CN110863472A - 堆石混凝土重力坝的导流冲砂底涵洞系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种堆石混凝土重力坝的导流冲砂底涵洞系统，包括：坝体、涵管洞、检修闸门、第一驱动件、检修室、工作闸门、第二驱动件、工作室；涵管洞设于坝体的一侧底部，涵管洞包括：进口段、方涵管段和出口消能段，进口段内滑动装配有检修闸门，第一驱动件用于驱使检修闸门升降，坝体的顶部设置有检修室，第一驱动件的动力部分设于检修室内；方涵管段的外端伸出坝体的外侧面，方涵管段的外端上表面设置有工作室，工作室内转动装配有工作闸门，第二驱动件用于驱使工作闸门转动，第二驱动件的动力部分设于检修室内。本发明将导流、冲砂功能结合到一条涵洞内，具有结构稳定性好、施工成本低、施工周期短的效果。

Description

堆石混凝土重力坝的导流冲砂底涵洞系统

技术领域

本发明涉及堆石混凝土重力坝的技术领域，尤其是涉及一种堆石混凝土重力坝的导流冲砂底涵洞系统。

背景技术

堆石混凝土重力坝是水利工程中常用坝型，主要适用于山区和半山区中小型水库工程。

在堆石混凝土重力坝施工期间，一般会分为左、右坝段分开施工，在施工左坝段或者右坝段的前期工程中，水库的导流工作主要通过明渠来导流，但是当左坝段和右坝段均施工完毕之后，导流功能主要通过左坝段或者右坝段底部的导流洞来实现，同时为了实现堆石混凝土重力坝的冲砂功能，还需要在左坝段或者右坝段底部设置冲砂洞来实现。

而这种导流洞和冲砂洞的分体式设计，不仅会增加施工成本、延长施工周期，而且要在堆石混凝土重力坝的底部开设两个涵洞，在一定程度上会降低整个堆石混凝土重力坝的结构稳定性，故而有待改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种堆石混凝土重力坝的导流冲砂底涵洞系统，将导流、冲砂功能结合到一条涵洞内，具有结构稳定性好、施工成本低、施工周期短的优点。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种堆石混凝土重力坝的导流冲砂底涵洞系统，包括：坝体、涵管洞、检修闸门、第一驱动件、检修室、工作闸门、第二驱动件、工作室；

所述涵管洞设于所述坝体的一侧底部，所述涵管洞包括依次连通的：进口段、方涵管段和出口消能段，所述进口段内竖向滑动装配有检修闸门，所述第一驱动件用于驱使所述检修闸门升降以启闭所述进口段，所述坝体的顶部设置有检修室，所述第一驱动件的动力部分设于所述检修室内；

所述方涵管段的外端伸出所述坝体的外侧面，所述方涵管段的外端上表面设置有工作室，所述工作室的底部与所述方涵管段的相连通，所述工作室内转动装配有所述工作闸门，所述第二驱动件用于驱使所述工作闸门转动以启闭所述方涵管段，所述第二驱动件的动力部分设于所述检修室内。

通过采用上述技术方案，在整个堆石混凝土重力坝施工的前期（即坝体分为左、右坝段分开施工），可以仅仅在坝体的底部铺设涵管洞，涵管洞实现了施工过程中的导流功能，当整个堆石混凝土重力坝施工的后期（即坝体的左、右坝段施工完毕后），可以将涵管洞改造为具有冲砂功能，即在进口段增加检修闸门，再在坝体的顶部增加检修室，安装第一驱动件以带动检修闸门升降，在方涵管段增加工作闸门，再在方涵管段的顶部增加工作室，安装第二驱动件以带动工作闸门转动，当检修闸门和工作闸门同时开启时，泥沙可以顺着水流被冲至出口消能段中，实现了冲砂功能，当检修闸门关闭时，可以方便对后面的工作闸门、第二驱动件进行检修维护；该导流冲砂底涵洞系统将导流、冲砂功能结合到一条涵洞内，无需在坝体上分别开设两条涵洞，从而该堆石混凝土重力坝的结构稳定性好，同时具有施工成本低、施工周期短的优点。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为，所述检修闸门具体为平面钢闸门，所述工作闸门具体为弧形闸门。

通过采用上述技术方案，平面钢闸门和弧形闸门均可从市场上直接购买，无需定制，安装维护都比较方便。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为，所述第一驱动件包括：第一卷扬启闭机和第一钢丝绳，所述第一钢丝绳的顶部和所述第一卷扬启闭机相连接，所述第一钢丝绳的底部和所述检修闸门的顶部相连接，所述第一卷扬启闭机安装于所述检修室内。

