CN114687322B - 适用于竖井闸室抛物孔快速封堵的封堵装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了适用于竖井闸室抛物孔快速封堵的封堵装置及方法，封堵装置包括预埋结构、封堵结构和连接结构所述预埋结构包括预埋钢板箱体，所述预埋钢板箱体安装在抛物孔的顶部，所述预埋钢板箱体的顶部为开口结构，所述预埋钢板箱体的顶部设置有第一法兰板；所述封堵结构包括封堵钢板和排气管，所述封堵钢板用于封堵预埋钢板箱体的顶部，所述排气管用于连通预埋钢板箱体的内部和外部空间；所述连接结构包括弹性垫片、第二法兰板和螺栓，所述第二法兰板设置在第一法兰板上方，所述弹性垫片置于第二法兰板和第一法兰板之间，所述螺栓用于实现封堵钢板的固定。本发明所述封堵装置能够在在竖井闸室下闸后，快速封堵抛物孔，且具备挡水功能。

Description

适用于竖井闸室抛物孔快速封堵的封堵装置及方法

技术领域

本发明涉及水利水电工程技术领域，具体涉及适用于竖井闸室抛物孔快速封堵的封堵装置及方法。

背景技术

在高山峡谷地区布置导流洞时，设置岸塔式闸室会带来高边坡、投资大等问题，因此常设置地下竖井闸室（地下闸室）。设置在地下的导流洞竖井闸室，由于导流洞长期运行，闸室可能出现底板磨损或存在推移质，使导流洞封堵闸门下不到位或漏水严重的情况，进而影响导流正常封堵工作。

为了解决上述问题，现有技术通常是在封堵闸门上游侧设置抛物孔的结构，当存竖井闸室存在下闸不到位或漏水严重的情况，通过竖井闸室上部的平台从抛物孔投掷填充物质封堵止水。

导流洞封堵闸门下闸后，闸室上游库区水位将逐渐往上抬升，因此需要及时把抛物孔封堵完毕并具备挡水条件。抛物孔需要在水位上升至抛物孔孔口高程前就封堵完毕。下闸时流量越大，水位上升至抛物孔孔口高程的时间越短，抛物孔封堵的时间亦越短。

现有封堵抛物孔的封堵结构如图1-图3所示，封堵过程为：采用先预埋锚筋及钢板，下闸后封堵时，封堵钢板采用焊接的方式与预埋的钢板连接，然后在钢板上部浇筑混凝土，满足封堵期间挡水要求。采用焊接连接及后期现浇混凝土的封堵方式，由于抛物孔空间小，封堵钢板与预埋钢板焊接时间长，且现浇混凝土需要一定凝结时间，根据测算，封堵时间较长，当下闸时间变化或者来流量较大时，封堵周期存在不足的情况。这将对下闸封堵带来极大的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供适用于竖井闸室抛物孔快速封堵的封堵装置及方法，该封堵装置能够在在竖井闸室下闸后，快速封堵抛物孔，且具备挡水功能。

本发明通过下述技术方案实现：

适用于竖井闸室抛物孔快速封堵的封堵装置，包括预埋结构、封堵结构和连接结构；

所述预埋结构包括预埋钢板箱体，所述预埋钢板箱体安装在抛物孔的顶部，且所述预埋钢板箱与抛物孔连通，所述预埋钢板箱体的顶部为开口结构，所述预埋钢板箱体的顶部设置有第一法兰板；

所述封堵结构包括封堵钢板和排气管，所述封堵钢板用于封堵预埋钢板箱体的顶部，所述排气管用于连通预埋钢板箱体的内部和外部空间，所述排气管内设置有球阀；

所述连接结构包括弹性垫片、第二法兰板和螺栓，所述第二法兰板设置在第一法兰板上方，所述弹性垫片置于第二法兰板和第一法兰板之间，所述螺栓通过穿过封堵钢板、第二法兰板、弹性垫片和第一法兰板实现封堵钢板的固定。

本发明所述连接结构用于连接预埋结构、封堵结构，所述预埋结构事先嵌入地下闸室的侧壁内，封堵时直接通过螺栓紧固实现封堵钢板安装在预埋钢板箱体的顶部即可，比原先焊接后连接的方式更方便、快捷，可迅速完成抛物孔封堵工作，确保竖井闸室下闸后下游封堵的工作的安全。

