一种自平衡组合式挡水围堰及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种自平衡组合式挡水围堰，包括由模块化单元分段拼装而成的围挡结构、支撑结构、反力平衡结构；每个模块化单元均包括底座、立柱、挡水面板；每个底座包括分别设置于两端的底座T形承插槽和底座T形承插头，底座上设置有分别用于固定立柱、挡水面板的安装卡口、挡水面板限位槽，底座的底面固定设置有底座平板软质橡胶板，底座迎水侧设置有底座橡胶挡水帘；底座包括底边底座、侧边底座、拐角底座；底边底座的截面形状为直角梯形；侧边底座的截面形状为矩形；拐角底座由分别与侧边底座和底边底座的截面相同的两段连接而成。本发明专利技术还公开了上述组合式挡水围堰的施工方法。本发明专利技术具有很强的操作性和适用性，同时可提高装置的周转效率。

【技术实现步骤摘要】
一种自平衡组合式挡水围堰及其施工方法
本专利技术涉及一种自平衡组合式挡水围堰，可以对坡面实施快速围挡，从而为渠道（河道）边坡衬砌面板提供干作业空间。
技术介绍
一般大型调水输水工程线路长，沿线地质条件复杂，环境条件变化大，渠道易出现衬砌面板裂缝、表层冻融破坏、剥离、塌陷等缺陷。目前，国内外渠道缺陷处理一般都是在降低水位运行或停水情况下实施，然而大型调水输水工程一般不具备降低水位运行或者停水检修条件，对水面线以下渠道衬砌面板塌陷、隆起及水面线上下冻融破坏等缺陷只能采用压重等临时措施，为工程带来安全隐患。目前已有的围堰设施或技术普遍存在水下施工难度大、止水密封效果差等问题，同时一般围堰入水深度有限（小于1米）、每次仅能对一块等少数块面板局部进行修复，远远无法满足大型调水输水工程正常维修与养护需求。因此，研发安全可靠、止水效果好、可拆解组合、工程造价低、适用性强的新型组合式挡水设备具有重要的意义与应用价值。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种可快速就位和移除的组合式挡水围堰，能够对渠道（河道）坡面实施快速围挡，提供干作业空间。本专利技术具体采用以下技术方案解决上述技术问题：一种自平衡组合式挡水围堰，包括由模块化单元分段拼装而成的水平投影为敞口八字形或敞口矩形的围挡结构，用于对围挡结构每个模块化单元分别进行支撑的一组支撑结构，以及用于对围挡结构整体进行稳定和加固的反力平衡结构；所述围挡结构的每个模块化单元均包括底座、立柱、挡水面板；每个底座的重量不低于1吨，其包括分别设置于两端的底座T形承插槽和底座T形承插头，底座上设置有分别用于固定立柱、挡水面板的安装卡口、挡水面板限位槽，底座的底面固定设置有底座平板软质橡胶板，底座迎水侧设置有底座橡胶挡水帘；所述底座包括分别用于围挡结构的底边和侧边的底边底座和侧边底座，以及用于连接底边底座和侧边底座的拐角底座；底边底座的截面形状为直角梯形，该直角梯形四个角中的锐角角度等于施工水道衬砌坡面与水平面间的夹角；侧边底座的截面形状为矩形；拐角底座由分别与侧边底座和底边底座的截面相同的两段连接而成。优选地，立柱的径向两侧分别设置有用于插入挡水面板的挡水面板限位槽，立柱的至少一端设置有与底座的安装卡口相配合的插座式连接安装定位接头，立柱上设置有用于连接支撑结构的连接结构。优选地，所述支撑结构包括支撑杆系、平板支座；支撑杆系为可调式三角结构，其包括上部连杆、下部连杆，设置于上部连杆两端和下部连杆两端的四个连接套筒；上部连杆和下部连杆均为两端分别设置有矩形丝杠传动齿的实心圆棒，连接套筒的截面为圆环，其内环设置有与所述矩形丝杠传动齿相适配的矩形内齿。优选地，所述底座橡胶挡水帘为由上层较厚的橡胶板与下层较薄的橡胶板组合而成的双层自由柔性组合橡胶板。进一步优选地，双层自由柔性组合橡胶板的上层为厚度不大于6mm的橡胶板，下层为厚度不大于3mm的橡胶板。优选地，所述挡水面板的主体为设置有加强筋板的平面钢面板，平面钢面板的底边和两条侧边上均设置有止水结构。