有效地防止了该支撑组件2和加强组件3发生变形。随着该封堵体4的不断形成,实现了对隧洞1的逐渐封堵,直至该封堵体4完全形成,从而将该隧洞1完全封堵。完成封堵后,在封堵体4的周边设置有密封部5(见图1),通过该密封部5的设置来密封封堵体4与隧洞1之间的间隙,防止发生渗漏的现象。
[0032] 虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (7)

1.一种用于隧洞的封堵装置,其包括: 沿隧洞的过流方向设置的支撑组件; 与所述支撑组件相连接,以防止所述支撑组件发生形变的加强组件; 其中,所述支撑组件包括第一封堵部和与所述第一封堵部相连接的第二封堵部,所述第一封堵部垂直设置在所述隧洞的底端,所述第二封堵部垂直设置在所述第一封堵部的上端,并与所述隧洞的顶端相顶靠; 所述第一封堵部包括定位件、第一加固件以及第一平稳件,所述第一加固件套设在所述定位件的外周壁上,所述第一平稳件与所述第一加固件相互垂直式设置,以形成网状结构; 所述定位件为锚杆件,所述第一加固件为第一钢管件,所述第一平稳件为第二钢管件; 所述第二封堵部包括与所述第一钢管件对应连接的第二加固件以及还包括与所述第二加固件相互垂直式设置的第二平稳件,以形成网状结构; 所述加强组件包括至少两个拼接部和与所述至少两个拼接部相连接以增加所述拼接部数量的连接部。
2.根据权利要求1所述的用于隧洞的封堵装置,其特征在于,所述第一封堵部与所述第二封堵部为可拆卸式连接。
3.根据权利要求1所述的用于隧洞的封堵装置,其特征在于,所述第二加固件为第三钢管件,所述第二平稳件为第四钢管件。
4.根据权利要求1或2所述的用于隧洞的封堵装置,其特征在于,所述拼接部为钢板,所述连接部为角铁,所述角铁通过焊接固定在所述钢板上。
5.根据权利要求1所述的用于隧洞的封堵装置,其特征在于,所述支撑组件和所述加强组件均垂直设置在所述隧洞的封堵截面处,所述加强组件朝着所述隧洞的迎水面侧形成封堵体,所述封堵体以封堵所述隧洞。
6.根据权利要求5所述的用于隧洞的封堵装置,其特征在于,所述封堵体的周边设置有密封所述隧洞与所述封堵体之间的缝隙的密封部。
7.根据权利要求6所述的用于隧洞的封堵装置,其特征在于,所述密封部为止水带或止水钢板。
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