进一步地，预埋钢板箱体的外壁间隔设置有若干第一加肋钢板，所述第一加肋钢板嵌入地下闸室的侧壁内。

进一步地，第一加肋钢板上设置有多个锚筋，所述锚筋嵌入地下闸室的侧壁内。

进一步地，锚筋与预埋钢板箱体的轴向具有30-60°夹角。

进一步地，预埋钢板箱体的外壁在相邻两个第一加肋钢板之间均设置有第二加肋钢板。

进一步地，第二加肋钢板的长度短于第一加肋钢板的长度，所述第一加肋钢板和第二加肋钢板的顶部均与第一法兰板的底部连接。

进一步地，第一法兰板的底部与预埋钢板箱体的顶部、第一加肋钢板和第二加肋钢板的顶部均为焊接。

进一步地，还包括工字钢和补强钢板；所述工字钢设置在封堵钢板的顶部，所述补强钢板设置在相邻两个螺栓之间。

进一步地，弹性垫片采用橡胶垫片，所述螺栓采用高强度螺栓。

基于上述适用于竖井闸室抛物孔快速封堵的封堵装置的封堵方法，包括以下步骤：

S1、将预埋钢板箱体预埋在地下闸室内壁，使预埋钢板箱体与抛物孔连通；

S2、当封堵闸门下闸后，若有必要对抛物孔进行封堵，在第一法兰板的上端面依次安装弹性垫片、第二法兰板，然后盖上封堵钢板，最后将螺栓穿过封堵钢板、第二法兰板、弹性垫片和第一法兰板拧紧，实现封堵钢板的固定，并开启球阀；

S3、当水位上升至封堵钢板位置时，抛物孔气体排出完毕后，关闭球阀。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明所述封堵装置具有快速安装的优点，降低了下闸封堵的风险。

2、封堵装置能够在在竖井闸室下闸后，快速封堵抛物孔，且具备挡水功能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为现有竖井闸室抛物孔封堵结构的示意图；

图2为图1 A处的局部放大图；

图3为图2 B处的局部放大图；

图4为本发明封堵装置的结构示意图；

图5为图4 C处的局部放大图；

图6为本发明封堵装置的俯视图；

图7为本发明封堵装置的横向剖视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-预埋钢板箱体，2-锚筋，3-第一加肋钢板，4-第二加肋钢板，5-第一法兰板，6-弹性垫片，7-第二法兰板，8-螺栓，9-封堵钢板，10-工字钢，11-排气管，12-球阀，13-补强钢板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图4-图7所示，适用于竖井闸室抛物孔快速封堵的封堵装置，包括预埋结构、封堵结构和连接结构；

所述预埋结构包括预埋钢板箱体1，所述预埋钢板箱体1安装在抛物孔的顶部，且所述预埋钢板箱体1与抛物孔连通，所述预埋钢板箱体1的顶部为开口结构，所述预埋钢板箱体1的顶部设置有第一法兰板5；

所述封堵结构包括封堵钢板9和排气管11，所述封堵钢板9用于封堵预埋钢板箱体1的顶部，所述排气管11用于连通预埋钢板箱体1的内部和外部空间，所述排气管11内设置有球阀12；

所述连接结构包括弹性垫片6、第二法兰板7和螺栓8，所述第二法兰板7设置在第一法兰板5上方，所述弹性垫片6置于第二法兰板7和第一法兰板5之间，所述螺栓8通过穿过封堵钢板9、第二法兰板7、弹性垫片6和第一法兰板5实现封堵钢板9的固定。

本实施例中，为了增加预埋钢板箱体1的刚度，所述预埋钢板箱体1的外壁间隔设置有若干第一加肋钢板3，所述第一加肋钢板3嵌入地下闸室的侧壁内；为了增加封堵结构与地下闸室系统的凝聚力，所述第一加肋钢板3上设置有多个锚筋2，所述锚筋2嵌入地下闸室的侧壁内，锚筋2的长度需要满足封堵水压要求；优选地，所述锚筋2与预埋钢板箱体1的轴向具有30-60°夹角；为了满足第一法兰板5与预埋钢板箱体1连接效果，沿着1预埋钢板箱体1外侧布置一系列的第二加肋钢板4，即所述预埋钢板箱体1的外壁在相邻两个第一加肋钢板3之间均设置有第二加肋钢板4；所述第二加肋钢板4的长度短于第一加肋钢板3的长度，所述第一加肋钢板3和第二加肋钢板4的顶部均与第一法兰板5的底部连接；所述第一法兰板5的底部与预埋钢板箱体1的顶部、第一加肋钢板3和第二加肋钢板4的顶部均为焊接，满足封堵水压要求，预埋结构可先预制，然后运至现场与地下闸室即地下闸室同时浇筑施工。

本实施例中，为了改善封堵钢板9的受力条件，在封堵钢板9上增加工字钢10，工字钢10的布置结构可按十字格型布置；在相邻两个螺栓8之间分别布置一道补强钢板13。下闸后水位逐渐上升，为了顺利排出抛物孔的气体，在封堵钢板9上布置一个排气管11和球阀12，气体排完之后，关闭球阀12。

本实施例中，封堵结构和连接结构可在下闸前预制并运输至现场，待到下闸后，在预埋钢板箱体1上通过连接结构安装封堵结构即可。

本实施例中，所述弹性垫片6采用橡胶垫片，所述螺栓8采用高强度螺栓，排气管11采用钢管。

基于本实施例所述封堵装置的封堵方法，包括以下步骤：

S1、在现场外先预制好预埋结构，封堵结构和连接结构，包括预埋钢板箱体1、锚筋2、第一加肋钢板3、第二加肋钢板4和第一法兰板5，将第一加肋钢板3、第二加肋钢板4和第一法兰板5与预埋钢板箱体1焊接好，锚筋2可在现场进行焊制连接，，将预埋结构现场安装好后浇筑闸室混凝土，使预埋结构与地下竖井闸室（地下闸室）结构成一体，使预埋钢板箱体1与抛物孔连通；