进一步优选地，所述止水结构由背面止水带和两侧的侧面止水带组成，所述止水带为柔性平板橡胶板或者膨胀止水条。优选地，所述反力平衡结构包括固定设置于施工水道衬砌坡面上的一组可容纳配重物的反力箱，每个反力箱可分别通过连接杆与底座连接。进一步地，反力箱的底面设置有用于增大反力箱与边坡坡面之间摩擦系数的摩擦结构。进一步地，立柱上设置有安装定位管。如上任一技术方案所述组合式挡水围堰的施工方法，围堰安装过程具体如下：S1、按照从下游到上游的次序将底边底座依次吊装至边坡坡面上并连接，然后按照先上游后下游的次序将两个拐角底座与第一个和最后一个底边底座分别连接，最后按照上游和下游交错进行的次序一段一段地安装侧边底座；S2、将立柱按照从上游到下游的顺序依次插入已安装好的底座上的立柱安装卡口中，然后安装支撑结构；S3、将连成一体的底座及立柱向水中同步顶推至水中预定深度处；S4、将挡水面板按照从上游到下游的顺序依次插入各立柱限位槽中；S5、设置反力平衡结构；S6、将围挡结构内侧的水向外侧排出，直至围堰密封良好，无明显渗漏水；围堰拆卸过程具体如下：S7、作业完成后，按照先下游侧面挡水面板，再底边挡水面板，最后上游侧挡水面板的顺序依次将挡水面板吊出；S8、按照先下游侧立柱，再底边立柱，最后上游侧立柱的顺序依次将立柱吊出；S9、同步将底座向上牵拉至边坡坡顶后将底座拆除。相比现有技术，本专利技术技术方案具有以下有益效果：本专利技术组合式挡水围堰在底座侧边设置厚度不同的双层自由柔性组合橡胶板阻水帘，利用厚度不大于3mm的橡胶板贴合好、搭接缝隙小的特点形成阻水层，利用厚度不大于6mm的橡胶板自身强度大、抗流性能强的特点作为下层橡胶阻水层的限位固定层，底座底部设置柔性止水带，靠自重、水压力及水流压力作用下自动贴紧渠坡，能够较好的适应坡面不平，达到阻水目的；本专利技术底座与底座之间采用T型连接机构，T型承插头与T型承插槽间依靠构件间配合精度及相互咬合关系，迷宫止水；本专利技术的挡水面板与底座、立柱之间采用槽型结构和平面配合，平面之间安装软质平面橡胶，实现围堰立柱和挡水面板之间以及底座和挡水面板之间的止水。上述相结合的止水机构起到良好的止水作用。本专利技术围堰安装过程不需要大型施工设备，可以满足不同边坡长度、不同入水深度和不同边坡系数施工需求，且安全可靠、止水效果好、可拆解组合、工程造价低，克服了以往围堰止水及形成干地作业后设备抗浮、上滑、入水深度小等技术难题，具有很强的操作性和适用性，同时可缩短围堰的就位、拆装时间，简化了操作步骤、节约了操作时间，缩短工期，提高装置的周转效率。附图说明图1为本专利技术组合式挡水围堰一个优选实施例的结构示意图；图2为底座结构示意图；图3为立柱结构示意图；图4为挡水面板结构示意图；图5为支撑结构的结构示意图；图6为反力平衡结构的结构示意图；图中各附图标记的含义具体如下：1、围挡结构，2、支撑结构，3、反力平衡结构；11、底座，12、立柱，13、挡水面板；21、支撑杆系，22、平板支座；31、反力箱，32、连接杆，33、配重物，34、平板软质橡胶板；111、底座T形承插槽，112、底座T形承插头，113、立柱安装卡、114、挡水面板限位槽，115、底座平板软质橡胶板，116、底座橡胶挡水帘，117、吊环；121、挡水面板限位槽，122、插座式连接安装定位接头，123、支撑孔位，124、安装定位管；131、平面钢面板，132、加强筋板，133、侧面止水带，134、背面止水带；221、平板支座，211、上部连杆，212、下部连杆，213、连接套筒。具体实施方式针对现有技术不足，本专利技术的思路是采用分段组合的方式，通过底座自重同时实现抗浮、抗滑以及良好的止水效果，并结合支撑结构和反力平衡结构实现围堰的稳固；通过底座侧边设置双层自由柔性组合橡胶板阻水帘，底座底部设置柔性止水带，靠自重、水压力及水流压力作用下自动贴紧渠坡，达到阻水目的，通过底座与底座之间的T型连接机构实现良好止水，通过挡水面板与底座、立柱之间所采用的槽型结构和平面配合，平面之间安装软质平面橡胶，实现围堰立柱和挡水面板之间以及底座和挡水面板之间的止水。