CN104452683B - 一种可控挡水钢面板坝 - Google Patents

Abstract

一种可控挡水钢板坝，设置于两岸河堤之间，地基部分位于河床之下，地基部分包括三个与河堤平行深浅不同的水槽和L形给排水通道并设有进水阀和泄水阀；挡水部分包括三块M形钢块和一块钢结构面板，三块M形钢块宽度相同、高度不同、依次排列并分别与三个水槽匹配，每个钢块内部均设有两个充水圆筒，钢结构面板为由三块面板组成的可折弯铰接结构，钢结构面板的一端的固定点与河床床面持平；给排水部分管路包括立向进水管、水泵和横向出水管。本发明的优点是：该钢面板坝结构简单、工程量小、施工容易、经济合理、稳定性和抗冲刷能力强；不运行时淹没在水面下，与河床齐平；运行时通过绞结构逐级挡水，实现汛期排水、旱期蓄水的目的。

Description

一种可控挡水钢面板坝

技术领域

本发明涉及水工建筑物的修建，特别是一种可控挡水钢面板坝。

背景技术

为了满足防洪要求，获得灌溉、发电、供水等方面的效益，需要在河流的适宜地段修建不同类型的建筑物，用来控制和分配水流，这些建筑物即为水工建筑物。修建这些水工建筑物首先要明确兴利除害的目标，工程既要安全可靠，而且要经济合理，最大限度的满足社会需求，获得满意的经济和社会效益。近年来，大量的小型农田水利基建工程中需要的挡水、泄水建筑物与大型水库所应用的大坝、闸门等建筑物的要求差异较大。用大型水利工程的结构形式来建设小型农田水利工程可能造成不必要的浪费，人为增加设计、施工难度。因此，需要一种新型的挡水建筑物，传统的设计工程规模一般较大，风险也大，经济投入也较大，并且修建完工后不可根据自然条件等因素的变化更改其外形从而达到调控水流等作用，只能待水位达到一定程度时才可单一的进行挡水和泄水任务，作为蓄水工程的主体一旦失事前功尽弃，后果严重。这就需要我们在设计的同时要统筹兼顾，重视新技术、新工艺、新材料、新方法来促进水电进步。在创新设计中即要突出新型设计方案的个性，又要重视规范的指导作用，创造出在质和量两方面都能满足要求的建筑物新型方案。该新型结构不运行时，淹没在水下，和河床齐平，完全不影响河道的安全运行，这是老式挡水坝所不具备的一些特点。该新型坝能根据水位的不同变化逐级挡水，高效地发挥了挡水的功能，使资源得到充分的利用。采用泵充水加压能很好地保护坝下钢块的受力稳定性，使其不会被压瘪，能更安全地运行。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题，提供一种可控挡水钢面板坝，该钢面板坝具有结构简单、施工方便、工程量小、可调可控、灵活应变、运行和维护成本低的特点。

本发明的技术方案：

一种可控挡水钢板坝，设置于两岸河堤之间，包括地基部分、挡水部分和给排水管路部分，地基部分位于河床之下，地基部分包括三个与河堤平行且深浅不同的水槽和L形给排水通道并设有进水阀和泄水阀；挡水部分包括三块M形钢块和一块钢结构面板，三块M形钢块宽度相同、高度不同、依次排列并分别与三个水槽匹配，每个钢块内部均设有两个充水圆筒，钢结构面板为由三块面板组成的可折弯铰接结构，钢结构面板的一端的固定点与河床床面持平，三块面板在三块M形钢块的作用下升降，当三块M形钢块处于最低位置时，钢结构面板呈水平状态并与河床床面持平；给排水管路部分包括立向进水管、水泵和横向出水管，立向进水管的进口处设有滤网和底阀，横向出水管上设有垂直向上的六根注水管并分别与三个钢块的六个充水圆筒匹配，每根注水管均设有注水管阀门。

该钢板坝的工作原理：

为了实现可自由调节上游水位的最终目的，将钢面板结构通过与其他结构的共同配合实现面板的扬起和降落。当钢面板扬起的角度大时，起到挡水和蓄水建筑物的作用；当上游水位较高或到达汛期的时候可通过下降钢面板来实现过水建筑物的目的。一升一降，可灵活控制水位以保证人为需求。

本发明的有益效果是：

该钢面板坝通过水泵和控制阀门及进水排水管道的的相互配合，可使三个钢块自由上下运动，达到汛期排水，旱期蓄水的自由调节目的；该钢面板坝结构简单、工程量小、施工容易、经济合理，由于全部是钢结构，其稳定性和抗冲刷能力比传统结构要有优势；不运行时，该新型结构淹没在水面下，与河床齐平，完全不会对河道造成任何影响；运行时通过绞结构逐级挡水，实现汛期排水、旱期蓄水的目的，适合在小流域上或部分坝段应用。