S2、当封堵闸门下闸后，若有必要对抛物孔进行封堵，在第一法兰板5的上端面依次安装弹性垫片6、第二法兰板7，然后盖上封堵钢板9，最后将螺栓8穿过封堵钢板9、第二法兰板7、弹性垫片6和第一法兰板5拧紧，实现封堵钢板9的固定，然后在螺栓8之间安装补强钢板13，然后在封堵钢板9的顶部安装工字钢10，并开启球阀12；

S3、当水位上升至封堵钢板9位置时，抛物孔气体排出完毕后，关闭球阀12。

本实施例所述连接结构用于连接预埋结构、封堵结构，所述预埋结构事先嵌入地下闸室的侧壁内，封堵时直接通过螺栓8紧固实现封堵钢板9安装在预埋钢板箱体1的顶部即可，比原先焊接后连接的方式更方便、快捷，可迅速完成抛物孔封堵工作，确保竖井闸室下闸后下游封堵的工作的安全。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.适用于竖井闸室抛物孔快速封堵的封堵装置，其特征在于，包括预埋结构、封堵结构和连接结构；

所述预埋结构包括预埋钢板箱体(1)，所述预埋钢板箱体(1)安装在抛物孔的顶部，且所述预埋钢板箱体(1)与抛物孔连通，所述预埋钢板箱体(1)的顶部为开口结构，所述预埋钢板箱体(1)的顶部设置有第一法兰板(5)；

所述封堵结构包括封堵钢板(9)和排气管(11)，所述封堵钢板(9)用于封堵预埋钢板箱体(1)的顶部，所述排气管(11)用于连通预埋钢板箱体(1)的内部和外部空间，所述排气管(11)内设置有球阀(12)；

所述连接结构包括弹性垫片(6)、第二法兰板(7)和螺栓(8)，所述第二法兰板(7)设置在第一法兰板(5)上方，所述弹性垫片(6)置于第二法兰板(7)和第一法兰板(5)之间，所述螺栓(8)通过穿过封堵钢板(9)、第二法兰板(7)、弹性垫片(6)和第一法兰板(5)实现封堵钢板(9)的固定。

2.根据权利要求1所述的适用于竖井闸室抛物孔快速封堵的封堵装置，其特征在于，所述预埋钢板箱体(1)的外壁间隔设置有若干第一加肋钢板(3)，所述第一加肋钢板(3)嵌入地下闸室的侧壁内。

3.根据权利要求2所述的适用于竖井闸室抛物孔快速封堵的封堵装置，其特征在于，所述第一加肋钢板(3)上设置有多个锚筋(2)，所述锚筋(2)嵌入地下闸室的侧壁内。

4.根据权利要求3所述的适用于竖井闸室抛物孔快速封堵的封堵装置，其特征在于，所述锚筋(2)与预埋钢板箱体(1)的轴向具有30-60°夹角。

5.根据权利要求2所述的适用于竖井闸室抛物孔快速封堵的封堵装置，其特征在于，所述预埋钢板箱体(1)的外壁在相邻两个第一加肋钢板(3)之间均设置有第二加肋钢板(4)。

6.根据权利要求5所述的适用于竖井闸室抛物孔快速封堵的封堵装置，其特征在于，所述第二加肋钢板(4)的长度短于第一加肋钢板(3)的长度，所述第一加肋钢板(3)和第二加肋钢板(4)的顶部均与第一法兰板(5)的底部连接。

7.根据权利要求6所述的适用于竖井闸室抛物孔快速封堵的封堵装置，其特征在于，所述第一法兰板(5)的底部与预埋钢板箱体(1)的顶部、第一加肋钢板(3)和第二加肋钢板(4)的顶部均为焊接。

8.根据权利要求1所述的适用于竖井闸室抛物孔快速封堵的封堵装置，其特征在于，还包括工字钢(10)和补强钢板(13)；所述工字钢(10)设置在封堵钢板(9)的顶部，所述补强钢板(13)设置在相邻两个螺栓(8)之间。

9.根据权利要求1-8任一项所述的适用于竖井闸室抛物孔快速封堵的封堵装置，其特征在于，所述弹性垫片(6)采用橡胶垫片，所述螺栓(8)采用高强度螺栓。

10.基于权利要求1-9任一项所述的适用于竖井闸室抛物孔快速封堵的封堵装置的封堵方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将预埋钢板箱体(1)预埋在地下闸室内壁，使预埋钢板箱体(1)与抛物孔连通；

S2、当封堵闸门下闸后，若有必要对抛物孔进行封堵，在第一法兰板(5)的上端面依次安装弹性垫片(6)、第二法兰板(7)，然后盖上封堵钢板(9)，最后将螺栓(8)穿过封堵钢板(9)、第二法兰板(7)、弹性垫片(6)和第一法兰板(5)拧紧，实现封堵钢板(9)的固定，并开启球阀(12)；

S3、当水位上升至封堵钢板(9)位置时，抛物孔气体排出完毕后，关闭球阀(12)。

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