CN212294534U - 一种坝面水下修复装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种坝面水下修复装置，包括施工仓及进人管道，施工仓为一面开口的空心柱体；其开口端朝向水平方向，其开口端的环形端面上由内至外依次设有主止水带及辅助止水带，辅助止水带的外边缘超出施工仓开口端的端面外边缘；其侧壁分别开有抽水孔及进人孔，进人管道与进人孔连通并与施工仓密封固接。本实用新型在施工前将施工仓内水抽空，利用施工仓内外压差和止水装置，实现施工仓在坝面上的吸附，施工仓内形成无水的施工环境，提供等同于陆面干地施工的施工环境。

Description

一种坝面水下修复装置

技术领域

本实用新型属于水利工程水下施工修复技术领域，特别涉及一种坝面水下修复装置。

背景技术

目前国内外水库大坝除险加固技术都需要实现陆面干地施工修复，即通过放空水库至一定水位之下，再进行施工。然而，这样做的施工成本高、施工期较长而且见效慢，且放空水库的库容损失将影响发电、灌溉、航运等，造成巨大的经济损失。虽然目前已有一些水下修复材料如PBM聚合物、SR防渗模块、SXM水下密封剂等可以一定程度上保证水下混凝土不分散，进而实现水下混凝土修复，但这类技术施工成本仍然较高，且技术尚不成熟。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种施工成本低且施工周期短的坝面水下修复装置。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种坝面水下修复装置，包括施工仓及进人管道，施工仓为一面开口的空心柱体；其开口端朝向水平方向，其开口端的环形端面上由内至外依次设有主止水带及辅助止水带，辅助止水带的外边缘超出施工仓开口端的端面外边缘；其侧壁分别开有抽水孔及进人孔，进人管道与进人孔连通并与施工仓密封固接。

进一步地，还包括气囊和配重块，气囊用于对施工仓施加向上的力，配重块用于对施工仓施加向下的力。

进一步地，在辅助止水带的超出施工仓端面外边缘的部分的背面上，设有止水压条；在施工仓开口端的左右两侧设有水平方向伸缩的液压伸缩杆；液压伸缩杆的一端固定在施工仓上，另一端伸出后压接在止水压条上。

进一步地，施工仓为方盒形。

进一步地，施工仓开口朝上放置时的内壁尺寸为：长2～3m，宽2～3m，高2～3m，壁厚0.4～0.6m。

进一步地，施工仓为一端开口且另一端封闭的圆筒形。

进一步地，施工仓开口朝上放置时的内壁尺寸为：直径2～3m，高2～3m，壁厚0.4～0.6m。

进一步地，施工仓由混凝土制成。

本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型设置一端开口的施工仓，在施工前将施工仓内水抽空，利用施工仓内外压差和止水装置，实现施工仓在坝面上的吸附，施工仓内形成无水的施工环境，提供等同于陆面干地施工的施工环境。可在大坝上游坝面需要进行施工修复的地方使用，实现了坝面修复的水下安全高效施工，避免了将水库放空进行施工而造成的经济损失。

附图说明

图1是本实用新型的一种坝面水下修复装置结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图中：1、坝体；2、坝面缺陷；3、施工仓；4、抽水孔；5、进人管道；6、缆绳；7、气囊；8、配重块；9、主止水带；10、辅助止水带；11、止水压条；12、液压伸缩杆。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参见图1至图2，一种坝面水下修复装置，包括施工仓3及进人管道5，施工仓3

为一面开口的空心柱体；其开口端朝向水平方向，其开口端的环形端面上由内至外依次设有主止水带9及辅助止水带10，辅助止水带10的外边缘超出施工仓3开口端的端面外边缘；其侧壁分别开有抽水孔4及进人孔，进人管道5与进人孔连通并与施工仓3密封固接。

施工仓3开口端的环形端面可向外或向内延伸，用于增大止水带粘贴面，从而增大吸附力及摩擦力。

进一步地，还可包括气囊7和配重块8，气囊7可用于对施工仓3施加向上的力，配重块8可用于对施工仓3施加向下的力。对气囊7充放气，以及增减放入施工仓3内的配重块8，可以对施工仓3的受力平衡进行微调，避免缆绳6调节浮动过大造成施工仓3倾斜等。

