CN107130563A - 拦水大坝及防洪建筑 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种拦水大坝及防洪建筑，涉及水利工程技术领域，该拦水大坝包括位于水底内的坝体基础、浇筑在坝体基础上的堤坝、用于排水的排水管、用于疏通与封堵排水管的闸门和驱动闸门升降的驱动装置，闸门和排水管顺着水流方向依次设置在堤坝两侧，且排水管倾斜向上设置，坝体基础包括第一圆墙、第二圆墙和设置在两者相交处的中隔墙，第一圆墙和第二圆墙内部设有基桩，第一圆墙、第二圆墙和中隔墙的顶部均设置有帽梁，帽梁能够将基桩顶端固定连接。本发明缓解了现有中的拦水坝由于坝体地基设计不合理，坝体容易在强降雨、地震等重大自然原因下造成溃坝情况的发生，具有结构强度高、耐久性好且受力合理的特点。

Description

拦水大坝及防洪建筑

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，尤其是涉及一种拦水大坝及防洪建筑。

背景技术

拦水坝自古就以来就被用来治理河道、疏导水流，在水利工程建筑中扮演着极其重要的角色。当今随着人类的发展，水资源越来越紧张，为了充分利用好水资源，各国家更是积极的在江河湖泊中建设拦水坝，拦水坝是用于拦截江河渠道水流以抬高水位或调节流量的挡水建筑物。其中，拦水坝可以形成水库，同时还能够起到调节径流和集中水头等作用，因此拦水坝广泛的用于防洪、供水、灌溉、水力发电和改善航运等。

拦水坝虽然具有上述优点，但是，目前世界上时有拦水坝由于坝体地基设计不合理，导致坝体地基在强降雨、地震等重大自然原因下引起下陷，最终导致坝体溃坝情况的发生，进而造成重大灾害事件和人员财产的损失，存在结构强度低、耐久性差且受力不合理的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拦水大坝及防洪建筑，以缓解了现有中的拦水坝由于坝体地基设计不合理，坝体容易在强降雨、地震等重大自然原因下造成溃坝情况的发生，存在结构强度低、耐久性差且受力不合理的技术问题。

本发明提供的一种拦水大坝，包括位于水底内的坝体基础、浇筑在所述坝体基础上的堤坝、用于排水的排水管、用于疏通与封堵所述排水管的闸门和驱动所述闸门升降的驱动装置，所述闸门和所述排水管顺着水流方向依次设置在所述堤坝两侧，且所述排水管倾斜向上设置；

所述坝体基础包括第一圆墙、第二圆墙和设置在两者相交处的中隔墙，所述第一圆墙和所述第二圆墙内部设有基桩，所述第一圆墙、所述第二圆墙和所述中隔墙的顶部均设置有帽梁，所述帽梁能够将所述基桩顶端固定连接。

进一步的，所述帽梁包括固定在所述第一圆墙与所述第二圆墙上的第一帽梁和固定在所述中隔墙上的第二帽梁,且所述第一帽梁与所述第二帽梁彼此抵接处用混凝土浇筑；

所述第一帽梁为“L”形梁，所述第二帽梁为“凹”字梁。

进一步的，所述第一圆墙和所述第二圆墙两者的内表面还均设有内衬墙。

进一步的，还包括用于固定所述基桩底端的底板，所述底板内设有钢筋网，所述基桩间填充满混凝土。

进一步的，所述排水管为多个，且多个所述排水管沿所述堤坝长度方向等间距设置。

进一步的，所述驱动装置包括用于升降所述闸门的丝杠和控制所述丝杠转动的驱动电机，所述驱动电机固设在所述堤坝上；所述丝杠一端与所述驱动电机输出端固接，另一端与所述闸门枢接。

进一步的，还包括位于所述堤坝上的观景台。

进一步的，所述观景台包括浇筑在所述堤坝顶端上的承重柱和位于所述承重柱上的观望台，所述观望台设有围护墙。

进一步的，所述堤坝上设有水位测量装置，所述水位测量装置包括控制器、水位测量计、显示屏和报警器，所述水位测量计、所述显示屏和所述报警器均与所述控制器电连接。

本发明的有益效果为：

该拦水大坝包括位于水底的坝体基础和浇筑在坝体基础上的堤坝，坝体基础包括第一圆墙、第二圆墙和设置在两者相交处的中隔墙，第一圆墙和第二圆墙利用圆拱形支护结构所特有的“拱效应”能够抵抗周围水土产生的压力。同时，由于坝体基础外的水土压力较大一部分被第一圆墙和第二圆墙的环向应力平衡,因此，使得坝体基础的剪切力与弯矩基本相近，大大减小了墙体竖向弯矩,进而减小水下坝体基础的水平位移。第一圆墙和第二圆墙相交处设有中隔墙，中隔墙满足水下墙体交点处的应力需要，能够提高该坝体基础整体的强度与受力性能，进一步提高坝体基础的强度与耐久性。

