CN104452685B - 一种分级浮升式挡水坝 - Google Patents

Abstract

一种分级浮升式挡水坝，由混凝土基础、盖板、充水橡胶袋、潜水泵、钢支撑板和平板闸门组成，混凝土基础是在河床处开挖的方形坑，混凝土盖板倒扣在混凝土基础上，并在平板闸门对应的位置开槽，混凝土基础侧壁分别设有竖直的门槽，充水橡胶袋装设在混凝土基础与钢支撑板之间的空腔内，最底层的充水橡胶袋设有进水管并与固定于上游河床的潜水泵连接，各充水橡胶袋分别设有出水管，钢支撑板置于充水橡胶袋上面；平板闸门设置于门槽内并设有主轮和反轮，平板闸门与混凝土盖板相接触处设置P型橡皮止水。本发明的优点是：该挡水坝在设计范围内挡水高度可控，结构新颖、施工难度低且可预制施工、施工周期短、经济效益好，具有良好的应用前景。

Description

一种分级浮升式挡水坝

技术领域

本发明涉及一种新型分级浮升式挡水坝设计，特别是一种分级浮升式挡水坝。

背景技术

目前，我国有很多年平均流量较小的小河流，而且这些河流往往表现出丰水期和枯水期的流量相差很大，体现出显著的流量不均性、季节性。尤其是季节性河流，洪水期和枯水期流量差的非常大，这种河流在枯水季节，流量有可能只有几十甚至几个立方米的流量，有时甚至会出现河水断流、河床裸露情况；而丰水季节，往往因暴雨、融雪等降水引发水流急剧增加，甚至洪水奔腾。因此，这种水文特征的河流对其影响范围内的人们生活用水以及生态景观的可持续性发展产生了很多不利因素。因此，为了河流的生态治理，需对对枯水期和洪水期的水流流量进行有序合理的调节，使流量保持平稳。需要在河道上修筑挡水建筑物。而传统的闸坝比较昂贵，结构也比较复杂，而且河床上的闸墩实际也阻挡行洪。对于橡胶袋挡水坝而言，磨损情况较为严重不容忽视。所以无论从经济条件还是施工环境来讲，都是不合宜的。因此，提出一种新型的分级浮升式挡水坝，这种新型的分级浮升式挡水坝可以自由升降高度；沉降时可以完全沉于河床之下，不影响行洪。

发明内容

本发明的目的旨在针对上述存在问题，提出一种分级浮升式挡水坝，该挡水坝在设计范围内挡水高度可控，结构简单、易于施工、施工周期短、经济效益好。

本发明的技术方案：

一种分级浮升式挡水坝，由混凝土基础、盖板、充水橡胶袋、潜水泵、钢支撑板和平板闸门组成，混凝土基础是在河床处开挖出一个方形坑，混凝土盖板倒扣在混凝土基础上，并在平板闸门对应的位置开槽以便闸门升起降落；盖板的顶部与河床持平，混凝土基础侧壁对应闸门位置分别设有竖直的门槽，盖板下部的两侧壁上分别设有四个止推坎用于当钢支撑板沉于方形坑中时起支撑作用；充水橡胶袋装设在混凝土基础与钢支撑板之间的空腔内，各充水橡胶袋之间粘连连接成整体，相互之间设有安全阀，锚固在底部混凝土基础上的最底层的充水橡胶袋设有进水管并与固定于上游河床的潜水泵连接，各充水橡胶袋分别设有出水管；钢支撑板为两层面钢板夹层结构，中间加等距分布的工字钢作为加劲肋并采用焊接相连，钢支撑板置于最上层充水橡胶袋上面；平板闸门设置于门槽内，平板闸门两边与门槽侧面的两个接触面分别设有主轮和反轮，主轮通过滚动轴承装设在两块边梁腹板之间，平板闸门与混凝土盖板相接触处设置P型橡皮止水。

本发明的优点是：

该分级浮升式挡水坝是由多级橡胶袋通过水力条件进行抬升下降，在运行过程中具有良好便捷性和可控性；挡水坝下降后可完全沉于河床之下，不必需要启闭机等设备，避免了河流上部过船时可能存在的超高安全问题；该挡水坝可根据具体实际工程环境沿河宽增设整个挡水结构的段数以实现分段挡水，具有良好的适应性；该挡水坝在设计范围内挡水高度可控，结构新颖、施工难度低且可预制施工、施工周期短、经济效益好，在中小型水利工程中具有良好的应用前景。

