CN117266108A - 一种导流洞封堵装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导流洞封堵装置及方法，装置包括：清淤模块、闸门和吊装模块；清淤模块与闸门可拆卸连接，且清淤模块的底面低于闸门底面第一预设距离，用于对闸门底坎上的堆积物进行清除；吊装模块设置于导流洞的洞口上方，并与闸门连接，用于在清淤模块清除堆积物之后，控制闸门封堵导流洞。本发明在闸门底面设置了清淤模块，清淤模块对闸门底坎堆积的污物清理过后，再通过吊装模块对闸门进行下放，从而使得闸门的底面与底坎贴合，有效解决了因底坎凹凸不平造成的封堵不严、漏水的问题，提高了水利水电工程建设的安全可靠性，技术先进且施工方便。

Description

一种导流洞封堵装置及方法

技术领域

本发明属于水利水电工程领域，尤其涉及一种导流洞封堵装置及方法。

背景技术

在水电站或水利工程建设中，通常采用导流洞进行施工导流。当导流洞完成导流任务时，需要对导流洞进行封堵。

现有技术是直接下导流洞闸门对导流洞进行封堵。然而，导流洞长期过流后，预埋在水底的导流洞闸门底坎容易产生污物堆积，使得闸门底坎凹凸不平，进而造成下闸后底水封闭不严而漏水的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种导流洞封堵装置及方法。

本发明公开了一种导流洞封堵装置，包括：清淤模块、闸门和吊装模块；

所述清淤模块与所述闸门可拆卸连接，且所述清淤模块的底面低于所述闸门底面第一预设距离，用于对闸门底坎上的堆积物进行清除；

所述吊装模块设置于所述导流洞的洞口上方，并与所述闸门连接，用于在所述清淤模块清除堆积物之后，控制所述闸门封堵所述导流洞。

所述清淤模块包括：冲击式水轮机；

所述冲击式水轮机的水轮低于所述闸门底面第一预设距离。

所述清淤模块还包括：水轮机底座；

所述水轮机底座与所述冲击式水轮机连接。

本发明还公开了一种导流洞封堵方法，包括以下步骤：

将闸门下放，直到闸门底面距离底坎第二预设距离，并保持第一预设时间；

再将闸门下放至清淤模块与底坎接触，启动所述清淤模块，使其工作第二预设时间后拆除清淤模块；

下放闸门，直至闸门的底面与底坎接触。

下放闸门，直至闸门的底面与底坎接触之后，还包括：

在闸门面向导流洞洞口的一面放置挡水材料。

所述挡水材料为多个麻袋沙包和/或多个棉被。

下放闸门，直至闸门的底面与底坎接触之后，还包括：

在所述闸门的下游隧洞中浇筑预设厚度的混凝土。

相较于现有技术，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明在闸门底面设置了清淤模块，利用清淤模块对闸门底坎堆积的污物清理过后，再通过吊装模块对闸门进行下放，从而使得闸门的底面与底坎贴合，有效解决了因底坎凹凸不平造成的封堵不严、漏水的问题，提高了水利水电工程建设的安全可靠性，技术先进且施工方便；

（2）本发明首先通过在闸门底面与底坎之间保持第二预设距离，利用高速通过的导流洞上游水流对底坎堆积物进行一次冲洗，然后下降闸门至清淤模块与底坎接触，此时闸门底面与底坎之间保持微小的开度，然后利用微开度形成的高速水流和清淤模块旋转形成的涡流扰动，有效扰动和清理导流闸闸门底坎面污物的堆积，高效地对底坎堆积的污物进行清理，进一步提升了导流洞封堵的严密性；