其中，第一圆墙和第二圆墙内部设有基桩，且第一圆墙、第二圆墙和中隔墙的顶部均设置有帽梁，帽梁能够将基桩顶端固定连接，帽梁是指设置在第一圆墙、第二圆墙和中隔墙三者顶部的钢筋混凝土连续梁。帽梁能够把所有的桩基连到一起，进而使得基桩的桩头部分形成弹性约束,加大桩身水平刚度，能够防止坝体基础顶部边缘产生坍塌。

在本发明中，通过第一圆墙、第二圆墙和设置在两者相交处的中隔墙三者的彼此配合，利用圆拱形支护结构的特性提高了该坝体基础的结构强度和耐久性，同时，在第一圆墙与第二圆墙内出固设有基桩，并通过帽梁将基桩的桩头彼此连接在一起，进而防止坝体基础边缘处塌陷，进一步提高了该坝体基础的结构性能，具有实用性强、功能性佳且结构简单的特点。

本发明提供一种防洪建筑，包括上述拦水大坝。

本发明的有益效果为：

该防洪建筑与上述拦水大坝所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的拦水大坝的结构示意图；

图2为图1中坝体基础的俯视图；

图3为图2中A-A方向的剖视图；

图4为本发明实施例一提供的另一种拦水大坝的结构示意图。

图标：1-坝体基础；2-堤坝；3-排水管；4-闸门；5-内衬墙；6-观景台；7-排水口；8-泄洪坡；11-第一圆墙；12-第二圆墙；13-中隔墙；14-基桩；15-帽梁；151-第一帽梁；152-第二帽梁；61-承重柱；62-观望台。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1、图2和图3所示，本实施例提供是一种拦水大坝，包括位于水底内的坝体基础1、浇筑在坝体基础1上的堤坝2、用于排水的排水管3、用于疏通与封堵排水管3的闸门4和驱动闸门4升降的驱动装置，闸门4和排水管3顺着水流方向依次设置在堤坝2两侧，且排水管3倾斜向上设置。

坝体基础1包括第一圆墙11、第二圆墙12和设置在两者相交处的中隔墙13，第一圆墙11和第二圆墙12内部设有基桩14，第一圆墙11、第二圆墙12和中隔墙13的顶部均设置有帽梁15，帽梁15能够将基桩14顶端固定连接。

该拦水大坝包括位于水底的坝体基础1和浇筑在坝体基础1上的堤坝2，坝体基础1包括第一圆墙11、第二圆墙12和设置在两者相交处的中隔墙13，第一圆墙11和第二圆墙12利用圆拱形支护结构所特有的“拱效应”能够抵抗周围水土产生的压力。同时，由于坝体基础1外的水土压力较大一部分被第一圆墙11和第二圆墙12的环向应力平衡,因此，使得坝体基础1的剪切力与弯矩基本相近，大大减小了墙体竖向弯矩,进而减小水下坝体基础1的水平位移。第一圆墙11和第二圆墙12相交处设有中隔墙13，中隔墙13满足水下墙体交点处的应力需要，能够提高该坝体基础1整体的强度与受力性能，进一步提高坝体基础1的强度与耐久性。

其中，第一圆墙11和第二圆墙12内部设有基桩14，且第一圆墙11、第二圆墙12和中隔墙13的顶部均设置有帽梁15，帽梁15能够将基桩14顶端固定连接，帽梁15是指设置在第一圆墙11、第二圆墙12和中隔墙13三者顶部的钢筋混凝土连续梁。帽梁15能够把所有的桩基连到一起，进而使得基桩14在桩头形成弹性约束,加大桩身水平刚度，能够防止坝体基础1顶部边缘产生坍塌。

在本实施例中，通过第一圆墙11、第二圆墙12和设置在两者相交处的中隔墙13三者的彼此配合，利用圆拱形支护结构的特性提高了该坝体基础1的结构强度和耐久性，同时，在第一圆墙11与第二圆墙12内出固设有基桩14，并通过帽梁15将基桩14的桩头彼此连接在一起，进而防止坝体基础1边缘处塌陷，进一步提高了该坝体基础1的结构性能，具有实用性强、功能性佳且结构简单的特点。

