CN114753389B - 深水条件下渠道衬砌修复专用自沉式组合钢围堰 - Google Patents

Abstract

深水条件下渠道衬砌修复专用自沉式组合钢围堰，包括：组合式纵向围堰，所述组合式纵向围堰包括底板，底板的四角分别安装有立柱，所述底板与立柱之间设有止水密封件，沿纵向方向两立柱之间设有安装在底板上的纵向侧板；横向围堰，所述横向围堰包括安装在两侧立柱上的横向挡板，所述横向挡板与立柱之间设有止水密封件，所述横向挡板底部倾斜角度与衬砌倾斜角度一致，所述横向挡板底部与衬砌之间设有止水密封件。只需小型吊装设备就可安装，避免了在堤坝上打桩安装大型吊装设备，避免了破坏原有衬砌结构，对原有衬砌起到保护作用；通过外力牵引带动纵向围堰在渠道内近距离移动，避免了反复拆装纵向围堰，节约了施工时间，提高了施工效率。

Description

深水条件下渠道衬砌修复专用自沉式组合钢围堰

技术领域：

本发明涉及渠道衬砌修复技术领域，尤其涉及一种深水条件下渠道衬砌修复专用自沉式组合钢围堰。

背景技术：

渠道混凝土衬砌板受水位变化、排水体系运行状况、冻融、施工质量等多种因素的影响，出现了开裂、塌陷、抗浮失稳等多种形式的损坏。当衬砌板发生破坏时，会在一定程度上导致局部水头损失增加、防渗体系破坏，严重时导致坡体土软化及边坡失稳，影响渠道的安全运行。

在不中断渠道输水的条件下，衬砌板修复分为水下修复方案和围堰干地修复方案。水下修复方案主要针对小范围衬砌板损坏的水下修复，修复能力有限；围堰干地修复方案为衬砌板严重损坏、防渗排水体系失效等水下修复提供干地施工条件，实现大范围的衬砌结构修复。

现工程中使用的常规围堰主要存在影响渠道输水能力、淤积渠道、污染水质、破坏衬砌结构等不同问题。如公开号为CN106193074B的发明专利，其公开了一种用于渠道修复的钢围堰，其缺点是：纵向围堰为整体式结构，重量非常大，安装非常困难，在吊装时，需要在堤坝上打桩安装大型吊装设备，从而使堤坝上完好的衬砌结构遭到破坏，形成新的安全隐患。再如公开号为 CN110424333A的发明专利，其公开了一种输水状态下渠道衬砌结构修复围堰设备及拼装方法，其缺点是：虽然采用了拼装式的纵向围堰，减轻了重量，但是，又导致纵向围堰重量过低，在渠道内水流的推动下不能固定不动，使用时需要在堤坝上安装多根绳索进行牵引固定，额外增加了安装难度。另外，上述两项发明专利还存在共同缺点，即在水中无法移动，由于渠道内损坏的衬砌板有多处，且经常间隔一小段距离，当对一处衬砌板修复完成需要近距离移动至另一处时，现有的钢围堰只能是全部拆除，搬运至堤坝的装载车上，然后从堤坝上移动至另一处损坏的衬砌板位置，再重新安装钢围堰，这种模式导致工作效率非常低下，来回搬运和安装整套钢围堰设备需要耗费大量的时间，严重制约了钢围堰在渠道衬砌板修复领域的应用。

综上所述，渠道内衬砌修复的上述问题，成为行业内亟需解决的技术难题。

发明内容：

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了深水条件下渠道衬砌修复专用自沉式组合钢围堰，解决了以往的整体式纵向围堰重量过大、难以安装、打桩时原有衬砌结构遭到破坏的问题，解决了以往的分体式纵向围堰重量过小、需要额外安装绳索进行牵引固定的问题，解决了以往的围堰在水中无法近距离移动的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

深水条件下渠道衬砌修复专用自沉式组合钢围堰，包括：

组合式纵向围堰，所述组合式纵向围堰包括底板，底板的四角分别安装有立柱，所述底板与立柱之间设有止水密封件，沿纵向方向两立柱之间设有安装在底板上的纵向侧板，所述纵向侧板与立柱、底板之间设有止水密封件，沿横向方向两立柱之间设有安装在底板上的横向侧板，所述横向侧板与立柱、底板之间设有止水密封件，底板、四个立柱、两纵向侧板、两横向侧板围成顶部开口的箱体结构；