（3）本发明利用麻袋沙包和棉被等挡水材料形成的复合堵漏结构，从上游进一步解决导流洞渗水问题，结构简单，成本低且施工方便。

附图说明

图1是本发明导流洞封堵装置的吊装模块与闸门的结构图；

图2是本发明一个实施例中，冲击式水轮机的结构图；

图3是本发明一个实施例中，利用水轮机底座对底坎堆积物进行机械破坏的示意图；

图4是本发明在导流洞洞口放置挡水材料的示意图；

图5是本发明一个实施例中，清淤模块的结构图；

图6是本发明导流洞封堵方法的流程图；

图7是一个实施例中，本发明在冲击式水轮机上设置多个喷嘴的结构图；

图8是本发明中，闸门与侧轮的结构示意图。

图中，1是吊装模块；2是闸门；3是锁锭梁；4是冲击式水轮机；5是闸门拉杆加长件；6是水轮机底座；7是麻袋沙包；8是棉被，9是下游隧洞浇筑的混凝土，10是底坎；11是水轮；12是喷嘴；13是侧轮。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

如图1所示，本发明公开了一种导流洞封堵装置，包括：清淤模块、闸门2和吊装模块1；

本实施例中，闸门2为钢结构焊接件，主要材质为Q355，用于导流洞的封堵、挡水和封水，采用下游水封结构。也可根据需要自定义形状和材料，满足受力和结构要求即可。

如图5所示，清淤模块与闸门2可拆卸连接，且清淤模块的底面低于闸门2底面第一预设距离，用于对闸门底坎10上的堆积物进行清除；

如图2所示，清淤模块包括：冲击式水轮机4；

冲击式水轮机4的水轮11低于闸门底面第一预设距离，本实施例中，第一预设距离为0.1m~0.3m。

清淤模块还包括：水轮机底座6；

水轮机底座6与冲击式水轮机4连接。

本实施例的冲击式水轮机4及水轮机底座6均为机械加工件和钢结构焊接件，布置在闸门2上，用于清理闸门底面与底坎10之间的堆积物。

在其他实施例中，可沿闸门底面每隔一定距离安装多个冲击式水轮机4及水轮机底座6。水流通过时，水轮机的水轮能够发生旋转，对水流产生扰动作用。

冲击式水轮机4用螺栓安装在闸门2，下部连接水轮机底座6，当下放闸门2直至水轮机底座6与底坎10接触时，水轮机底座6起限位目的以保证微小开度，以及避免底水封接触底坎10时，因接触异物发生磨损或破坏。

在其他实施例中，也可根据需要自定义清淤模块的形状和材料，满足水流通过时的旋转扰流、结构受力和连接要求即可。

进一步地，在其他实施例中，如图7所示，本发明设有多个冲击式水轮机4，且每一个冲击式水轮机4上还设有多个与水轮11连接的喷嘴12，本发明在冲击式水轮机上设置多个喷嘴12，起到对水流进行导向和进一步加速清淤的作用。

吊装模块1设置于导流洞的洞口上方，并与闸门2连接，用于在清淤模块清除堆积物之后，控制闸门2封堵导流洞。

在一个实施例中，吊装模块1包括：闸门启闭机、闸门井、锁锭梁3和闸门拉杆加长件5；闸门井设置在导流洞洞口与下游隧洞之间，且闸门井的纵向长度从导流洞的外部的顶端延伸至导流洞的内顶端，如图8所示，闸门2与闸门井接触的两侧分别设有侧轮13，以便闸门启闭机吊装闸门2沿闸门井滑动；锁锭梁3设置在闸门井内，用于将闸门2固定在设置好的吊装高度上；为了能适应更多的不同洞高的导流洞以及不同水深的水利枢纽，本实施例在闸门启闭机的吊钩与闸门2之间还设置了闸门拉杆加长件5。

闸门启闭机为卷扬式启闭机，也可采用液压启闭机等闸门拼接、起吊和下门的起重设备。闸门启闭机须满足下部闸门2在各种工况水头下的启门、闭门和半开度持门的受力需要。

闸门拉杆加长件5为钢结构焊接件，主要材质为Q355，用于闸门顶部吊耳与上部启闭机的加长连接，以保证闸门2无卡阻的下降至导流洞孔口底部，在其他实施例中，也可根据需要自定义形状和材料，满足受力和结构要求即可。