如图1所示其中，在本实施例中，该拦水大坝还包括用于排水的排水管3、用于疏通与封堵排水管3的闸门4和驱动闸门4升降的驱动装置，当需要将上游的水疏导至下游时，工作人员可以通过控制驱动装置以来调节闸门4的启闭，当闸门4打开时，堤坝2上游的水顺着排水管3流至下游，由于排水管3倾斜向上设计，上游水快速通过排水管3时能够向上扬起，扬起后的水产生了一定弧度，因此，水流出后的落地点处远离坝体基础1，即减少了急速水流对坝体基础1的冲击，进一步提高坝体基础1的使用寿命和耐久性，设计巧妙，结构简单，且具有良好的实用性和功能性。

如图4所示，本发明提供另一种拦水大坝，包括位于水底内的坝体基础1、浇筑在坝体基础1上的堤坝2、用于排水的排水口7、用于疏通与封堵排水口7的闸门4、驱动闸门4升降的驱动装置和用于疏导水流的泄洪坡8，闸门4和泄洪坡8顺着水流方向依次设置在排水口7的两侧。

该拦水大坝与上述拦水大坝所具有的相同优势，在此不再赘述。其中，该拦水大坝包括用于疏导水流的泄洪坡8。当需要将上游的水疏导至下游时，工作人员可以通过控制驱动装置以来调节闸门4的启闭，当闸门4打开时，堤坝2上游的水顺着泄洪坡8流至下游，由于泄洪坡8平缓降低，上游具有较高势能的水经由泄洪坡8疏导作用后，最终流至下游时的水的势能已大大降低，因此，减少了急速的水流对坝体基础1的冲击，进一步提高坝体基础1的使用寿命和耐久性，设计巧妙，结构简单，且具有良好的实用性和功能性。

如图3所示，具体的，在本实施例中，帽梁15包括固定在第一圆墙11与第二圆墙12上的第一帽梁151和固定在中隔墙13上的第二帽梁152；第一帽梁151为“L”形梁，第二帽梁152为“凹”字梁。“L”形梁和“凹”字梁均为槽型梁，槽型梁具有结构重量小、建筑高度低、和空间断面利用率高特点。槽型梁不仅减少了混凝土用量，同时，通过“L”形梁和“凹”字梁构建成了横向和纵向预应力体系，减少了预应力钢束的用量，提高了建筑的强度。

请继续参照图3，其中，在本实施例中，第一圆墙11和第二圆墙12两者的内表面还均设有内衬墙5，内衬墙5为在第一圆墙11和第二圆墙12内部再建筑的一堵砖墙或者钢筋混凝土墙，能够进一步加强第一圆墙11和第二圆墙12的环向刚度，进一步提高坝体基础1整体的强度。

其中，在本实施例中，该拦水大坝还包括用于固定基桩14底端的底板，基桩14间填充满混凝土且底板内设有钢筋网。底板是承受正负弯矩的工作部位，能够提高坝体基础1整体的受力效果，同时还具有防止地下水渗透进坝体基础1内的作用。在底板上设有钢筋网，钢筋网能够够建成基桩14底部的横向和纵向预应力体系，进一步提高坝体基础1的强度。除此之外，在基桩14之间填满混凝土能够更好的使得坝体基础1承受堤坝2及水土的压力，防止该拦水大坝倾斜甚至倒塌。设计简单，构思奇妙，且还具有建筑过程周期短、成本低的特点。

其中，在本实施例，为进一步提高该拦水大坝的功能性和防洪性，排水管3为多个，且多个排水管3沿堤坝2长度方向等间距设置，当该河道达到泄洪水位时，工作人员将多个排水管3一并开启，此时该拦水大坝的排水量为最高，即可以在最快的时间内将水位降至安全范围值。

具体的，在本实施例中，驱动装置包括用于升降闸门4的丝杠和控制丝杠转动的驱动电机，驱动电机固设在堤坝2上；丝杠一端与驱动电机输出端固接，另一端与闸门4枢接。

在本实施例中，当需要将上游的水疏导至下游时，工作人员打开液压缸的工作电源，丝杠一端与驱动电机输出端固接，另一端与闸门4螺纹连接，驱动电机带动丝杠向着第一方向转动，进而闸门4在丝杠的作用下被升起，上游的水在没有闸门4的阻挡作用下顺着排水管3流至下游；当需要将上游的水拦截时，工作人员只需控制驱动电机带动向着第二方向转动，进而闸门4在丝杠的带动下落下并将排水管3进水口堵住，操作简单，水流疏导便捷。

如图1所示，其中，该拦水大坝还包括位于大坝本体上的观景台6。当河道内水位处于安全范围值内时，游客可以在观景台6上欣赏美丽的自然风景，感受大自然的鬼斧神工的壮观景象，同时，为当地政府部门增加经济收入，进一步提高该拦水大坝综合价值。