横向围堰，所述横向围堰包括安装在两侧立柱上的横向挡板，所述横向挡板与立柱之间设有止水密封件，所述横向挡板底部倾斜角度与衬砌倾斜角度一致，所述横向挡板底部与衬砌之间设有止水密封件；

维修时，通过外部水泵向组合式纵向围堰内注水以增加重量使其稳固在渠道底部，通过外部水泵将两块横向挡板之间的水抽出使衬砌裸露即可进行维修；

移动时，将两块横向挡板拆下，通过外部水泵将组合式纵向围堰内的水排出以减轻重量，并在组合式纵向围堰外侧绑扎平衡浮桶使其浮起，然后即可通过外力牵引带动纵向围堰在渠道内近距离移动。

所述底板的底部四周设有底部支撑板，所述底部支撑板与渠道之间设有止水密封件，所述底板、四周的底部支撑板与渠道之间形成底部空腔，所述底板上安装有与底部空腔相连通的抽水泵和注水泵；所述抽水泵用于将底部空腔内的水抽出使底部空腔形成吸盘结构以增加纵向围堰的稳定性，所述注水泵用于向底部空腔内注水使纵向围堰上下水压平衡便于浮起移动。

所述立柱的底部设在底板的凹槽内，所述凹槽的下方设有槽孔，所述凹槽的底部设有将凹槽与槽孔相连通的长方形通孔，所述立柱内设有螺杆，螺杆的底部设有与长方形通孔相配合的长方形紧固板，螺杆带动长方形紧固板自上向下穿过立柱内孔、长方形通孔伸至槽孔内，将螺杆及长方形紧固板旋转90度后，在立柱顶部安装压板，在螺杆顶部安装紧固螺母，通过旋拧紧固螺母将压板与立柱压紧，立柱在压板、凹槽底部、长方形紧固板的夹持下锁紧固定，从而将立柱固定在底板上。

所述纵向侧板通过若干块不锈钢板拼接制成，相邻两块不锈钢板的连接处设有燕尾槽连接结构，相邻两块不锈钢板的对接处设有止水密封件。

所述横向侧板通过转轴安装在底板上，所述横向侧板与底板之间设有举升油缸。

所述底板、立柱、纵向侧板、横向侧板、横向挡板均由不锈钢材料制成。

所述横向挡板底部与衬砌之间设有压缩止水橡胶和裙边橡胶止水带，所述横向挡板的侧部插装在立柱的挂耳内并通过销轴固定，所述横向挡板与立柱之间设有裙边橡胶止水带。

所述纵向侧板的底部设有压缩止水橡胶且插装在底板的长槽内，所述纵向侧板的侧部插装在立柱的竖槽内，纵向侧板与立柱之间设有裙边橡胶止水带。

所述立柱上设有与横向侧板相配合的挡板，挡板与横向侧板之间设有压缩止水橡胶，横向侧板与底板之间设有裙边橡胶止水带。

所述底板、立柱、纵向侧板、横向侧板、横向挡板上均设有吊环。

本发明采用上述方案，具有如下优点：

(1)通过底板、四个立柱、两纵向侧板、两横向侧板围成顶部开口的组合式纵向围堰，底板与横向侧板一体，立柱与纵向侧板可分体安装，减轻了单次吊装的重量，只需小型吊装设备就可安装，避免了在堤坝上打桩安装大型吊装设备，避免了破坏原有衬砌结构，对原有衬砌起到保护作用；

(2)通过外部水泵向组合式纵向围堰内注水以增加重量使其稳固在渠道底部，无需在堤坝上安装多根绳索进行牵引固定，通过外部水泵将两块横向挡板之间的水抽出使衬砌裸露即可进行维修；

(3)通过外部水泵将组合式纵向围堰内的水排出以减轻重量，并在组合式纵向围堰外侧绑扎平衡浮桶使其浮起，然后即可通过外力牵引带动纵向围堰在渠道内近距离移动，避免了反复拆装纵向围堰，节约了施工时间，提高了施工效率；

(4)底板下部设有底部空腔，通过抽水泵将底部空腔内的水抽出使底部空腔形成吸盘结构以增加纵向围堰的稳定性，通过注水泵向底部空腔内注水使纵向围堰上下水压平衡便于浮起移动；