通过采用上述技术方案，第一卷扬启闭机工作时会收卷第一钢丝绳，从而第一钢丝绳再带动检修闸门升降，检修闸门在上升时不再隔挡于进口段的流通面，检修闸门下落至底部时隔挡于进口段的流通面，上述结构设计的第一驱动件结构简单、操控方便，而且检修室对第一卷扬启闭机具有遮风挡雨的保护作用，还方便工作人员在检修室内对第一卷扬启闭机进行定期检查、定期维修。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为，所述坝体的内侧面固定设置有竖向布置的排架，所述排架内设置有竖向钢管，所述第一钢丝绳设于所述竖向钢管内。

通过采用上述技术方案，排架对检修室具有一定的支撑作用，而且排架方便安装竖向钢管，竖向钢管对第一钢丝绳具有一定的保护和限位作用，防止第一钢丝绳在升降时随意摆动。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为，所述排架为钢筋混凝土结构，所述坝体的内侧面设置有钢筋混凝土防渗面板，所述钢筋混凝土防渗面板内预埋固定有多根固定锚杆，所述固定锚杆伸出钢筋混凝土防渗面板的端部与所述排架之间连接固定。

通过采用上述技术方案，钢筋混凝土防渗面板可以防止水渗透至坝体内部，同时钢筋混凝土防渗面板内预埋的固定锚杆，固定锚杆可以和排架之间焊接固定或者通过螺母夹紧固定，排架安装更加方便牢固。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为，所述第二驱动件包括：第二卷扬启闭机和第二钢丝绳，所述第二钢丝绳的一端和所述第二卷扬启闭机相连接，所述第二钢丝绳的另一端和所述工作闸门的远离铰接处的一侧顶部相连接，所述第二卷扬启闭机安装于所述工作室内。

通过采用上述技术方案，第二卷扬启闭机工作时会收卷第二钢丝绳，从而第二钢丝绳再带动工作闸门升降，工作闸门在向上转动时不再隔挡于方涵管段的流通面，工作闸门向下转动至底部时隔挡于方涵管段的流通面，上述结构设计的第二驱动件结构简单、操控方便，而且工作室对第二卷扬启闭机具有遮风挡雨的保护作用，还方便工作人员在工作室内对第二卷扬启闭机进行定期检查、定期维修。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为，所述进口段的入口为喇叭口结构，所述方涵管段的内底壁由内至外倾斜布置，所述方涵管段的内底壁高于所述出口消能段的底壁。

通过采用上述技术方案，喇叭口结构可以方便泥沙和水进入进口段，且将方涵管段的内底壁设置为倾斜布置，方便泥沙和水（尤其是泥沙）在方涵管段内流动，将出口消能段的底壁和方涵管段的内底壁之间具有高度差，当泥沙从方涵管段流至出口消能段后，泥沙难以回流至方涵管段内。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为，所述坝体的底部设置有砌石支撑层、混凝土支撑层和帷幕防渗墙，所述砌石支撑层位于所述涵管洞的底部，所述混凝土支撑层位于所述砌石支撑层的底部，所述帷幕防渗墙位于所述混凝土支撑层的底部。

通过采用上述技术方案，砌石支撑层、混凝土支撑层为整个坝体提供了稳定牢固的基础，而且增加的帷幕防渗墙可以防止水从坝体底部渗透至堆石混凝土重力坝的外部，使整个堆石混凝土重力坝更加安全牢固。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为，所述坝体的内部设置有廊道，所述廊道设于所述涵管洞的顶部且位于所述帷幕防渗墙的正上方，所述廊道的内底壁设所述帷幕防渗墙之间设置有排水孔，所述排水孔竖向布置且其底部贯穿所述帷幕防渗墙的底部，所述排水孔内设置排水管。

通过采用上述技术方案，当廊道内积蓄有水时，可以通过排水管及时将水排至帷幕防渗墙的底部的地基内，有效避免水在廊道内长时间堆积。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为，所述坝体的外侧面设置有钢筋混凝土斜面板，所述钢筋混凝土斜面板的内侧面为阶梯形状，所述坝体主要由砌石混凝土堆砌而成，所述钢筋混凝土斜面板的顶部设置有凸弧面，所述钢筋混凝土斜面板的底部设置有凹弧面。