附图说明

图1是该钢面板坝结构示意图。

图2是钢块剖面结构示意图。

图3是该钢面板坝小钢块升起时状态作示意图。

图4是该钢面板坝中钢块升起时状态示意图。

图5是该钢面板坝大钢块升起时状态示意图。

图6是该钢面板坝不运行时状态示意图

图中：1.河床，2a、2b、2c.水槽，3.给排水通道，4.进水阀，5.泄水阀，6a、6b、6c.钢块，7.钢结构面板，8.充水圆筒，9.立向进水管，10.水泵，11.横向出水管，12.滤网和底阀，13.注水管，14.注水管阀门。

具体实施方式

实施例：

一种可控挡水钢板坝，设置于两岸河堤之间，包括地基部分、挡水部分和给排水管路部分，地基部分位于河床1之下，地基部分包括三个与河堤平行且深浅不同的水槽2a、2b、2c和L形给排水通道3并设有进水阀4和泄水阀5；挡水部分包括三块M形钢块6a、6b、6c和一块钢结构面板7，三块M形钢块宽度相同、高度不同、依次排列并分别与三个水槽2a、2b、2c匹配，每个钢块内部均设有两个充水圆筒8，钢结构面板7为由三块面板组成的可折弯铰接结构，钢结构面板7的一端的固定点与河床1床面持平，三块面板在三块M形钢块6a、6b、6c的作用下升降，当三块M形钢块6a、6b、6c处于最低位置时，钢结构面板7呈水平状态并与河床1床面持平；给排水管路部分包括立向进水管9、水泵10和横向出水管11，立向进水管9的进口处设有滤网和底阀12，横向出水管11上设有垂直向上的六根注水管13并分别与三个钢块6a、6b、6c的六个充水圆筒8匹配，每根注水管13均设有注水管阀门14。

该实施例中，钢板坝设置于某小流域河道上游，河道宽5m，达到最高水位时为4m。钢结构面板尺寸为5m×5m×0.4m，由三个钢块通过绞结构连接，该绞不能逆时针旋转，可以顺时针旋转；三个钢块的尺寸分别为5m×1.35m×1m、5m×2.67m×1m；、5m×4.0m×1m，其中每个钢块中两个注水孔位置均为：边距1米、间距2米，注水孔宽度均为0.5米，三个钢块的注水孔高度分别为0.75米、1.67米、3米，钢块之间相互紧贴以减小渗水发生。在三个钢块位置下方开挖地基，开挖深度分别为5m×1m×1.75m，5m×1m×3.07m，5m*×1m×4.40m，以保证三个钢块恰好能填充完整并在钢结构面板完全放平后保持河床水平,旁边埋设好泵站和连接管路系统。潜水泵的扬程为10m。

具体工作过程为：

当上游需要蓄水且要求的水位较低时，打开进水阀4，开启底阀12和第1块钢块注水管阀门14，同时关闭第2、3块钢块注水管阀门和泄水阀5，在水泵的高压作用下，顶起第1块钢块，同时扬起钢结构面板，此时挡水高度较低，如图3所示；当蓄水要求较高或不需要向下游放水时，开启泵站和第2块钢块注水管阀门14，此时第二块钢块被高压作用顶起，升起过程结束后将第2块钢块注水管阀门14关闭，打开第1块钢块的注水管阀门和泄水阀5放水，随着水逐渐放空，第1块钢块在自身重力的作用下下降到基地槽中，如图4所示；同理，当上游需要高水位或不需下游排水时，放下前两个钢块由第三块钢块支撑，如图,5所示；若流域发生干涸状态，或不需要调节上下游水位的情况下，可停止水泵工作，关闭水泵及进水阀，放空钢块中高压水，三个钢块即下降到地基槽中，钢结构面板随之铺平于河床上，如图6所示。

Claims (1)

1.一种可控挡水钢面板坝，其特征在于：设置于两岸河堤之间，包括地基部分、挡水部分和给排水管路部分，地基部分位于河床之下，地基部分包括三个与河堤平行且深浅不同的水槽和L形给排水通道并设有进水阀和泄水阀；挡水部分包括三块M形钢块和一块钢结构面板，三块M形钢块宽度相同、高度不同、依次排列并分别与三个水槽匹配，每个钢块内部均设有两个充水圆筒，钢结构面板为由三块面板组成的可折弯铰接结构，钢结构面板的一端的固定点与河床床面持平，三块面板在三块M形钢块的作用下升降，当三块M形钢块处于最低位置时，钢结构面板呈水平状态并与河床床面持平；给排水管路部分包括立向进水管、水泵和横向出水管，立向进水管的进口处设有滤网和底阀，横向出水管上设有垂直向上的六根注水管并分别与三个钢块的六个充水圆筒匹配，每根注水管均设有注水管阀门。