(5)通过螺杆带动长方形紧固板自上向下穿过立柱内孔、长方形通孔伸至槽孔内，将螺杆及长方形紧固板旋转90度后，在立柱顶部安装压板，在螺杆顶部安装紧固螺母，通过旋拧紧固螺母将压板与立柱压紧，立柱在压板、凹槽底部、长方形紧固板的夹持下锁紧固定，在水面外侧操作即可将立柱固定在底板上，使立柱作为骨架，结构稳定可靠。

附图说明：

图1为本发明安装在渠道内的俯视结构示意图。

图2为本发明安装在渠道内的主视剖视结构示意图。

图3为本发明的俯视放大结构示意图。

图4为本发明的主视剖视放大结构示意图。

图5为本发明的立柱与底板之间连接的剖视放大结构示意图。

图6为本发明的立柱与底板之间连接的俯视结构示意图。

图7为图3中的A部放大结构示意图。

图8为图3中的B部放大结构示意图。

图中，1、底板，2、立柱，3、纵向侧板，4、横向侧板，5、横向挡板，6、底部支撑板，7、底部空腔，8、抽水泵，9、注水泵，10、凹槽，11、槽孔，12、长方形通孔，13、螺杆，14、长方形紧固板，15、压板，16、紧固螺母，17、燕尾槽连接结构，18、举升油缸，19、压缩止水橡胶，20、裙边橡胶止水带， 21、挂耳，22、销轴，23、挡板，24、吊环。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

如图1-8所示，深水条件下渠道衬砌修复专用自沉式组合钢围堰，包括：

组合式纵向围堰，所述组合式纵向围堰包括底板1，底板1的四角分别安装有立柱2，所述底板1与立柱2之间设有止水密封件，沿纵向方向两立柱2之间设有安装在底板1上的纵向侧板3，所述纵向侧板3与立柱2、底板1之间设有止水密封件，沿横向方向两立柱2之间设有安装在底板1上的横向侧板4，所述横向侧板4与立柱2、底板1之间设有止水密封件，底板1、四个立柱2、两纵向侧板3、两横向侧板4围成顶部开口的箱体结构；

横向围堰，所述横向围堰包括安装在两侧立柱2上的横向挡板5，所述横向挡板5与立柱2之间设有止水密封件，所述横向挡板5底部倾斜角度与衬砌倾斜角度一致，所述横向挡板5底部与衬砌之间设有止水密封件；

维修时，通过外部水泵向组合式纵向围堰内注水以增加重量使其稳固在渠道底部，通过外部水泵将两块横向挡板5之间的水抽出使衬砌裸露即可进行维修；

移动时，将两块横向挡板5拆下，通过外部水泵将组合式纵向围堰内的水排出以减轻重量，并在组合式纵向围堰外侧绑扎平衡浮桶使其浮起，然后即可通过外力牵引带动纵向围堰在渠道内近距离移动。

所述底板1的底部四周设有底部支撑板6，所述底部支撑板6与渠道之间设有止水密封件，所述底板1、四周的底部支撑板6与渠道之间形成底部空腔7，所述底板1上安装有与底部空腔7相连通的抽水泵8和注水泵9；所述抽水泵8 用于将底部空腔7内的水抽出使底部空腔7形成吸盘结构以增加纵向围堰的稳定性，所述注水泵9用于向底部空腔7内注水使纵向围堰上下水压平衡便于浮起移动。

所述立柱2的底部设在底板1的凹槽10内，所述凹槽10的下方设有槽孔 11，所述凹槽10的底部设有将凹槽10与槽孔11相连通的长方形通孔12，所述立柱2内设有螺杆13，螺杆13的底部设有与长方形通孔12相配合的长方形紧固板14，螺杆13带动长方形紧固板14自上向下穿过立柱2内孔、长方形通孔 12伸至槽孔11内，将螺杆13及长方形紧固板14旋转90度后，在立柱2顶部安装压板15，在螺杆13顶部安装紧固螺母16，通过旋拧紧固螺母16将压板15 与立柱2压紧，立柱2在压板15、凹槽10底部、长方形紧固板14的夹持下锁紧固定，从而将立柱2固定在底板1上。

所述纵向侧板3通过若干块不锈钢板拼接制成，分体安装，减轻了单次吊装的重量，相邻两块不锈钢板的连接处设有燕尾槽连接结构17，以增加连接强度，相邻两块不锈钢板的对接处设有止水密封件。

