CN217150551U - 单向导水防淤堵排水孔结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单向导水防淤堵排水孔结构。适用于土木、水电水利工程中的过水建筑物。本实用新型所采用的技术方案是：一种单向导水防淤堵排水孔结构，其特征在于，包括：排水管，插装于过水建筑物底板上的排水孔内；孔口导水防护盖，安装于所述排水管上端；所述孔口导水防护盖在过水建筑物表面内水压力大于排水孔外水压力时，能在压差作用下压紧封闭排水管上端管口；所述孔口导水防护盖在能在过水建筑物表面内水压力小于排水孔外水压力时，能在压差作用下被抬升，从而在孔口导水防护盖和排水管之间形成连通排水管和过水建筑物过水通道的排水通道。

Description

单向导水防淤堵排水孔结构

技术领域

本实用新型涉及一种单向导水防淤堵排水孔结构。适用于土木、水电水利工程中的过水建筑物。

背景技术

土木、水电水利工程中，为降低结构外水压力，减小结构基础扬压力，往往会在过水建筑物底板或边墙上设置排水孔。例如水工隧洞底板、输水明渠底板、水闸消力池底板上的减压孔或排水孔。常规排水孔设计主要分为岩基PVC透水管、土基排水孔加反滤设施。此类排水孔存在一些缺陷：

一、不具备单向导水功能，当水工建筑物底板外水压力较低时，过水建筑物内侧水流可能通过排水孔对底板基础形成淘刷，影响结构安全；

二、随着过水建筑物运行，水流携带的泥沙和淤积物经常会堵塞排水孔，导致排水孔失效，进而降低建筑物底板结构抗外水压力能力，造成建筑物底板起翘、开裂、甚至失稳；

三、排水孔一旦失效难以修复更换，只能整体拆除重建，不但影响建筑物运行而且造成经济所示较大。上述排水孔结构通常预埋在结构内部，失效后很难修复，可能造成较大经济损失或较大安全隐患。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种单向导水防淤堵排水孔结构。

本实用新型所采用的技术方案是：一种单向导水防淤堵排水孔结构，其特征在于，包括：

排水管，插装于过水建筑物底板上的排水孔内；

孔口导水防护盖，安装于所述排水管上端；

所述孔口导水防护盖在过水建筑物表面内水压力大于排水孔外水压力时，能在压差作用下压紧封闭排水管上端管口；

所述孔口导水防护盖在能在过水建筑物表面内水压力小于排水孔外水压力时，能在压差作用下被抬升，从而在孔口导水防护盖和排水管之间形成连通排水管和过水建筑物过水通道的排水通道。

通过在排水管上端安装能在压差作用下实现上下移动，从而实现排水管管口开闭的孔口导水防护盖，在外水压力相对较低时，防护盖封闭排水管，防止过水建筑物内侧水流通过排水孔对底板基础形成淘刷，防止过水建筑物内侧水流携带的泥沙、淤积物堵塞排水孔；在外水压力相对较高时，防护盖被抬升，形成连通排水管和过水建筑物过水通道的外水排水通道，减小结构扬压力。

在一些实施例中，所述孔口导水防护盖具有套于所述排水管上且内径大于排水管外径的套筒，套筒上端固定顶盖板。

通过顶盖板压紧排水管上端管口，实现管口封闭；防护盖抬升后，外水依次经排水管，以及套筒和排水管之间形成的排水通道进入过水建筑物过水通道；过水建筑物内侧水流携带的泥沙、淤积物等需沿排水通道向上移动后才能到达排水管管口，从而有效避免避免泥沙、淤积物等堵塞排水管。

在一些实施例中，所述过水建筑物底板上对应所述排水孔预留排水孔圆台，形成底板扩大头，底板扩大头下端直径大于等于所述套筒外径，底板扩大头上端直径与所述顶盖板相适配。

孔口导水防护盖可整体置于底板扩大头内，使孔口导水防护盖顶面与过水建筑物底板表面齐平，保证过流平顺；外水依次经排水管、套筒与排水管之间的排水通道，以及底板扩大头内壁和套筒外壁之间间隙进入过水建筑物过水通道。

在一些实施例中，所述底板扩大头内壁与所述套筒外壁之间空隙充填纱网。

纱网防止过水建筑物内侧水流携带的泥沙、淤积物等进入排水通道，起到可靠的防淤防堵作用。

在一些实施例中，所述顶盖板上套筒外围部位设有透水网孔。

通过在顶盖板外围设置透水网孔，减少内水对顶盖板作用面积，降低外水抬升孔口导水防护盖的难度。

在一些实施例中，所述套筒外套有一圈弹性钢丝网，该弹性钢丝网上端固定于所述顶盖板上，弹性钢丝网下端与下方过水建筑物底板接触。

弹性钢丝网始终对应顶盖板和过水建筑物底板之间间隙，防止淤积物进入排水孔结构内。

在一些实施例中，所述排水管上部外壁上制有一圈上层卡齿和一圈下层卡齿，上层卡齿和下层卡齿在水平面上位置错开且两者之间留有一定距离；所述套筒内壁制有一圈与上层卡齿和下层卡齿均适配的套筒卡齿。