本发明在闸门底面设置了清淤模块，利用清淤模块对闸门底坎10堆积的污物清理过后，再通过吊装模块1对闸门2进行下放，从而使得闸门2的底面与底坎10贴合，有效解决了因底坎10凹凸不平造成的封堵不严、漏水的问题，提高了水利水电工程建设的安全可靠性，技术先进且施工方便。

如图6所示，本发明还公开了一种导流洞封堵方法，包括以下步骤：

步骤一、将闸门2下放至闸门底面距离底坎10第二预设距离，并保持第一预设时间；第二预设距离为0.3m ~ 2 m，第一预设时间为15 min ~30 min。

在其他实施例中，可设置不同的第二预设距离阶段性清淤。操作时避开可能引起较大振动开度的前提下尽可能降低第二预设距离。

步骤一的作用是辅助清淤，具体原理如下：

利用闸门2与底坎10之间的第二预设距离内形成的高速水流对底坎10底部进行辅助清淤。

步骤二、再将闸门2下放至清淤模块与底坎10接触，启动清淤模块，使其工作第二预设时间后拆除清淤模块；本实施例中，第二预设时间为10min~15min。

步骤二的作用是高速清淤以及机械调平，具体原理如下：

通过在闸门2上安装冲击式水轮机4对底坎10上的堆积物进行定点清污；利用闸门2底面与底坎10之间形成的高速水流和水轮11旋转形成的涡流扰动，有效扰动和清理导流闸闸门底坎10面污物的堆积。

如图3所示，水轮机底座6一方面能够将闸门2开度限制在较小的开度范围，另一方面，通过其下至底坎10平面，能够利用闸门2的重量对底坎10上污物和异物起机械破坏和调平的作用。

步骤二主要是通过对闸门底坎10长期过水累积的污物，利用水力学原理进行清理和平整，再利用上部起吊设备将闸门2起吊至锁锭平台，然后人工拆除闸门2底部的清淤模块，以便将闸门2正常落门至底部挡水，完成下闸。

在步骤二之前，应对冲击式水轮机4在第二预设距离下高速水流下的旋转性能进行观测，一方面确保每个冲击式水轮机4在水流冲击下处于旋转状态，另一方面观测水流通过时水轮11对周围水体的扰动状态，确保其能有效扰流，起到加速和辅助清污的效果。

本发明首先通过使闸门底面与底坎10之间保持第二预设距离，利用高速通过的导流洞上游水流对底坎堆积物进行一次冲洗，然后下降闸门2至清淤模块与底坎10接触，此时闸门底面与底坎10之间保持微小的开度，然后利用微开度形成的高速水流和清淤模块旋转形成的涡流扰动，有效扰动和清理闸门底坎污物的堆积，高效地对底坎10堆积的污物进行清理，进一步提升了导流洞封堵的严密性。

步骤三、下放闸门2，直至闸门2的底面与底坎10接触。

在一个实施例中，步骤三之后，还包括：

在闸门2面向导流洞洞口的一面放置挡水材料。

挡水材料为多个麻袋沙包7和/或多个棉被8。

如图4所示，本步骤的具体实施过程为：待下闸完成，水流完全被阻挡后，检查闸门2下游漏水情况，如下游无漏水或渗水，证明闸门2封水情况良好。若有少量漏水，将提前准备好的若干麻袋沙包7从闸门井中集中下沉至闸门2面向导流洞洞口的一面，再将若干棉被8等棉质材料下沉至相同位置，彻底截断闸门2渗水问题。