所述横向侧板4通过转轴安装在底板1上，所述横向侧板4与底板之间设有举升油缸18，通过举升油缸18可带动横向侧板4绕转轴旋转。

所述底板1、立柱2、纵向侧板3、横向侧板4、横向挡板5均由不锈钢材料制成。

所述横向挡板4底部与衬砌之间设有压缩止水橡胶19和裙边橡胶止水带 20，所述横向挡板4的侧部插装在立柱2的挂耳21内并通过销轴22固定，所述横向挡板4与立柱2之间设有裙边橡胶止水带20。

所述纵向侧板3的底部设有压缩止水橡胶19且插装在底板1的长槽内，所述纵向侧板3的侧部插装在立柱2的竖槽内，纵向侧板3与立柱2之间设有裙边橡胶止水带20。

所述立柱2上设有与横向侧板4相配合的挡板23，挡板23与横向侧板4之间设有压缩止水橡胶19，横向侧板4与底板1之间设有裙边橡胶止水带20。

所述底板1、立柱2、纵向侧板3、横向侧板4、横向挡板5上均设有吊环 24，便于吊装。

工作原理：

安装时，通过小型吊装设备先将底板1及横向侧板4、举升油缸18、抽水泵8和注水泵9放置在渠道底部靠近衬砌的位置；然后将四根立柱2安装在底板1的四角，立柱2的底部设在底板1的凹槽10内，凹槽10下方的底板1内设有槽孔11，凹槽10的底部设有将凹槽10与槽孔11相连通的长方形通孔12，立柱2内设有螺杆13，螺杆13的底部设有与长方形通孔12相配合的长方形紧固板14，长方形通孔12和长方形紧固板14也可以做成相配合的其他形状，工作人员在水面上方通过螺杆13带动长方形紧固板14自上向下穿过立柱2内孔、长方形通孔12伸至槽孔11内，将螺杆13及长方形紧固板14旋转90度后，再在立柱2顶部安装压板15，在螺杆13顶部安装紧固螺母16，通过旋拧紧固螺母16将压板15与立柱2压紧，立柱2在压板、凹槽底部、长方形紧固板的夹持下锁紧固定，从而将立柱2固定在底板1上，使立柱2作为骨架，结构稳定可靠，底板1与立柱2之间设有止水密封件进行密封；然后再通过小型吊装设备将纵向侧板3吊装在底板1上，纵向侧板3的底部设有压缩止水橡胶19且插装在底板1的长槽内，所述纵向侧板3的侧部插装在立柱2的竖槽内，纵向侧板3与立柱2之间设有裙边橡胶止水带20；再控制举升油缸18动作，举升油缸 18可带动横向侧板4绕转轴旋转，使横向侧板4旋转至竖直状态，横向侧板4 的两侧与立柱2上的挡板23抵接，挡板23与横向侧板4之间设有压缩止水橡胶19，横向侧板4与底板1之间设有裙边橡胶止水带20进行密封；此时，组合式纵向围堰的箱体结构组装完成，通过外部水泵向组合式纵向围堰内注水以增加重量使其稳固在渠道底部，同时，通过抽水泵8将底板1的底部空腔7内的水抽出使底部空腔7形成吸盘结构以增加纵向围堰的稳定性；再通过小型吊装设备将横向挡板5安装在两侧立柱2上，横向挡板5底部与衬砌之间设有压缩止水橡胶19和裙边橡胶止水带20，横向挡板5的侧部插装在立柱2的挂耳21 内并通过销轴22固定，横向挡板5与立柱2之间设有裙边橡胶止水带20，通过外部水泵将两块横向挡板5之间的水抽出使衬砌裸露即可进行维修；维修完成后，当需要近距离移动时，将两块横向挡板5拆下，通过外部水泵将组合式纵向围堰内的水排出以减轻重量，并在组合式纵向围堰外侧绑扎平衡浮桶使其浮起，同时，通过注水泵9用于向底板1的底部空腔7内注水使纵向围堰上下水压平衡便于浮起，然后即可通过外力牵引带动纵向围堰在渠道内近距离移动；移动到位后，再重复上述步骤将纵向围堰安装固定即可，避免了反复拆装纵向围堰，节约了施工时间，提高了施工效率。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.深水条件下渠道衬砌修复专用自沉式组合钢围堰，其特征在于：包括：

