CN112761117A - 一种pe板衬砌渠道 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型PE板渠道。该板块为高耐磨PE材质，内部设有钢丝网片，其迎水面是光滑面，背水面为纵横相交的脊(凸起)，以增加PE板块的强度和增强板块与渠基之间的摩擦力。该新型渠道可由工厂预制成型现场直接安装，也可将板块单元通过现场热熔连接，各分段之间采用机械连接。本发明结构简单，与传统的混凝土衬砌渠道相比具有抗渗及抗冻性能好、低糙率、耐老化、韧性好、适应变形能力强、施工方便快捷等优点。

Description

一种PE板衬砌渠道

技术领域

本发明涉及灌区中小渠道衬砌技术领域，具体涉及一种PE板衬砌渠道。

背景技术

在我国渠道衬砌技术发展十分迅速，特别是以混凝土为衬砌材料的渠道在水利工程和给排水工程中运用非常广泛。相对于土渠而言，虽然混凝土衬砌渠道很大程度上提高了输水效率，但是接踵而来的渠道抗冻胀能力、适应地基变形能力较差、需设防渗土工布、使用年限短、施工周期较长、施工质量层次不齐等问题接踵而来。可见混凝土衬砌渠道还是有一定的局限性。为解决这些问题，通常采用加固地基、加大混凝标号、采用抗渗和抗冻胀混凝土等措施，从而增加了工程投资。如何继续改良混凝土衬砌渠道或选择其它材料代替，成为了科研学术界的新热潮。

现阶段混凝土板在成型之后，糙率n一般在0.012-0.015之间，如施工质量较差，糙率n还会更大。这就说明相同断面面积，混凝土板的大糙率必然会减小过流量，从而为了加大过流量不得不加大断面面积或者加大渠道的纵坡，造成工程占地面积和投资的增加。

在干旱缺水的地区，大部分的渠系已经实现的混凝土板衬砌，运用到了农田灌溉的干渠、支渠，而斗渠、农渠一般还采用土渠。虽然干支斗渠已经很大幅度的提高了渠系水利用系数，但是农渠的渗漏损失也是不容忽视的。需要一种投资较少且施工简便的方法，把留进灌区的水都利用起来。

CN 102839637 B公开了一种柔性渠道，其特征是通过多个渠片相连接形成渠道，所述渠片上设置有多个沿渠片纵向和/或横向延伸的加强筋，该特征使得这种方法具有如下不足：各个版块之间全部采用机械连接，一些渠片会产生架空，不利于整体稳定；长时间运行柔性材料会遭到磨损破坏问题；柔性材料容重接近于水的容重，无法平衡水对柔性材料浮力的作用；水流在行进过程中对板块的推力无法平衡；横纵加强筋长期置于板底会生锈；每块渠片搭接位置位于同一横断面，会产生应力集中问题；顶板无保护措施，被人为掀起破坏或雨水通过板壁下渗破坏渠床的问题等，这些问题都需要解决，才能将新材料技术更好的运用于工程实际。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应该视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提供一种新型渠道衬砌材料，克服了现有混凝土板衬砌渠道渠道抗冻胀能力差、大糙率、适应地基变形能力差、使用年限较短、施工周期较长等问题。

本发明的技术方案如下：

一种高耐磨PE材质衬砌板块，内部设有钢丝网片，迎水面是光滑面，背水面为纵横相交的脊(凸起)，以达到增加PE板块的强度和增加板块与渠基之间摩擦力的作用。

所述PE板块分为四个部分，包括底板、边板、顶板及护顶板，各部分之间采用热熔连接。板块预留有长铆钉孔洞，孔洞采用梅花形布置，通过长铆钉深入渠基，以达到固定板块的目的。

PE板衬砌每隔15-20m设置分段，分段交界处板块采用机械连接，板块在该位置预留螺栓孔洞，与齿墙位置的预留的螺杆连接。分段的作用是在当局部衬砌遭到破坏，保证渠道整体不会被冲毁。

在每个分段中适宜位置设置镇墩，镇墩埋于渠基，通过伸出的螺杆固定板块，以达到增加PE板块盖重的作用。

所述的渠道断面为矩形、梯形、“U”形。

机械连接处结构分为四部分，由上至下分别为：不锈钢扁铁+PE板+651型橡胶止水带+齿墙。

本发明考虑到渠道可能含砂量比较大，衬砌采用PE高耐磨材料；考虑到水流行进过程中对PE板块向前的推力、静水压力和动水压力的作用，对背水面进行加脊处理；考虑到板块在高水深或水力条件较差位置可能会承受较大的压力，对背部受拉区放置钢丝网片进行加强；考虑到PE板材料容易遭到人为破坏和雨水通过顶板边壁渗流破坏渠基，在顶板外缘设置下翻入土体的护顶板；考虑到螺栓直接与PE板固定，会造成PE板不同程度损伤，长时间也会造成螺栓松动，在PE板表面放置不锈钢扁铁，再通过螺栓连接，在保护PE板的同时，也提高了整体的锚固性能。

