本發(fā)明涉及鋼圍堰系統(tǒng)，尤其是涉及用于水渠渠坡襯砌快速修復(fù)的渠道鋼圍堰系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

渠道輸水過程中，混凝土襯砌板可能會出現(xiàn)開裂、塌陷、抗浮失穩(wěn)等損壞現(xiàn)象。當(dāng)襯砌板發(fā)生損壞時，將在一定程度上導(dǎo)致局部水頭損失增加、防滲體系破壞，嚴(yán)重時造成坡體土軟化導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)，影響到渠道的安全運行。如果堤坡襯砌板發(fā)生破損而采取斷流措施進(jìn)行修復(fù)，將嚴(yán)重影響渠道工程沿線城鎮(zhèn)居民的生活用水和工業(yè)用水。因此，需要一種專用圍堰，不但能在渠坡水面上、下形成旱地施工環(huán)境，對破損的襯砌板進(jìn)行修復(fù)，而且還應(yīng)當(dāng)具備方便運輸、快速安裝和拆卸，同時要求圍堰斷面積較小，對渠道的輸水量影響較小，實現(xiàn)邊修復(fù)施工邊供水的目標(biāo)，但目前還未見諸有關(guān)報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種用于水渠渠坡襯砌快速修復(fù)的渠道鋼圍堰系統(tǒng)，達(dá)到既滿足渠道連續(xù)供水又能在水下形成旱地工作面，便于開放性修復(fù)施工。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取下述技術(shù)方案：

本發(fā)明所述用于水渠渠坡襯砌快速修復(fù)的渠道鋼圍堰系統(tǒng)，包括沿渠坡襯砌板坡向設(shè)置的堰體，所述堰體由扣合在所述渠坡襯砌板上的倒u形段和密封銜接于所述倒u形段下端部的封堵單元構(gòu)成；所述倒u形段由結(jié)構(gòu)相同的多節(jié)倒u形堰體單元依次通過法蘭和密封圈相互密封連接；每節(jié)所述倒u形堰體單元與渠坡襯砌板的接觸面之間、以及所述封堵單元與渠坡襯砌板和渠底板的接觸面之間均設(shè)置有密封裝置、沉浮裝置、吸固裝置和就位裝置；倒u形堰體單元和封堵單元的頂壁及立壁均由內(nèi)板體和外板體組成的夾層結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)板體和外板體之間通過間隔設(shè)置的鋼骨架固定連接，位于相鄰所述鋼骨架之間的夾層內(nèi)分別設(shè)置有水箱；所述密封裝置由：沿所述倒u形堰體單元和封堵單元的所述立壁外板體的底邊外緣設(shè)置的l形水封和內(nèi)緣設(shè)置的一字形水封、以及沿倒u形堰體單元和封堵單元的立壁內(nèi)板體的底邊外緣設(shè)置的遇水膨脹止水帶構(gòu)成，所述l形水封的橫邊延伸出立壁的外板體之外；所述沉浮裝置由所述水箱和設(shè)置在每個水箱側(cè)壁上的截止閥構(gòu)成，每個所述截止閥分別通過管道與渠岸動力站對應(yīng)的一個電磁換向閥相連通，每個所述電磁換向閥均與離心式自吸排污泵相連通；所述吸固裝置由：設(shè)置在所述倒u形堰體單元和封堵單元夾層底部的多個真空吸盤和真空腔室、以及設(shè)置在倒u形堰體單元和封堵單元的立壁內(nèi)板體的外板面的真空管道構(gòu)成；每個所述真空吸盤抽氣口與所述真空腔室相連通，真空腔室與所述真空管道相連通，真空管道通過真空發(fā)生、釋放電磁閥和節(jié)流閥與渠岸動力站的真空罐相連通，所述真空罐抽氣口通過真空調(diào)壓閥與水環(huán)式真空泵相連通，真空管道上設(shè)置有真空壓力開關(guān)，所述真空壓力開關(guān)的開關(guān)信號輸出端與所述真空發(fā)生、釋放電磁閥的控制信號輸入端連接；所述就位裝置由：設(shè)置在所述倒u形堰體單元和封堵單元夾層底部的滑塊組和設(shè)置在所述滑塊組上的囊式空氣彈簧組構(gòu)成；所述囊式空氣彈簧組的進(jìn)氣口通過高度調(diào)節(jié)閥、單向閥和鋼絲編織膠管與渠岸動力站的儲氣罐相連通，所述儲氣罐進(jìn)氣口通過單向閥、干燥過濾器、截止閥與空壓機出氣口相連通，囊式空氣彈簧組上設(shè)置有位移傳感器，所述位移傳感器的信號輸出端與所述高度調(diào)節(jié)閥的控制信號輸入端連接。