进一步地，可在辅助止水带10的超出施工仓3端面外边缘的部分的背面上，设有止水压条11；可在施工仓3开口端的左右两侧设有水平方向伸缩的液压伸缩杆12；液压伸缩杆12的一端固定在施工仓3上，另一端伸出后压接在止水压条11上。

液压伸缩杆12即伸缩式液压缸，其是由两个或多个活塞式液压缸套装而成的，前一级活塞缸的活塞杆是后一级活塞缸的缸筒。当压力油从无杆腔进入时，活塞有效面积最大的缸筒开始伸出，当行至终点时，活塞有效面积次之的缸筒开始伸出。液压伸缩杆伸出时可获得很长的工作行程，缩回时的轴向长度较短，占用空间较小，结构紧凑。液压伸缩杆12由液压泵驱动，可设置液压站，通过液压阀来控制液压伸缩杆12的伸缩。

上述的液压伸缩杆12可采用现有技术中的液压伸缩杆，并采用常规技术手段进行安装及驱动控制。

液压伸缩杆12的伸缩端可设有液压式径向膨胀套头，液压伸缩杆12的伸缩端伸出至止水压条11位置时，膨胀套头在液压油的作用下沿径向向外膨胀，膨胀套头压接在止水压条11上，对止水压条11施加朝向辅助止水带9的压力。液压径向膨胀套头可采用现有技术中的结构，并采用常规技术手段进行安装及驱动控制。

进一步地，施工仓3可为方盒形。即外观为方形柱体，内设方形空腔，一端开口。方盒形的施工仓3开口朝上放置时，其内壁尺寸为：长2～3m，宽2～3m，高2～3m，壁厚0.4～0.6m。

进一步地，施工仓3也可为一端开口且另一端封闭的圆筒形。即外观为圆柱形柱体，内设圆柱形空腔，一端开口。圆筒形的施工仓3开口朝上放置时，其内壁尺寸为：直径2～3m，高2～3m，壁厚0.4～0.6m。

施工仓3可由混凝土制成。混凝土制作方法较简单，施工周期短。

本实用新型还提供了一种利用上述的坝面水下修复装置的坝面水下修复方法实施例，该方法包括如下步骤：

步骤一，将施工仓3与进人管道5固接，用缆绳6牵引吊装施工仓3，使施工仓3开口朝向坝面且进人管道5开口朝上吊入水中。

通过缆绳6将组装后的整体装置提吊入水中，控制缆绳6拉力以保证施工仓3平稳下沉至上游坝面缺陷2处且保持开口侧朝向坝面。

步骤二，施工仓3下降至坝面缺陷处后，使施工仓3靠近坝体1，使辅助止水带10贴紧坝面。

如果在辅助止水带10的背面上，设有止水压条11；并在施工仓3开口端的左右两侧设有水平方向伸缩的液压伸缩杆12；则当施工仓3靠近坝体1后，驱动液压伸缩杆12，使其伸缩端伸出并压接在止水压条11上，对辅助止水带10施加朝向坝面的压力；帮助辅助止水带10贴紧坝面。

步骤三，通过抽水孔4将施工仓3内水抽干，在外部水压作用下，施工仓3的主止水带9紧贴坝面；从抽水孔4抽水，此时施工仓3内水位下降，最终施工仓3内水被抽干，形成与水面外相通的大气压环境。

如果使用液压伸缩杆12对辅助止水带10施压，则在施工仓3内水抽干后缩回液压伸缩杆12。抽水完成后，施工仓3内形成无水的施工环境。

如果使用气囊7和配重块8，则可通过向气囊7充放气及在施工仓3内增减放入配重块8等方式，对施工仓3的受力平衡进行微调，避免缆绳6调节浮动过大造成施工仓3倾斜等。

步骤四，作业人员和施工材料由进人孔进入施工仓3，作业人员进行施工作业。

步骤五，施工完成后，通过抽水孔4向施工仓3内注水，使施工仓3内外水压平衡，将施工仓3吊起回收。内外水压平衡后，主止水带9和辅助止水带10与坝面的吸附力降低，向上及向坝面反方向牵引施工仓3，主止水带9和辅助止水带10与坝面脱离，施工仓3等被整体吊起。