本发明利用麻袋沙包7和棉被8等挡水材料形成的复合堵漏结构，从上游进一步解决导流洞渗水问题，结构简单，成本低且施工方便。

在另一个实施例中，步骤三之后，还包括：

在闸门2的下游隧洞中浇筑预设厚度的混凝土9。

本步骤的实施过程具体如下：待闸门2下游的隧洞中彻底无流水时，利用水泵抽掉下游洞内积水，在下游隧洞中进行钢筋混凝土封堵段施工，待混凝土9强度达到设计强度时，导流洞封堵闸门2下闸封堵工作完成，可拆除闸门启闭机和闸门拉杆加长件5等已经无用的设备回收利用。

在本实施例中，组装本发明装置的过程如下：

（1）闸门启闭机安装；

（2）闸门2现场拼装；

（3）闸门水封及附件安装；

（4）闸门底部冲击式水轮机4及水轮机底座6安装；

（5）闸门拉杆加长件5安装。

上述步骤具体为：闸门2准备下闸封堵前，首先安装闸门启闭机于导流洞上方启闭机平台，确保功能正常，能够起吊设计额定重量的荷载。利用启闭机在下方锁锭平台拼装闸门2，闸门2整体结构拼装完成后，安装冲击式水轮机4、水轮机底座6及闸门拉杆加长件5。

相较于现有技术，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明在闸门底面设置了清淤模块，利用清淤模块对闸门底坎堆积的污物清理过后，再通过吊装模块对闸门进行下放，从而使得闸门的底面与底坎贴合，有效解决了因底坎凹凸不平造成的封堵不严、漏水的问题，提高了水利水电工程建设的安全可靠性，技术先进且施工方便；

（2）本发明首先通过使闸门底面与底坎之间保持第二预设距离，利用高速通过的导流洞上游水流对底坎堆积物进行一次冲洗，然后下降闸门至清淤模块与底坎接触，此时闸门底面与底坎之间保持微小的开度，然后利用微开度形成的高速水流和清淤模块旋转形成的涡流扰动，有效扰动和清理导流闸闸门底坎面污物的堆积，高效地对底坎堆积的污物进行清理，进一步提升了导流洞封堵的严密性；

（3）本发明利用麻袋沙包和棉被等挡水材料形成的复合堵漏结构，从上游进一步解决导流洞渗水问题，结构简单，成本低且施工方便。

以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (7)

1.一种导流洞封堵装置，其特征在于，包括：清淤模块、闸门和吊装模块；

所述清淤模块与所述闸门可拆卸连接，且所述清淤模块的底面低于所述闸门底面第一预设距离，用于对闸门底坎上的堆积物进行清除；

所述吊装模块设置于所述导流洞的洞口上方，并与所述闸门连接，用于在所述清淤模块清除堆积物之后，控制所述闸门封堵所述导流洞。

2.根据权利要求1所述的导流洞封堵装置，其特征在于，所述清淤模块包括：冲击式水轮机；

所述冲击式水轮机的水轮低于所述闸门底面第一预设距离。

3.根据权利要求2所述的导流洞封堵装置，其特征在于，所述清淤模块还包括：水轮机底座；

所述水轮机底座与所述冲击式水轮机连接。

4.一种导流洞封堵方法，其特征在于，应用于权利要求1-3任一项所述的导流洞封堵装置，所述方法包括以下步骤：

将闸门下放，直到闸门底面距离底坎第二预设距离，并保持第一预设时间；

再将闸门下放至清淤模块与底坎接触，启动所述清淤模块，使其工作第二预设时间后拆除清淤模块；

下放闸门，直至闸门的底面与底坎接触。

5.根据权利要求4所述的导流洞封堵方法，其特征在于，下放闸门，直至闸门的底面与底坎接触之后，还包括：

在闸门面向导流洞洞口的一面放置挡水材料。

6.根据权利要求5所述的导流洞封堵方法，其特征在于，所述挡水材料为多个麻袋沙包和/或多个棉被。

7.根据权利要求4所述的导流洞封堵方法，其特征在于，下放闸门，直至闸门的底面与底坎接触之后，还包括：

在所述闸门的下游隧洞中浇筑预设厚度的混凝土。