所述堰體的倒u形段位于迎水面的立壁高度大于背水面的立壁高度；所述迎水面立壁、背水面立壁與所述頂壁連接處為弧形過渡面。

本發(fā)明優(yōu)點在于所述鋼圍堰具有結(jié)構(gòu)簡單、模塊化設(shè)計，能夠在現(xiàn)場快速安裝和拆卸。由于阻水面小，對渠道的輸水流量影響較小，而且還便于儲存、運輸和安裝，非常適合于對輸水流量有特殊要求的水渠。由于實現(xiàn)了不斷流即可采用旱地施工快速修復(fù)破損的渠坡襯砌板，因此本鋼圍堰在調(diào)水工程上推廣應(yīng)用前景廣闊。

附圖說明

圖1是本發(fā)明沿渠坡襯砌板坡向布置的示意圖。

圖2是本發(fā)明所述倒u形堰體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖2的a-a向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是圖3的i部放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是圖2的j部放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是圖2的b-b向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是圖6的k部放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是圖2的c-o-c向階梯剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是圖8的l部放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是本發(fā)明所述沉浮裝置的控制系統(tǒng)框圖。

圖11是本發(fā)明所述吸固裝置的控制系統(tǒng)框圖。

圖12是本發(fā)明所述就位裝置的控制系統(tǒng)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實施例。

如圖1-12所示，本發(fā)明所述用于水渠渠坡襯砌快速修復(fù)的渠道鋼圍堰系統(tǒng)，包括沿渠坡襯砌板1坡向布置的堰體，堰體由扣合在渠坡襯砌板1上的倒u形段2和密封銜接于倒u形段2下端部的封堵單元3構(gòu)成，堰體的倒u形段2位于迎水面的立壁高度大于背水面的立壁高度；迎水面立壁、背水面立壁與頂壁連接處為弧形過渡面；倒u形段2由結(jié)構(gòu)相同的多節(jié)倒u形堰體單元依次通過法蘭4和密封圈相互密封連接；每節(jié)倒u形堰體單元與渠坡襯砌板1的接觸面之間、以及封堵單元3與渠坡襯砌板1和渠底板的接觸面之間均設(shè)置有密封裝置、沉浮裝置、吸固裝置和就位裝置；倒u形堰體單元和封堵單元3的頂壁及立壁均由內(nèi)板體5和外板體6組成的夾層結(jié)構(gòu)，內(nèi)板體5和外板體6之間通過間隔設(shè)置的工字鋼骨架7固定連接，位于相鄰工字鋼骨架7之間的夾層內(nèi)分別設(shè)置有水箱8，每個水箱8分別設(shè)置有截止閥8.1；水箱8和截止閥8.1構(gòu)成沉浮裝置，每個截止閥分別通過管道與渠岸動力站對應(yīng)的一個電磁換向閥相連通，每個電磁換向閥均與離心式自吸排污泵相連通。