如果使用气囊7，可向气囊7内充气并配合吊装系统使整个装置上浮回收。气囊7和配重块8用于平衡装置所受浮力、重力、缆绳6拉力和摩擦力，可根据实际情况调整。

下面以本实用新型的一个优选实施例来进一步说明本实用新型的结构、工作流程及工作原理：

上游坝面的缺陷面积约1m×1m，位于水下20m位置。

一种坝面水下修复装置,由施工仓3、进人管道5、缆绳6、气囊7、配重块8、主止水带9、辅助止水带10、止水压条11以及液压伸缩杆12组成。其中，施工仓3为空心圆筒形，一端开口，另一端封闭，施工仓3侧壁上设有抽水孔4和进人孔，抽水孔4用于为施工仓3抽水减压和充水增压，进人孔用于输送施工人员和施工用料；施工仓3上的缆绳6吊点成三角形分布；气囊7和配重块8用于平衡施工仓3重力、浮力及缆绳6拉力等，根据实际需要设置；主止水带9和辅助止水带10均设置于施工仓3的开口一侧的端部，辅助止水带10上设置有止水压条11，液压伸缩杆12可对止水压条11施加朝向坝面的力，进而帮助辅助止水带10贴附于坝体1的坝面上。

施工仓3制作材料为混凝土，其圆柱内壁直径3m，轴向长3m，壁厚0.5m；整个装置通过缆绳6平稳吊入水中，入水后，施工仓3内自动充水，调整缆绳6的受力以保证施工仓3的水下姿态，保持施工仓3开口朝向坝面，平稳下沉；下沉过程中进人孔内的水位与水库水位持平；施工仓3达到上游坝面缺陷2附近后，启动液压伸缩杆12，将止水压条11压附于辅助止水带10上，辅助止水带10接触大坝的上游坝面后，开始从抽水孔4抽水，抽水过程中，进人孔内水位下降，施工仓3内压力降低，受内外压差作用，施工仓3逐渐吸附于坝面，抽水完成后，收起液压伸缩杆12，主止水带9受力变形，压附于施工仓3与坝面之间，仓内形成无水施工环境，作业人员及所需材料由进人孔进入施工仓3，作业人员开始坝面修复工作；修复完成后，通过抽水孔4向施工仓3内注水，施工仓3内外压差逐渐平衡，主止水带9和辅助止水带10的吸附力降低，用缆绳6牵引施工仓3，使主止水带9和辅助止水带10与坝面脱开；如有需要，可向气囊7充气，增大整个装置所受浮力，配合缆绳6完成装置回收。

本实施例中，浮力约210kN，施工仓3自重约550kN，施工仓3内形成干室施工环境后，吸附于坝面的吸附力约2500kN，按摩擦系数0.2计算，施工仓3所受壁面摩擦力约为500kN，摩擦力的方向随装置自重、浮力、缆绳6拉力的平衡关系而改变，因此容易实现整体装置在施工过程中的稳定性。

以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本实用新型的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本实用新型的专利范围，即凡本实用新型所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本实用新型的专利范围内。

Claims (8)

1.一种坝面水下修复装置，其特征在于，包括施工仓及进人管道，施工仓为一面开口的空心柱体；其开口端朝向水平方向，其开口端的环形端面上由内至外依次设有主止水带及辅助止水带，辅助止水带的外边缘超出施工仓开口端的端面外边缘；其侧壁分别开有抽水孔及进人孔，进人管道与进人孔连通并与施工仓密封固接。

2.根据权利要求1所述的坝面水下修复装置，其特征在于，还包括气囊和配重块，气囊用于对施工仓施加向上的力，配重块用于对施工仓施加向下的力。

3.根据权利要求1所述的坝面水下修复装置，其特征在于，在辅助止水带的超出施工仓端面外边缘的部分的背面上，设有止水压条；在施工仓开口端的左右两侧设有水平方向伸缩的液压伸缩杆；液压伸缩杆的一端固定在施工仓上，另一端伸出后压接在止水压条上。

4.根据权利要求1所述的坝面水下修复装置，其特征在于，施工仓为方盒形。

5.根据权利要求4所述的坝面水下修复装置，其特征在于，施工仓开口朝上放置时的内壁尺寸为：长2～3m，宽2～3m，高2～3m，壁厚0.4～0.6m。

6.根据权利要求1所述的坝面水下修复装置，其特征在于，施工仓为一端开口且另一端封闭的圆筒形。

7.根据权利要求6所述的坝面水下修复装置，其特征在于，施工仓开口朝上放置时的内壁尺寸为：直径2～3m，高2～3m，壁厚0.4～0.6m。

8.根据权利要求1所述的坝面水下修复装置，其特征在于，施工仓由混凝土制成。

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