通过采用上述技术方案，钢筋混凝土斜面板可以防止雨水沿着坝体的外侧面渗透至坝体内部，而且钢筋混凝土斜面板呈阶梯状的内侧面可以更加稳固的和砌石混凝土相连接，凸弧面和凹弧面的设计具有挑流消能的作用。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.在整个堆石混凝土重力坝施工的前期（即坝体分为左、右坝段分开施工），可以仅仅在坝体的底部铺设涵管洞，涵管洞实现了施工过程中的导流功能，当整个堆石混凝土重力坝施工的后期（即坝体的左、右坝段施工完毕后），可以将涵管洞改造为具有冲砂功能，即在进口段增加检修闸门，再在坝体的顶部增加检修室，安装第一驱动件以带动检修闸门升降，在方涵管段增加工作闸门，再在方涵管段的顶部增加工作室，安装第二驱动件以带动工作闸门转动，当检修闸门和工作闸门同时开启时，泥沙可以顺着水流被冲至出口消能段中，实现了冲砂功能，当检修闸门关闭时，可以方便对后面的工作闸门、第二驱动件进行检修维护；该导流冲砂底涵洞系统将导流、冲砂功能结合到一条涵洞内，无需在坝体上分别开设两条涵洞，从而该堆石混凝土重力坝的结构稳定性好，同时具有施工成本低、施工周期短的优点；

2.排架对检修室具有一定的支撑作用，而且排架方便安装竖向钢管，竖向钢管对第一钢丝绳具有一定的保护和限位作用，防止第一钢丝绳在升降时随意摆动。

附图说明

图1是本发明实施例的平面俯视示意图；

图2是本发明实施例的剖视结构示意图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是图2中B处的放大图。

附图标记：1、坝体；11、钢筋混凝土防渗面板；111、固定锚杆；12、砌石支撑层；13、混凝土支撑层；14、廊道；15、排水管；16、钢筋混凝土斜面板；161、凸弧面；162、凹弧面；17、砌石混凝土；2、涵管洞；21、进口段；22、方涵管段；23、出口消能段；3、检修闸门；4、第一驱动件；41、第一卷扬启闭机；42、第一钢丝绳；5、检修室；6、工作闸门；7、第二驱动件；71、第二卷扬启闭机；72、第二钢丝绳；8、工作室；9、排架；91、竖向钢管；10、帷幕防渗墙。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1和图2，为本发明公开的一种堆石混凝土重力坝的导流冲砂底涵洞系统，包括：坝体1、涵管洞2、检修闸门3、第一驱动件4、检修室5、工作闸门6、第二驱动件7、工作室8。

涵管洞2设于坝体1的一侧底部，涵管洞2包括依次连通的：进口段21、方涵管段22和出口消能段23，进口段21内竖向滑动装配有检修闸门3，第一驱动件4用于驱使检修闸门3升降以启闭进口段21，坝体1的顶部设置有检修室5，第一驱动件4的动力部分设于检修室5内；方涵管段22的外端伸出坝体1的外侧面，方涵管段22的外端上表面设置有工作室8，工作室8的底部与方涵管段22的相连通，工作室8内转动装配有工作闸门6，第二驱动件7用于驱使工作闸门6转动以启闭方涵管段22，第二驱动件7的动力部分设于检修室5内。

检修闸门3具体为平面钢闸门，工作闸门6具体为弧形闸门，平面钢闸门和弧形闸门均可从市场上直接购买，无需定制，安装维护都比较方便。

第二驱动件7包括：第二卷扬启闭机71和第二钢丝绳72，第二钢丝绳72的一端和第二卷扬启闭机71相连接，第二钢丝绳72的另一端和工作闸门6的远离铰接处的一侧顶部相连接，第二卷扬启闭机71安装于工作室8内。第二卷扬启闭机71工作时会收卷第二钢丝绳72，从而第二钢丝绳72再带动工作闸门6升降，工作闸门6在向上转动时不再隔挡于方涵管段22的流通面，工作闸门6向下转动至底部时隔挡于方涵管段22的流通面，上述结构设计的第二驱动件7结构简单、操控方便，而且工作室8对第二卷扬启闭机71具有遮风挡雨的保护作用，还方便工作人员在工作室8内对第二卷扬启闭机71进行定期检查、定期维修。

进口段21的入口为喇叭口结构，方涵管段22的内底壁由内至外倾斜布置，方涵管段22的内底壁高于出口消能段23的底壁。喇叭口结构可以方便泥沙和水进入进口段21，且将方涵管段22的内底壁设置为倾斜布置，方便泥沙和水（尤其是泥沙）在方涵管段22内流动，将出口消能段23的底壁和方涵管段22的内底壁之间具有高度差，当泥沙从方涵管段22流至出口消能段23后，泥沙难以回流至方涵管段22内。