如圖2、5所示，密封裝置由：沿倒u形堰體單元和封堵單元的立壁外板體6的底邊外緣設(shè)置的l形水封9和內(nèi)緣設(shè)置的一字形水封10、以及沿倒u形堰體單元和封堵單元的立壁內(nèi)板體5的底邊外緣設(shè)置的遇水膨脹止水帶11構(gòu)成，l形水封9的橫邊延伸出立壁的外板體6之外。

如圖2、5、8、9所示，吸固裝置由：設(shè)置在倒u形堰體單元和封堵單元夾層底部的真空吸盤12和真空腔室13、以及設(shè)置在倒u形堰體單元和封堵單元的立壁內(nèi)板體5外板面的真空管道14構(gòu)成，真空吸盤12抽氣口與真空腔室13相連通，真空腔室13與真空管道14相連通；真空管道14通過真空發(fā)生、釋放電磁閥和節(jié)流閥與渠岸動力站的真空罐相連通，真空罐抽氣口通過真空調(diào)壓閥與水環(huán)式真空泵相連通，真空管道14上設(shè)置有真空壓力開關(guān)，真空壓力開關(guān)的開關(guān)信號輸出端與真空發(fā)生、釋放電磁閥的控制信號輸入端連接。

如圖2、5、8、9所示，就位裝置由：設(shè)置在倒u形堰體單元和封堵單元夾層底部的滑塊組15和設(shè)置在滑塊組15上的囊式空氣彈簧組16構(gòu)成，囊式空氣彈簧組16的進(jìn)氣口通過設(shè)置在倒u形堰體單元和封堵單元夾層內(nèi)的抽排氣管17、高度調(diào)節(jié)閥、單向閥和鋼絲編織膠管與渠岸動力站的儲氣罐相連通，儲氣罐進(jìn)氣口通過單向閥、干燥過濾器、截止閥與空壓機出氣口相連通，囊式空氣彈簧組16上設(shè)置有位移傳感器，位移傳感器的信號輸出端與高度調(diào)節(jié)閥的控制信號輸入端連接。

本發(fā)明工作原理簡述如下：

1、堰體的倒u形段2位于迎水面的立壁高度大于背水面的立壁高度，迎水面立壁、背水面立壁與頂壁連接處設(shè)置成弧形過渡面，從而構(gòu)成楔形和端部的流線外形，有利于減小水流對鋼圍堰的沖擊作用；根據(jù)流體力學(xué)理論，由于物體的形狀對流經(jīng)物體的水流有直接影響，相對水流的物體形狀決定了它的阻力系數(shù)，因此采用流線形鋼圍堰外形，達(dá)到減小鋼圍堰的形狀阻力、提高鋼圍堰穩(wěn)定性目的。

2、止水防滲：由l形水封9、一字形水封10、遇水膨脹止水帶11組成，采用多項技術(shù)措施防滲，提高鋼圍堰的可靠性；鋼圍堰外側(cè)立面底部（立壁外板體6的底邊外緣）設(shè)一道l形水封9，通過渠道的水壓力壓緊止水，內(nèi)側(cè)（立壁外板體6的底邊內(nèi)緣）設(shè)一道一字形水封10，在鋼圍堰自重作用下封堵混凝土表面的蜂窩、麻面、錯臺等部位的可能漏水；鋼圍堰立面底部內(nèi)側(cè)（立壁內(nèi)板體5的底邊外緣設(shè)置的遇水膨脹止水帶11）設(shè)有遇水膨脹止水帶11，利用其優(yōu)良的彈性、延伸性和膨脹止水性能進(jìn)行止水。遇水膨脹止水帶11在水中膨脹率可調(diào)節(jié)，膨脹體積保持橡膠的彈性和延伸性，膨脹率不受水質(zhì)影響，具有適應(yīng)溫度范圍廣、耐久性能優(yōu)良、不含有害物質(zhì)、無深脹析出物、不污染水質(zhì)等特點；每節(jié)倒u形堰體單元之間通過法蘭4聯(lián)接，法蘭4中間設(shè)兩道o型密封圈以滿足節(jié)間止水要求。