请继续参照图1，具体的，在本实施例中，观景台6包括浇筑在坝体顶端上的承重柱61和位于承重柱61上的观望台62，观望台62设有围护墙。承重柱61能够将观望台62与堤坝2固定在一起，同时为观望台62提供支撑点，防止观望台62倒塌，承重柱61的高度与直径尺寸可以根据当地年降雨量的实际情况来确定，当地年降雨量较高时，承重柱61建筑的高度与直径尺寸应该较大一些；当地年降雨量较低时，承重柱61的建筑高度与直径尺寸可以适当减小一些。为保证游客观景时的安全性，在观望台62上设有围护墙，围护墙能够防止游客跌落至河道内，同时，维护墙的高度应该符合国家护栏设计规范要求。

其中，该拦水大坝的堤坝2上设有水位测量装置，水位测量装置包括控制器、水位测量计、显示屏和报警器，水位测量计、显示屏和报警器均与控制器电连接。

在本实施中，水位测量计能够测量河道内水位的实际水位高度，水位测量计、显示屏和报警器均与控制器电连接，水位测量计能够将测量的水位数据电信号传送至控制器，控制器将相应的电信号进行数据分析转化为具体数值并呈现在显示屏上，以便于工作人员进行水位数据分析。当水侧测量计测量的数据值达到了防洪泄洪的数值时，此时，控制器便会命令报警器工作以通知工作人员做好防洪泄洪的准备，减少甚至避免造成重大灾害事件和人员财产的损失。进一步提高该拦水大坝的功能性和实用性。

实施例二

本实施例提供一种防洪建筑，该防洪建筑包括上述实施例一所述的拦水大坝。

该防洪建筑与上述拦水大坝相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种拦水大坝，其特征在于，包括位于水底内的坝体基础(1)、浇筑在所述坝体基础(1)上的堤坝(2)、用于排水的排水管(3)、用于疏通与封堵所述排水管(3)的闸门(4)和驱动所述闸门(4)升降的驱动装置，所述闸门(4)和所述排水管(3)顺着水流方向依次设置在所述堤坝(2)两侧，且所述排水管(3)倾斜向上设置；

所述坝体基础(1)包括第一圆墙(11)、第二圆墙(12)和设置在两者相交处的中隔墙(13)，所述第一圆墙(11)和所述第二圆墙(12)内部设有多个基桩(14)，所述第一圆墙(11)、所述第二圆墙(12)和所述中隔墙(13)的顶部均设置有多个帽梁(15)，所述帽梁(15)能够将所述基桩(14)顶端固定连接。

2.根据权利要求1所述的拦水大坝,其特征在于，所述帽梁(15)包括固定在所述第一圆墙(11)与所述第二圆墙(12)上的第一帽梁(151)和固定在所述中隔墙(13)上的第二帽梁(152),且所述第一帽梁(151)与所述第二帽梁(152)彼此抵接处用混凝土浇筑；

所述第一帽梁(151)为“L”形梁，所述第二帽梁(152)为“凹”字梁。

3.根据权利要求2所述的拦水大坝,其特征在于，所述第一圆墙(11)和所述第二圆墙(12)两者的内表面还均设有内衬墙(5)。

4.根据权利要求3所述的拦水大坝,其特征在于，还包括用于固定所述基桩(14)底端的底板，所述底板内设有钢筋网，所述基桩(14)间填充满混凝土。

5.根据权利要求4所述的拦水大坝,其特征在于，所述排水管(3)为多个，且多个所述排水管(3)沿所述堤坝(2)长度方向等间距设置。

6.根据权利要求1-5任一项所述的拦水大坝,其特征在于，所述驱动装置包括用于升降所述闸门(4)的丝杠和控制所述丝杠转动的驱动电机，所述驱动电机固设在所述堤坝(2)上；所述丝杠一端与所述驱动电机输出端固接，另一端与所述闸门(4)枢接。

7.根据权利要求6所述的拦水大坝,其特征在于，还包括位于所述堤坝(2)上的观景台(6)。

8.根据权利要求7所述的拦水大坝，其特征在于，所述观景台(6)包括浇筑在所述堤坝(2)顶端上的承重柱(61)和位于所述承重柱(61)上的观望台(62)，所述观望台(62)设有围护墙。

9.根据权利要求8所述的拦水大坝，其特征在于，所述堤坝(2)上设有水位测量装置，所述水位测量装置包括控制器、水位测量计、显示屏和报警器，所述水位测量计、所述显示屏和所述报警器均与所述控制器电连接。

10.一种防洪建筑，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的拦水大坝。