本发明具有以下优点：①可以利用废旧的PE管材，工程投资可大大降低；②拥有PE材质的优点：无毒、韧性好、适应地基变形能力强、抗老化性好等；③PE板衬砌的糙率仅为0.007-0.009，通过水力计算，渠道的断面面积可以减小近一半，渠道纵坡也可大大降低，从而减少了占地面积及工程投资；④如施工水平较高，可以忽略渠水渗流损失；⑤运输及安装较为方便，采用分段构造，后期便于维修；⑥PE板为黑色材质，采用山区水灌溉，水温常常较低，不利于作物生长，工程中往往通过延长渠道长度来对渠水进行升温，同时也增加了工程造价，该黑色PE板可以在夏季输水途中吸热，从而对渠水进行升温，同时在冬季通过黑色材质吸热也可以较小渠道的冻胀量；⑦不容易长水草；⑧如全部预制成型安装，将会大大缩短工期。

附图说明

图1为本发明板块的结构示意图

图2为本发明板块之间的连接示意图

图3为本发明板块与渠基连接示意图

图4为本发明分段处连接示意图

图5为本发明分段处板块与齿墙连接大样图

具体实施方式

本发明提供一种PE板衬砌渠道，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施工序可分为：土基成型、浇筑(或预制安装)齿墙及镇墩、垫层铺设、预制PE板块安装，下面对各部分进行解释。

参见图1为本发明板块的结构示意图，作为衬砌的小单元，通过热熔连接将各板块之间紧密的连接，背水面设有横纵相交的脊(凸起)2，其内部设有钢丝网片3，根据实际衬砌的强度计算，也可不设钢丝网片。在板块固定间距预设长铆钉11孔洞4，长铆钉需伸入垫层下的渠基，孔洞采用梅花状布置。

参见图2为本发明板块之间的连接示意图，衬砌板块分为四部分，包括：底板5、边板6、封顶板7、护顶板8，其中护顶板用于保护其余三部分板块及渠基，防止渠顶雨水绕板边壁下渗，保证衬砌的整体稳定性，其翻入土层的深度，视现场实际情况而定。

PE板衬砌每隔15-20m设置分段，分段交界处板块采用机械连接，此处板块连接处应预留螺栓孔洞9。

参见图3为本发明板块与渠基连接示意图，在衬砌之前需在渠基设垫层13，垫层可为天然砂砾、粗砂、炉渣等，起到、排水、防冻以改善基层和土基等作用。在一定间距设镇墩12，镇墩上预留螺杆10，镇墩可设在底板或边板的位置，其作用为增加衬砌的盖重，抵消渠道中水流及地下水对板块的部分浮托力。

参见图4为本发明分段处连接示意图，分段位置设置齿墙14，采用混凝土浇筑，如是小断面渠道可采用预制，齿墙混凝土的标号、抗冻、抗渗指标视工程实际情况而定。设置分段的作用意在当局部衬砌遭到破坏，保证渠道整体不会被冲毁。当局部遭到破坏，只需替换该分段内的板块即可，方便后期维修。

参见图5为本发明分段处板块与齿墙连接大样图，通过螺杆10将齿墙14、PE板块1、651型橡胶止水带15、不锈钢扁铁16连接起来。考虑到螺栓直接与PE板固定，会造成PE板不同程度损伤，长时间也会造成螺栓松动，在PE板表面放置不锈钢扁铁，再通过螺栓连接，在保护PE板的同时，也提高了整体的锚固性能。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种高耐磨PE材质衬砌板块，内部设有钢丝网片，迎水面是光滑面，背水面为纵横相交的脊(凸起)。

所述PE板块衬砌渠道分为四个部分，包括底板、边板、顶板及护顶板，各部分之间采用热熔连接。板块预留有长铆钉孔洞，孔洞采用梅花形布置，长铆钉深入渠基。

PE板衬砌每隔15-20m设置分段，分段交界处板块之间采用机械连接，板块在该位置预留螺栓孔洞，与齿墙位置的预留的螺杆连接。机械连接处结构由上至下分别为：不锈钢扁铁+PE板+651型橡胶止水带+齿墙。

在每个分段中适宜位置设置镇墩，镇墩埋于渠基，通过伸出的螺杆固定板块。

所述的渠道断面为矩形、梯形、“U”形。

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