通过排水管上的下层卡齿定位套筒卡齿位置，通过与下层卡齿错位布置的上层卡齿防止套筒卡齿上移时脱出，从而防止孔口导水防护盖在上移时与排水管分离。

在一些实施例中，所述顶盖板压紧封闭排水管上端管口时，套筒内壁上的套筒卡齿位于所述下层卡齿之间的齿槽内。

通过顶盖板压紧排水管上端管口，通过套筒卡齿和下层卡齿配合封堵套筒和排水管之间排水通道，起到多重防护，避免内侧水流通过排水孔对底板基础形成淘刷。

在一些实施例中，所述顶盖板上设有能与所述排水管配合防止孔口导水防护盖相对排水管水平转动的螺栓销钉。

在孔口导水防护盖安装于排水管上端后，通过螺栓销钉锁定两者水平的相对位置，防止孔口导水防护盖水平转动，进而防止防止孔口导水防护盖和排水管分离。

在一些实施例中，所述排水管下端包裹土工布。

排水管下端包裹土工布，防止孔内碎渣或析出物淤堵孔口结构。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所设计的排水孔结构，具备单向导水功能，即满足外水内渗，防止内水外渗，同时本排水孔结构具备有效的防淤堵功能。本实用新型结构简单、效果可靠、施工及运行维护方便，能够大幅提高排水孔有效寿命，增加结构安全性，降低维修难度，具有较高的可靠性及实用性。

附图说明

图1、图2为实施例的剖视图和剖切图。

图3为实施例中排水管的结构示意图。

图4、5为实施例中孔口导水防护盖的结构示意图。

图6为实施例中过水建筑物表面内水压力大于排水孔外水压力时的结构示意图。

图7为实施例中过水建筑物表面内水压力小于排水孔外水压力时的结构示意图。

图8为实施例中孔口导水防护盖的安装示意图。

1、过水建筑物底板；2、结构下部基础；3、排水孔身；4、排水管；4-1、上层卡齿；4-2、下层卡齿；5、土工布；6、底板扩大头；7、孔口导水防护盖；7-1、顶盖板；7-2、套筒；7-3、套筒卡齿；7-4、弹性钢丝网；7-5、螺栓销钉；8、纱网；9、结构－基础分界面；10、内水(过水建筑物内部输送的水流，例如隧洞、明渠内流经的水体)；11、外水(建筑物底板以外的地下水)。

具体实施方式

如图1、2所示，本实施例为一种单向导水防淤堵排水孔结构，设置于过水建筑物底板，在过水建筑物底板上设有多个排水孔，排水孔内插入有与其相适配的PVC排水管，排水管下端穿过结构－基础分界面进入结构下部基础约20cm，排水管下端部分采用土工布包裹，防止孔内碎渣或析出物淤堵孔口结构；排水管上端安装孔口导水防护盖，该孔口导水防护盖能根据内外水的压力差封闭或打开排水管上端管口。

本例中排水孔穿过过水建筑物底板并入岩2～6m，在基础外水压力较高时形成导水通道。排水孔直径和入岩深度根据地下水富含条件确定，并用下列公式进行复核：孔径

式中k为基础岩体的渗透系数，ν_w为水的运动粘度，g为重力加速度。

本实施例中孔口导水防护盖具有套于排水管上且内径大于排水管外径的套筒，套筒内壁和排水管外壁之间留有间隙，套筒内壁下端制有一圈套筒卡齿；套筒上端固定直径大于套筒外径的顶盖板，顶盖板的套筒外围部位形成翼板，翼板上设置透水网孔(见图4、5)。

本实施例中排水管上部外壁上制有一圈上层卡齿和一圈位于上层卡齿下方一定距离(3～5cm)位置的下层卡齿，上层卡齿圈和下层卡齿圈均能与套筒内壁的套筒卡齿相互咬合，上层卡齿圈和下层卡齿圈在水平面上位置错开45°(见图3)。

当顶盖板压紧封闭排水管上端管口时，套筒内壁上的套筒卡齿位于下层卡齿之间的齿槽内；当孔口导水防护盖被抬升时，由于上层卡齿圈和下层卡齿圈在水平面上位置错开，使上层卡齿挡住套筒卡齿上移路径，从而防止孔口导水防护盖与排水管分离。

本例中顶盖板上固定螺栓销钉，螺栓销钉与下方排水管配合防止孔口导水防护盖相对排水管水平转动，从而避免套筒卡齿转动后从上层卡齿之间卡槽移出，防止孔口导水防护盖意外脱落，螺栓销钉长度不超过排水管上层卡齿。

本实施例中在过水建筑物底板表面设置对应排水孔设置底板扩大头，扩大头呈倒圆台形，圆台底面直径与导水防护盖的套筒外径匹配，圆台顶面直径与导水防护盖的顶盖板直径匹配，圆台高度与孔口导水防护盖高度相同。孔口导水防护盖可完全置于底板扩大头内，孔口导水防护盖顶面与过水建筑物底板表面平齐，保证过流平顺。