坝体1的底部设置有砌石支撑层12、混凝土支撑层13和帷幕防渗墙10，砌石支撑层12位于涵管洞2的底部，混凝土支撑层13位于砌石支撑层12的底部，帷幕防渗墙10位于混凝土支撑层13的底部。砌石支撑层12、混凝土支撑层13为整个坝体1提供了稳定牢固的基础，而且增加的帷幕防渗墙10可以防止水从坝体1底部渗透至堆石混凝土重力坝的外部，使整个堆石混凝土重力坝更加安全牢固。

坝体1的内部设置有廊道14，廊道14设于涵管洞2的顶部且位于帷幕防渗墙10的正上方，廊道14的内底壁设帷幕防渗墙10之间设置有排水孔，排水孔竖向布置且其底部贯穿帷幕防渗墙10的底部，排水孔内设置排水管15。当廊道14内积蓄有水时，可以通过排水管15及时将水排至帷幕防渗墙10的底部的地基内，有效避免水在廊道14内长时间堆积。

坝体1的外侧面设置有钢筋混凝土斜面板16，钢筋混凝土斜面板16的内侧面为阶梯形状，坝体1主要由砌石混凝土17堆砌而成，钢筋混凝土斜面板16的顶部设置有凸弧面161，钢筋混凝土斜面板16的底部设置有凹弧面162。钢筋混凝土斜面板16可以防止雨水沿着坝体1的外侧面渗透至坝体1内部，而且钢筋混凝土斜面板16呈阶梯状的内侧面可以更加稳固的和砌石混凝土17相连接，凸弧面161和凹弧面162的设计具有挑流消能的作用。

结合图2和图3所示，第一驱动件4包括：第一卷扬启闭机41和第一钢丝绳42，第一钢丝绳42的顶部和第一卷扬启闭机41相连接，第一钢丝绳42的底部和检修闸门3的顶部相连接，第一卷扬启闭机41安装于检修室5内。第一卷扬启闭机41工作时会收卷第一钢丝绳42，从而第一钢丝绳42再带动检修闸门3升降，检修闸门3在上升时不再隔挡于进口段21的流通面，检修闸门3下落至底部时隔挡于进口段21的流通面，上述结构设计的第一驱动件4结构简单、操控方便，而且检修室5对第一卷扬启闭机41具有遮风挡雨的保护作用，还方便工作人员在检修室5内对第一卷扬启闭机41进行定期检查、定期维修。

坝体1的内侧面固定设置有竖向布置的排架9，排架9内设置有竖向钢管91，第一钢丝绳42设于竖向钢管91内，排架9对检修室5具有一定的支撑作用，而且排架9方便安装竖向钢管91，竖向钢管91对第一钢丝绳42具有一定的保护和限位作用，防止第一钢丝绳42在升降时随意摆动。

结合图2和图4所示，排架9为钢筋混凝土结构，坝体1的内侧面设置有钢筋混凝土防渗面板11，钢筋混凝土防渗面板11内预埋固定有多根固定锚杆111，固定锚杆111伸出钢筋混凝土防渗面板11的端部与排架9之间连接固定。钢筋混凝土防渗面板11可以防止水渗透至坝体1内部，同时钢筋混凝土防渗面板11内预埋的固定锚杆111，固定锚杆111可以和排架9之间焊接固定或者通过螺母夹紧固定，排架9安装更加方便牢固。

本实施例的实施原理为：在整个堆石混凝土重力坝施工的前期（即坝体1分为左、右坝段分开施工），可以仅仅在坝体1的底部铺设涵管洞2，涵管洞2实现了施工过程中的导流功能，当整个堆石混凝土重力坝施工的后期（即坝体1的左、右坝段施工完毕后），可以将涵管洞2改造为具有冲砂功能，即在进口段21增加检修闸门3，再在坝体1的顶部增加检修室5，安装第一驱动件4以带动检修闸门3升降，在方涵管段22增加工作闸门6，再在方涵管段22的顶部增加工作室8，安装第二驱动件7以带动工作闸门6转动，当检修闸门3和工作闸门6同时开启时，泥沙可以顺着水流被冲至出口消能段23中，实现了冲砂功能，当检修闸门3关闭时，可以方便对后面的工作闸门6、第二驱动件7进行检修维护；该导流冲砂底涵洞系统将导流、冲砂功能结合到一条涵洞内，无需在坝体1上分别开设两条涵洞，从而该堆石混凝土重力坝的结构稳定性好，同时具有施工成本低、施工周期短的优点。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种堆石混凝土重力坝的导流冲砂底涵洞系统，其特征在于，包括：坝体(1)、涵管洞(2)、检修闸门(3)、第一驱动件(4)、检修室(5)、工作闸门(6)、第二驱动件(7)、工作室(8)；