具体而言，本专利技术所提出的自平衡组合式挡水围堰，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自平衡组合式挡水围堰，其特征在于，包括由模块化单元分段拼装而成的水平投影为敞口八字形或敞口矩形的围挡结构（1），用于对围挡结构（1）每个模块化单元分别进行支撑的一组支撑结构（2），以及用于对围挡结构（1）整体进行稳定和加固的反力平衡结构（3）；所述围挡结构（1）的每个模块化单元均包括底座（11）、立柱（12）、挡水面板（13）；每个底座（11）的重量不低于1吨，其包括分别设置于两端的底座T形承插槽（111）和底座T形承插头（112），底座（11）上设置有分别用于固定立柱（12）、挡水面板（13）的安装卡口（113）、挡水面板限位槽（114），底座（11）的底面固定设置有底座平板软质橡胶板（115），底座（11）的迎水侧设置有底座橡胶挡水帘（116）；所述底座（11）包括分别用于围挡结构（1）的底边和侧边的底边底座和侧边底座，以及用于连接底边底座和侧边底座的拐角底座；底边底座的截面形状为直角梯形，该直角梯形四个角中的锐角角度等于施工水道衬砌坡面与水平面间的夹角；侧边底座的截面形状为矩形；拐角底座由分别与侧边底座和底边底座的截面相同的两段连接而成。

【技术特征摘要】
1.一种自平衡组合式挡水围堰，其特征在于，包括由模块化单元分段拼装而成的水平投影为敞口八字形或敞口矩形的围挡结构（1），用于对围挡结构（1）每个模块化单元分别进行支撑的一组支撑结构（2），以及用于对围挡结构（1）整体进行稳定和加固的反力平衡结构（3）；所述围挡结构（1）的每个模块化单元均包括底座（11）、立柱（12）、挡水面板（13）；每个底座（11）的重量不低于1吨，其包括分别设置于两端的底座T形承插槽（111）和底座T形承插头（112），底座（11）上设置有分别用于固定立柱（12）、挡水面板（13）的安装卡口（113）、挡水面板限位槽（114），底座（11）的底面固定设置有底座平板软质橡胶板（115），底座（11）的迎水侧设置有底座橡胶挡水帘（116）；所述底座（11）包括分别用于围挡结构（1）的底边和侧边的底边底座和侧边底座，以及用于连接底边底座和侧边底座的拐角底座；底边底座的截面形状为直角梯形，该直角梯形四个角中的锐角角度等于施工水道衬砌坡面与水平面间的夹角；侧边底座的截面形状为矩形；拐角底座由分别与侧边底座和底边底座的截面相同的两段连接而成。2.如权利要求1所述自平衡组合式挡水围堰，其特征在于，立柱（12）的径向两侧分别设置有用于插入挡水面板（13）的挡水面板限位槽（121），立柱（12）的至少一端设置有与底座（11）的安装卡口（113）相配合的插座式连接安装定位接头（122），立柱（12）上设置有用于连接支撑结构（2）的连接结构。3.如权利要求1所述自平衡组合式挡水围堰，其特征在于，所述支撑结构（2）包括支撑杆系（21）、平板支座（22）；支撑杆系（21）为可调式三角结构，其包括上部连杆（211）、下部连杆（212），以及设置于上部连杆（211）两端和下部连杆（212）两端的四个连接套筒（213）；上部连杆（211）和下部连杆（212）均为两端分别设置有矩形丝杠传动齿的实心圆柱，连接套筒（213）的截面为圆环，其内环设置有与所述矩形丝杠传动齿相适配的矩形内齿。4.如权利要求1所述自平衡组合式挡水围...

【专利技术属性】
技术研发人员：左丽，南国喜，肖发光，冀荣贤，杜春林，樊梦洒，段俊法，李乔，吴国权，王伟，马雅琪，付军，李飞，赵海涛，陈育志，贾瑞明，王玉龙，
申请(专利权)人：南水北调中线干线工程建设管理局，黄河建工集团有限公司，河海大学，
类型：发明
国别省市：北京,11