3、位于相鄰工字鋼骨架7之間的夾層內(nèi)設(shè)置水箱8構(gòu)成鋼圍堰的沉浮裝置；當(dāng)鋼圍堰滑移就位后，通過離心式自吸排污泵、截止閥8.1和電磁換向閥向水箱8充水增加鋼圍堰配重，使鋼圍堰穩(wěn)定在渠坡襯砌板1表面；拆除鋼圍堰時，通過離心式自吸排污泵、截止閥8.1和電磁換向閥將水箱8內(nèi)的水往鋼圍堰內(nèi)部排水平壓，同時往水箱8內(nèi)充氣，增加鋼圍堰的浮力，使密封裝置脫離渠坡襯砌板1表面。

4、吸固裝置設(shè)置在倒u形堰體單元和封堵單元夾層底部的真空吸盤12和真空腔室13、以及設(shè)置在倒u形堰體單元和封堵單元的立壁內(nèi)板體5外板面的真空管道14構(gòu)成；利用水環(huán)式真空泵通過真空吸盤12形成負(fù)壓，使鋼圍堰吸固在渠坡襯砌板1表面，解決鋼圍堰鋼的固定但又不能破壞渠道現(xiàn)有襯砌板的技術(shù)難題。

5、就位裝置由滑塊組15和囊式空氣彈簧組16構(gòu)成；囊式空氣彈簧組16通過抽排氣管17、調(diào)節(jié)閥、位移傳感器及儲氣罐和干燥、過濾裝置與空壓機相連通，通過對囊式空氣彈簧組16內(nèi)的充、放氣，調(diào)節(jié)囊式空氣彈簧組16的高度。

安裝鋼圍堰時，首先在需要修復(fù)的渠坡兩側(cè)敷設(shè)鋼滑軌，進(jìn)行定位。把鋼圍堰吊立到鋼滑軌上，通過滑塊組15滑移到位后，通過位移傳感器控制高度調(diào)節(jié)閥使囊式空氣彈簧16放氣，降低囊式空氣彈簧16的高度，通過離心式自吸排污泵、截止閥8.1和電磁換向閥向水箱8內(nèi)充水增加配重，使鋼圍堰下沉至渠坡襯砌板1上表面，鋼滑軌全部進(jìn)入鋼圍堰腔體內(nèi)后，啟動水泵抽排鋼圍堰內(nèi)部滯留水，然后啟動水環(huán)式真空泵連續(xù)抽氣使真空吸盤12吸附到渠坡襯砌板1上表面，完成鋼圍堰安裝，在水下形成旱地工作面，以便修復(fù)破損的襯砌板。拆除鋼圍堰時，水環(huán)式真空泵停止抽氣，通過離心式自吸排污泵、截止閥8.1和電磁換向閥將水箱8內(nèi)的水往鋼圍堰內(nèi)部排出平壓，同時往水箱8內(nèi)充氣增加鋼圍堰的浮力，使密封裝置脫離渠坡襯砌板1上表面；通過位移傳感器控制調(diào)節(jié)閥使囊式空氣彈簧16充氣，鋼滑軌脫離鋼圍堰，同時吊起鋼圍堰至陸地，完成鋼圍堰拆除。

6、鋼圍堰由多節(jié)倒u形堰體單元依次通過法蘭4和密封圈相互密封連接，不僅實現(xiàn)鋼圍堰的現(xiàn)場快速拼裝和拆卸，而且也便于鋼圍堰的運輸、維護(hù)和更換；內(nèi)板體5和外板體6之間以標(biāo)準(zhǔn)工字鋼7為龍骨，強度高，滿足使用工況強度要求，便于制造；工字鋼7間設(shè)有不銹鋼水箱8，增加鋼圍堰整體剛度，滿足承受水壓力作用。