组合式纵向围堰，所述组合式纵向围堰包括底板，底板的四角分别安装有立柱，所述底板与立柱之间设有止水密封件，沿纵向方向两立柱之间设有安装在底板上的纵向侧板，所述纵向侧板与立柱、底板之间设有止水密封件，沿横向方向两立柱之间设有安装在底板上的横向侧板，所述横向侧板与立柱、底板之间设有止水密封件，底板、四个立柱、两纵向侧板、两横向侧板围成顶部开口的箱体结构；

横向围堰，所述横向围堰包括安装在两侧立柱上的横向挡板，所述横向挡板与立柱之间设有止水密封件，所述横向挡板底部倾斜角度与衬砌倾斜角度一致，所述横向挡板底部与衬砌之间设有止水密封件；

维修时，通过外部水泵向组合式纵向围堰内注水以增加重量使其稳固在渠道底部，通过外部水泵将两块横向挡板之间的水抽出使衬砌裸露即可进行维修；

移动时，将两块横向挡板拆下，通过外部水泵将组合式纵向围堰内的水排出以减轻重量，并在组合式纵向围堰外侧绑扎平衡浮桶使其浮起，然后即可通过外力牵引带动组合式纵向围堰在渠道内近距离移动；

所述底板的底部四周设有底部支撑板，所述底部支撑板与渠道之间设有止水密封件，所述底板、四周的底部支撑板与渠道之间形成底部空腔，所述底板上安装有与底部空腔相连通的抽水泵和注水泵；所述抽水泵用于将底部空腔内的水抽出使底部空腔形成吸盘结构以增加组合式纵向围堰的稳定性，所述注水泵用于向底部空腔内注水使组合式纵向围堰上下水压平衡便于浮起移动；

所述立柱的底部设在底板的凹槽内，所述凹槽的下方设有槽孔，所述凹槽的底部设有将凹槽与槽孔相连通的长方形通孔，所述立柱内设有螺杆，螺杆的底部设有与长方形通孔相配合的长方形紧固板，螺杆带动长方形紧固板自上向下穿过立柱内孔、长方形通孔伸至槽孔内，将螺杆及长方形紧固板旋转90度后，在立柱顶部安装压板，在螺杆顶部安装紧固螺母，通过旋拧紧固螺母将压板与立柱压紧，立柱在压板、凹槽底部、长方形紧固板的夹持下锁紧固定，从而将立柱固定在底板上。

2.根据权利要求1所述的深水条件下渠道衬砌修复专用自沉式组合钢围堰，其特征在于：所述纵向侧板通过若干块不锈钢板拼接制成，相邻两块不锈钢板的连接处设有燕尾槽连接结构，相邻两块不锈钢板的对接处设有止水密封件，所述止水密封件为裙边橡胶止水带。

3.根据权利要求1所述的深水条件下渠道衬砌修复专用自沉式组合钢围堰，其特征在于：所述横向侧板通过转轴安装在底板上，所述横向侧板与底板之间设有举升油缸。

4.根据权利要求1所述的深水条件下渠道衬砌修复专用自沉式组合钢围堰，其特征在于：所述底板、立柱、纵向侧板、横向侧板、横向挡板均由不锈钢材料制成。

5.根据权利要求1所述的深水条件下渠道衬砌修复专用自沉式组合钢围堰，其特征在于：所述横向挡板底部与衬砌之间设有压缩止水橡胶和裙边橡胶止水带，所述横向挡板的侧部插装在立柱的挂耳内并通过销轴固定，所述横向挡板与立柱之间设有裙边橡胶止水带。

6.根据权利要求1所述的深水条件下渠道衬砌修复专用自沉式组合钢围堰，其特征在于：所述纵向侧板的底部设有压缩止水橡胶且插装在底板的长槽内，所述纵向侧板的侧部插装在立柱的竖槽内，纵向侧板与立柱之间设有裙边橡胶止水带。

7.根据权利要求1所述的深水条件下渠道衬砌修复专用自沉式组合钢围堰，其特征在于：所述立柱上设有与横向侧板相配合的挡板，挡板与横向侧板之间设有压缩止水橡胶，横向侧板与底板之间设有裙边橡胶止水带。

8.根据权利要求1所述的深水条件下渠道衬砌修复专用自沉式组合钢围堰，其特征在于：所述底板、立柱、纵向侧板、横向侧板、横向挡板上均设有吊环。