附图说明

图1为该分级浮升式挡水坝结构示意图。

图2为该分级浮升式挡水坝俯视图。

图3为该分级浮升式挡水坝闸门槽局部放大结构示意图。

图中：1.混凝土基础；2.止推坎；3.充水橡胶袋；4.进水管；5.门槽；6.钢支撑板；7.潜水泵；8.P型橡皮止水；9.平板闸门；10.反轮；11.主轮；12.盖板；13.出水管；14.安全阀；15.主轮轴承；16.边梁腹板。

具体实施方式

实施例：

一种分级浮升式挡水坝，由混凝土基础1、盖板12、充水橡胶袋3、潜水泵7、钢支撑板6和平板闸门9组成，混凝土基础1是在河床处开挖出一个方形坑；混凝土盖板12倒扣在混凝土基础1上，并在平板闸门9对应的位置开槽，以便闸门9升起降落，盖板12的顶部与河床持平，混凝土基础1侧壁对应闸门9位置分别设有竖直的门槽5，盖板12下部的两侧壁上分别设有四个止推坎2用于当钢支撑板6沉于方形坑中时起支撑作用；四个充水橡胶袋3设置于混凝土基础1与盖板12之间的通道内，各充水橡胶袋3之间粘连连接成整体，相互之间设有安全阀14，锚固在底部混凝土基础上的最底层的充水橡胶袋3设有进水管4并与固定于上游河床的潜水泵7连接，各充水橡胶袋3分别设有出水管13；钢支撑板6为两层面钢板夹层结构，中间加等距分布的工字钢作为加劲肋并采用焊接相连，钢支撑板6置于最上层充水橡胶袋3上面；平板闸门9设置于门槽5内，平板闸门9两边与门槽5侧面的两个接触面分别设有主轮11和反轮10，主轮11通过滚动轴承15装设在两块边梁腹板16之间，平板闸门9与混凝土盖板相接触处设置P型橡皮止水8。

该实施例子中，混凝土基础内部宽×长×深为2m×3m×3m，基础50cm厚；基础深坑中沿垂向高度分布共4级橡胶袋；止推坎支承面尺寸为30cm×30cm；钢支撑板和钢闸门的钢材采用Q235，面板厚1cm，工字钢采用25a型号，结构之间采用焊接相连；滚轮顺水方向轴线对称布置2个，法向对称布置4个，直径20cm。钢闸门采用简式结构，面板厚1cm，等荷载布置3主梁工字钢，采用25a型号，同时设置顶梁、底梁，两侧各设置1个边梁以便安装行走支承；主轮直径20cm，反轮直径8cm。

该挡水坝具体施工过程：1、预制钢闸门及钢支撑板结构；2、预制橡胶袋；3、浇筑混凝土结构部分；4、按设计要求安装橡胶袋；5、将预制钢结构运输到指定施工位置进行组装焊接成型；6、在钢闸门与混凝土顶盖盖板相接触处设置P型橡皮止水。

该挡水坝工作过程：

当遇洪水泄洪，闸门全降，闸门顶刚好与混凝土盖板一平，以使淤沙被冲走而不淤沙。挡水时，通过潜水泵抽水并流经输水管进入橡胶袋中实现充水，水流自最底层橡胶袋逐级向上冲水，当每级橡胶袋中水压达到一定值时，安全阀自动开启，水流在水压的作用下自动流入上一级橡胶袋中，进入进而缓缓抬升闸门。根据实际需要，当闸门提升到预期高度时，停泵冲水。下降闸门时，通过出水管泄出橡胶袋中的充水即可。

Claims (1)

1.一种分级浮升式挡水坝，其特征在于：由混凝土基础、盖板、充水橡胶袋、潜水泵、钢支撑板和平板闸门组成，混凝土基础是在河床处开挖出一个方形坑，混凝土盖板倒扣在混凝土基础上，并在平板闸门对应的位置开槽以便闸门升起降落，盖板的顶部与河床持平，混凝土基础侧壁对应闸门位置分别设有竖直的门槽，盖板下部的两侧壁上分别设有四个止推坎用于当钢支撑板沉于方形坑中时起支撑作用；充水橡胶袋装设在混凝土基础与钢支撑板之间的空腔内，各充水橡胶袋之间粘连连接成整体，相互之间设有安全阀，锚固在底部混凝土基础上的最底层的充水橡胶袋设有进水管并与固定于上游河床的潜水泵连接，各充水橡胶袋分别设有出水管；钢支撑板为两层面钢板夹层结构，中间加等距分布的工字钢作为加劲肋并采用焊接相连，钢支撑板置于最上层充水橡胶袋上面；平板闸门设置在门槽内，平板闸门两边与门槽侧面的两个接触面分别设有主轮和反轮，主轮通过滚动轴承装设在两块边梁腹板之间，平板闸门与混凝土盖板相接触处设置P型橡皮止水。