CN113404072A - 一种带有可调控组合井闸门的地下截渗墙 - Google Patents

一种带有可调控组合井闸门的地下截渗墙 Download PDF

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王启新
李国栋
范鹏
李梦龙
付长剑
纪源
王多姿
张巍
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Abstract

本发明公开了一种带有可调控组合井闸门的地下截渗墙，包括截渗墙主体，在截渗墙主体上设置有组合井闸门；所述组合井闸门包括外壳体、设置在外壳体内部的气囊、设置在气囊内部的内支撑、与气囊相连通的充排管，在外壳体上设置有过流孔；所述充排管设置在外壳体内，气囊设置在充排管中部外侧，气囊与充排管外部密封连接。本发明中，气囊控制过水孔的开闭，控制方便可靠，稳定性高，寿命长，可以全部从外壳体内抽出，方便更换、检修，运行管理方便。全部透水地层均可过流孔，过水效率高，泄流量大，可以与混凝土截渗墙开槽一起施工，施工方便，值得大力推广。

Description

一种带有可调控组合井闸门的地下截渗墙
技术领域
本发明涉及水利工程技术领域，尤其涉及一种带有可调控组合井闸门的地下截渗墙。
背景技术
地下截渗墙是一个经常被用于蓄水工程中地下构筑物，多指在土坝内某一截面及其下面地基中做一道防渗层，截断地下水的径流通道，与上方挡水构筑物共同组成全断面拦截水体的水利工程。其中大部分水库、水电站工程都建有地下截渗墙，地下水库工程则大多以截渗墙形式修建，还有部分河道雨洪资源暗蓄工程也采用截渗墙形式修建。常用的截渗墙材料有混凝土、沥青混凝土、连续水泥搅拌桩、防水帷幕、土工膜、粘土等。
在实际工程中，以地表蓄水为主的水库、水电站工程，其下部截渗墙仅具备截断地下水作用即可，而在地下水库、河道雨洪资源暗蓄工程中地下截渗墙不仅仅具备截断地下水的作用，有的还需要具备调节上游蓄水水面的作用，能够达到调节上下游水资源的分配和有效利用的目的，同时有利于实现地下水交换，便于干旱时提供下游生态用水量。目前，所了解到的地下截渗墙工程还没有哪一座具备可调节上游水面(特指地下水位)的功能。
鉴于全断面垂直地下截渗墙存在的不具备可调节功能问题，如果能设计一种可调节闸门，能够很好地控制地下截渗墙上游水面，可以实现随时蓄放水功能，便于地下水资源的调节分配和有效利用，满足旱季时下游生态水量的需求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种带有可调控组合井闸门的地下截渗墙。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种带有可调控组合井闸门的地下截渗墙，包括截渗墙主体，在截渗墙主体上设置有组合井闸门；所述组合井闸门包括外壳体、设置在外壳体内部的气囊、设置在气囊内部的内支撑、与气囊相连通的充排管；在外壳体上设置有过流孔；所述充排管设置在外壳体内，气囊设置在充排管中部外侧，气囊与充排管外部密封连接，且与充排管内部通过充排管上的充排气孔相连通，并可通过充排管进行充气或排气；所述气囊与过流孔相对应。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述充排管上设置有内支撑，以防止气囊扭曲。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述充排管上设置有与气囊两端相配合的底托盘和顶托盘。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述外壳体有多个，相邻外壳体通过锁扣连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述过流孔所对应的外壳体外侧设置有反滤土工布，土工布外设置有反滤料层。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述过流孔，孔径1.5～2.5cm。
本发明具有如下有益效果：
本发明中，有效的解决了现有技术中混凝土截渗墙完全截流时导致的上游地下水径流被截断，不能向下游排泄的问题，进而解决了环境生态问题。本发明结构中，通过气囊控制过水孔的开闭，控制方便可靠，稳定性高，寿命长，可以全部从外壳体内抽出，方便更换、检修，运行管理方便。全部透水地层均可过流孔，过水效率高，泄流量大。可以与混凝土截渗墙开槽一起施工，施工方便。总体结构简单，造价低，值得大力推广。
附图说明
图1是本发明的使用状态图；
图2是图1的剖视结构示意图；
图3本发明结构中过流闸门结构示意图；
图4是气囊未充气时过流管开放状态结构示意图；
图5是气囊完全充满时过流管封状态结构示意图；
图6是多个过流管的横向剖视结构示意图。
图中序号说明：1为截渗墙主体、2为过流管、3为外壳体、4为气囊、5为内支撑、6为充排管、7为过流孔、8为底托盘、9为顶托盘、10为锁扣、11为反滤料层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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；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，此外，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。