本例中在底板扩大头内壁与套筒外壁之间空隙内充填纱网，在套筒外套有一圈弹性钢丝网，该弹性钢丝网上端固定于顶盖板上，弹性钢丝网下端在弹性作用下与下方过水建筑物底板接触，防止淤积物进入排水孔结构内。

本实施例的工作原理如下：当过水建筑物表面内水压力大于排水孔外水压力时，孔口导水防护盖在水压和自重作用下呈封闭状态，压紧排水管上端孔口，此时套筒卡齿与排水管下层卡齿嵌合，防止内水渗入排水管内。此外，孔口导水防护盖与扩大头内的纱网将发挥可靠的防淤防堵作用(见图6)。

当过水建筑物表面内水压力小于排水孔外水压力时，孔口导水防护盖在外水压力顶托作用下抬起，顶盖板与排水管上端之间形成过水间隙，此时套筒齿槽上移至介于上层卡齿与下层卡齿之间，套筒齿槽与下层卡齿呈相互脱开状态，套筒与排水管之间形成排水通道，外水依次经排水管、顶盖板与排水管之间过水间隙、套筒与排水管之间排水通道、底板扩大头内壁与套筒外壁之间纱网排出至排水孔外，实现外水内渗，从而降低结构外水压力(见图7)。

本实施例的具体施工步骤如下：

步骤001、根据设计好的排水孔孔位，在过水建筑物底板浇筑时预埋导向钢管，为后续排水孔钻孔导向。在过水建筑物底板表面预留排水孔圆台形底板扩大头，一次成型。

步骤002、过水建筑物底板混凝土结构施工完成后，沿预埋导向孔完成排水孔钻孔，钻孔过程中注意精细化施工，避免破坏扩大头。造孔完成后进行清除处理，彻底清除孔内碎屑。

步骤003、造孔完成后，在排水孔内插入排水管，排水管入岩20cm，入岩部分包裹土工布，底板混凝土段采用预缩砂浆充填，确保排水孔与PVC排水管壁间充填密实。

步骤004、排水管施工完成后，进行孔口导水防护盖安装，安装步骤如图8所示，依次为：①孔口导水防护盖的套筒卡齿与上层卡齿之间的齿槽对齐→②对齐后套筒卡齿下端面下沉至下层卡齿顶部，旋转45°与下沉卡齿之间的齿槽对齐→③对齐后套筒卡齿下端面下沉至下层卡齿底部→④安装到位后，插入螺栓销钉，并进行调试。

本实施例中孔口导水防护盖更换时，可先按上述安装步骤的倒着操作，实现拆卸，然后按上述安装步骤安装新的孔口导水防护盖，更换修复方便。

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 (10)

1.一种单向导水防淤堵排水孔结构，其特征在于，包括：

排水管，插装于过水建筑物底板上的排水孔内；

孔口导水防护盖，安装于所述排水管上端；

所述孔口导水防护盖在过水建筑物表面内水压力大于排水孔外水压力时，能在压差作用下压紧封闭排水管上端管口；

所述孔口导水防护盖能在过水建筑物表面内水压力小于排水孔外水压力时，能在压差作用下被抬升，从而在孔口导水防护盖和排水管之间形成连通排水管和过水建筑物过水通道的排水通道。

2.根据权利要求1所述的单向导水防淤堵排水孔结构，其特征在于：所述孔口导水防护盖具有套于所述排水管上且内径大于排水管外径的套筒，套筒上端固定顶盖板。

3.根据权利要求2所述的单向导水防淤堵排水孔结构，其特征在于：所述过水建筑物底板上对应所述排水孔预留排水孔圆台，形成底板扩大头，底板扩大头下端直径大于等于所述套筒外径，底板扩大头上端直径与所述顶盖板相适配。

4.根据权利要求3所述的单向导水防淤堵排水孔结构，其特征在于：所述底板扩大头内壁与所述套筒外壁之间空隙充填纱网。

5.根据权利要求3所述的单向导水防淤堵排水孔结构，其特征在于：所述顶盖板上套筒外围部位设有透水网孔。

6.根据权利要求3或4或5所述的单向导水防淤堵排水孔结构，其特征在于：所述套筒外套有一圈弹性钢丝网，该弹性钢丝网上端固定于所述顶盖板上，弹性钢丝网下端与下方过水建筑物底板接触。

7.根据权利要求2所述的单向导水防淤堵排水孔结构，其特征在于：所述排水管上部外壁上制有一圈上层卡齿和一圈下层卡齿，上层卡齿和下层卡齿在水平面上位置错开且两者之间留有一定距离；所述套筒内壁制有一圈与上层卡齿和下层卡齿均适配的套筒卡齿。

8.根据权利要求7所述的单向导水防淤堵排水孔结构，其特征在于：所述顶盖板压紧封闭排水管上端管口时，套筒内壁上的套筒卡齿位于所述下层卡齿之间的齿槽内。

9.根据权利要求7或8所述的单向导水防淤堵排水孔结构，其特征在于：所述顶盖板上设有能与所述排水管配合防止孔口导水防护盖相对排水管水平转动的螺栓销钉。

10.根据权利要求1所述的单向导水防淤堵排水孔结构，其特征在于：所述排水管下端包裹土工布。

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