所述涵管洞(2)设于所述坝体(1)的一侧底部，所述涵管洞(2)包括依次连通的：进口段(21)、方涵管段(22)和出口消能段(23)，所述进口段(21)内竖向滑动装配有检修闸门(3)，所述第一驱动件(4)用于驱使所述检修闸门(3)升降以启闭所述进口段(21)，所述坝体(1)的顶部设置有检修室(5)，所述第一驱动件(4)的动力部分设于所述检修室(5)内；

所述方涵管段(22)的外端伸出所述坝体(1)的外侧面，所述方涵管段(22)的外端上表面设置有工作室(8)，所述工作室(8)的底部与所述方涵管段(22)的相连通，所述工作室(8)内转动装配有所述工作闸门(6)，所述第二驱动件(7)用于驱使所述工作闸门(6)转动以启闭所述方涵管段(22)，所述第二驱动件(7)的动力部分设于所述检修室(5)内。

2.根据权利要求1所述的堆石混凝土重力坝的导流冲砂底涵洞系统，其特征在于，所述检修闸门(3)具体为平面钢闸门，所述工作闸门(6)具体为弧形闸门。

3.根据权利要求2所述的堆石混凝土重力坝的导流冲砂底涵洞系统，其特征在于，所述第一驱动件(4)包括：第一卷扬启闭机(41)和第一钢丝绳(42)，所述第一钢丝绳(42)的顶部和所述第一卷扬启闭机(41)相连接，所述第一钢丝绳(42)的底部和所述检修闸门(3)的顶部相连接，所述第一卷扬启闭机(41)安装于所述检修室(5)内。

4.根据权利要求3所述的堆石混凝土重力坝的导流冲砂底涵洞系统，其特征在于，所述坝体(1)的内侧面固定设置有竖向布置的排架(9)，所述排架(9)内设置有竖向钢管(91)，所述第一钢丝绳(42)设于所述竖向钢管(91)内。

5.根据权利要求4所述的堆石混凝土重力坝的导流冲砂底涵洞系统，其特征在于，所述排架(9)为钢筋混凝土结构，所述坝体(1)的内侧面设置有钢筋混凝土防渗面板(11)，所述钢筋混凝土防渗面板(11)内预埋固定有多根固定锚杆(111)，所述固定锚杆(111)伸出钢筋混凝土防渗面板(11)的端部与所述排架(9)之间连接固定。

6.根据权利要求2所述的堆石混凝土重力坝的导流冲砂底涵洞系统，其特征在于，所述第二驱动件(7)包括：第二卷扬启闭机(71)和第二钢丝绳(72)，所述第二钢丝绳(72)的一端和所述第二卷扬启闭机(71)相连接，所述第二钢丝绳(72)的另一端和所述工作闸门(6)的远离铰接处的一侧顶部相连接，所述第二卷扬启闭机(71)安装于所述工作室(8)内。

7.根据权利要求1所述的堆石混凝土重力坝的导流冲砂底涵洞系统，其特征在于，所述进口段(21)的入口为喇叭口结构，所述方涵管段(22)的内底壁由内至外倾斜布置，所述方涵管段(22)的内底壁高于所述出口消能段(23)的底壁。

8.根据权利要求1所述的堆石混凝土重力坝的导流冲砂底涵洞系统，其特征在于，所述坝体(1)的底部设置有砌石支撑层(12)、混凝土支撑层(13)和帷幕防渗墙(10)，所述砌石支撑层(12)位于所述涵管洞(2)的底部，所述混凝土支撑层(13)位于所述砌石支撑层(12)的底部，所述帷幕防渗墙(10)位于所述混凝土支撑层(13)的底部。

9.根据权利要求8所述的堆石混凝土重力坝的导流冲砂底涵洞系统，其特征在于，所述坝体(1)的内部设置有廊道(14)，所述廊道(14)设于所述涵管洞(2)的顶部且位于所述帷幕防渗墙(10)的正上方，所述廊道(14)的内底壁设所述帷幕防渗墙(10)之间设置有排水孔，所述排水孔竖向布置且其底部贯穿所述帷幕防渗墙(10)的底部，所述排水孔内设置排水管(15)。

10.根据权利要求1所述的堆石混凝土重力坝的导流冲砂底涵洞系统，其特征在于，所述坝体(1)的外侧面设置有钢筋混凝土斜面板(16)，所述钢筋混凝土斜面板(16)的内侧面为阶梯形状，所述坝体(1)主要由砌石混凝土(17)堆砌而成，所述钢筋混凝土斜面板(16)的顶部设置有凸弧面(161)，所述钢筋混凝土斜面板(16)的底部设置有凹弧面(162)。

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