如图1-6所示，为本发明结构一种带有可调控闸门的地下截渗墙，包括截渗墙主体1，在截渗墙主体上设置有过流闸门2；所述过流管包括外壳体3、设置在外壳体内部的气囊4、设置在气囊内部的内支撑5、与气囊相连通的充排管6，在外壳体上设置有过流孔7；所述充排管设置在外壳体内，气囊设置在充排管中部外侧，气囊与充排管外部密封连接，且与充排管内部通过充排管上的充排气孔相连通，并可通过充排管进行充气或排气；所述气囊与过流孔相对应。
优选的：所述充排管上设置有内支撑，以防止气囊扭曲。
优选的：所述充排管上设置有与气囊两端相配合的底托盘8和顶托盘9。
优选的：所述外壳体有多个，相邻外壳体通过锁扣10连接。
优选的：所述过流孔所对应的外壳体外侧设置有反滤土工布，土工布外设置有反滤料层11。
优选的：所述过流孔，孔径0.6～1.5cm。
混凝土截渗墙位于地面拦蓄建筑物100下部，通常由地表向下截渗，即经由河床表层101、砂砾石含水层102至不透水基岩103，阻断地下砂砾石含水层径流，在截渗墙上下游形成水位差，将水资源截留在截渗墙上游，供水资源开发。由于全截面截渗墙的存在，上游水体始终截留于地下，无法向下游排泄，不能实现水体交换，因此，上游水体易发生污染、变质；下游河道因地下径流的阻断，生态环境受到影响。
实施例
为了实现截渗墙可控的上游水体的下泄，本发明结构在截渗墙墙体内设置过流闸门，过流闸门外壳管选用钢制圆管。竖向设置做为过流通道，钢管从上至下贯穿截渗墙体，形成截渗墙上的一条过流缝，钢管在砂砾石含水层范围内布置过流孔，该过流孔为桥式过流孔，截渗墙上游的水体可以通过钢管的花孔流进钢管内，再向下游含水层中排泄。钢管内设置可充、排气的气囊(此处包括可充、排水的水囊，下同)作为控制水体下泄的开关，气囊设置于钢管内部，覆盖全部花孔区域，当气囊内充气(或水)后，气囊膨胀，气囊壁紧贴在钢管内壁上，将花孔全部堵住，实现过流缝的闭合，这时截渗墙全断面封闭。当需要向下游排水时，将气囊排气，随着气囊的收缩，钢管壁上的花孔可以渗水，在水压力的作用下，气囊会迅速收缩，实现过流缝的开启，可以下泄上游水体。气囊的高度要大于花孔布置区域，气囊底部与钢管底部留沉淀段，可以沉淀进入钢管内的砂，方便清理。截渗墙上可以设一根或多根过流管。
本发明结构，结合地质条件及上下游河道情况进行设置，过流管尽量布置在砂砾石含水层厚度较大的部位，可以集中布置，也可分区域布置，根据截渗墙截留的水量及下游所需的排泄量确定过流管的根数，多根过流管通过锁扣连接，锁扣内回填二期混凝土。
本发明结构中，外壳管是主要支撑部件，分为护壁段、过流段、沉淀段，护壁段的高度与河床地表不透水土层厚度一直，过流段高度与河床地下砂砾石含水层厚度一致；过流段上下游均设过流孔，孔径1.5-2.5cm，孔间距30-50cm，外壁包裹反滤土工布，土工布外1.0m范围内回填反滤料，防止淤堵过流孔；沉淀段高度为过流段底至基岩的深度。外壳管内径0.6m，壁厚8mm。本发明结构中，各部位结构件均为现有材料，其中气囊可采用气盾坝气囊材料：内层由气密性高的材料构成，骨架材料为锦纶帆布或芳纶材料，外层覆盖胶采用耐老化及耐臭氧的EPDM材料。
内支撑为气囊内部支撑管，在气囊排空后气囊可以附着在内支撑上，防止气囊扭转变形。充排管为气囊内部通长钢管，与充排系统相连，管壁在气囊内部的长度范围内留有充排气孔，孔径1-2cm，间距15-20cm，气囊内支撑有多个，呈“非”字形布置，并与充排管焊接一起。底托盘是气囊的底部封口装置，焊接在充排管上。顶托盘是气囊的顶部封口装置，焊接在充排管上。充排管与充排气系统相连通，充排系统为现有结构，包括风机、储气罐、控制阀门等，寒冷地区含空乾机，控制方式可以为自动、手动、手自双控三种。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种带有可调控组合井闸门的地下截渗墙，包括截渗墙主体，其特征在于：在截渗墙主体上设置有组合井闸门；所述组合井闸门包括外壳体、设置在外壳体内部的气囊、设置在气囊内部的内支撑、与气囊相连通的充排管；在外壳体上设置有过流孔；所述充排管设置在外壳体内，气囊设置在充排管中部外侧，气囊与充排管外部密封连接，且与充排管内部通过充排管上的充排气孔相连通，并可通过充排管进行充气或排气；所述气囊与过流孔相对应。
2.根据权利要求1所述的一种带有可调控组合井闸门的地下截渗墙，其特征在于：所述充排管上设置有内支撑，以防止气囊扭曲。
3.根据权利要求1所述的一种带有可调控组合井闸门的地下截渗墙，其特征在于：所述充排管上设置有与气囊两端相配合的底托盘和顶托盘。
4.根据权利要求1所述的一种带有可调控组合井闸门的地下截渗墙，其特征在于：所述外壳体有多个，相邻外壳体通过锁扣连接。
5.根据权利要求1所述的一种带有可调控组合井闸门的地下截渗墙，其特征在于：所述过流孔所对应的外壳体外侧设置有反滤土工布，土工布外设置有反滤料层。
6.根据权利要求1所述的一种带有可调控组合井闸门的地下截渗墙，其特征在于：所述过流孔，孔径1.5～2.5cm。
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