一种水力自稳式水下施工围堰的制作方法

本发明涉及水利工程技术领域，特别是指一种水力自稳式水下施工围堰。

背景技术：

随着我国长距离输水工程的建设和运行，调水工程已成为解决我国北方地区水资源缺乏的一个必要途径。在输水渠道在长年的运行过程中，由于受到地质条件、水流、环境改变及施工质量等各方面的影响，在经过一段时间运行后，硬质护砌河道岸坡及河底会不同程度的出现局部开裂、破坏等现象，从而影响整个河道的运行安全。有必要进行及时的维修和加固处理，然而，为了满足输水工程的受水区域的正常生产和生活需要，就必须要求输水工程进行连续不断的输水，尽管输水渠道出现局部损坏，仍然要求带病运行，随着时间的推移，势必造成输水渠道出现大范围的破坏，从而导致输水工程的中断，影响受水区域的正常生产、生活用水。

技术实现要素：

本发明为解决现有的水下混凝土修复问题，提出一种水力自稳式水下施工围堰。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种水力自稳式水下施工围堰，围堰由多个挡水模块拼接组成，挡水模块包括挡板和橡胶底板，在橡胶底板上部周边设有钢压板，橡胶底板内设有若干个通气孔，挡板采用钢板组合结构，在挡板内设有若干横向钢梁和若干竖向的导气管，挡板顶部设有导气孔，导气管上端连接到导气孔上，导气管下端与通气孔连通，横向钢梁将若干钢板组合固定 ，在每块挡板两侧上开设有拼装沟槽，在拼装沟槽设置橡胶，挡板底部与橡胶底板固定，钢压板与挡板上端之间安装液压伸缩杆。

钢压板与橡胶底板长度相同，橡胶底板的下部设有与导气管连通的通气孔。

每个挡板之间采用螺栓固定连接，挡板模块组成L或者U形围堰。

液压伸缩杆由液压泵驱动。

本发明的有益效果是：本装置可以实现在不影响输水渠道正常运行的前提下，在河道内部局部损坏处建立临时施工围堰，借助水压力达到围堰的自身稳定，为施工提供足够的无水空间，完成混凝土的局部修复和浇筑，不仅拥有可移动、安装、拆卸方便的特点，还具有足够的结构稳定性和抗滑稳定性，可以很好的解决硬质护砌河道的局部修复工作，设备重复利用性好，造价低，未来具有较好的发展空间；

1.由于本产品挡水模块顺水流方法布置，受水流冲击力小，钢板受力可按静水状态考虑；

2.由于在橡胶底部与地基接触处设计了通气孔，当橡胶上部的钢压板作用后，可通过内部导气管抽出橡胶与底板间的空气和淤泥，保证橡胶和地基的充分接触，增加二者的摩擦力，保证了结构自身充分的抗滑稳定性；

3.结构自身板块拼接和拆卸方便，保证了产品现场布置的便捷性和高效性，同时方便产品的运输和存放；

4.不锈钢板的充分应用保证了产品的经济耐用；

5.自动液压杆的使用保证橡胶底层充分与地基的结合，避免空隙的存在，为结构的整体稳定提供有力的保障；

6.相比于当前采取的水下施工围堰，本产品可实现不影响渠道的正常运行，不对现有护砌结构造成影响，节省了较多的人力、物力，又达到了边坡及河底的修复效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为挡水模块的俯视图；

图2为挡水模块的剖面图；

图3为挡水模块的侧视图；

图4为本发明的半封闭式结构示意图；

图5为本发明的封闭式结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1~图5所示，一种水力自稳式水下施工围堰，围堰由多个挡水模块1拼接组成，挡水模块1包括挡板4和橡胶底板11，在橡胶底板11上部周边设有钢压板3，橡胶底板11内设有若干个通气孔12，挡板4采用钢板组合结构，在挡板4内设有若干横向钢梁8和若干竖向的导气管10，挡板4顶部设有导气孔9，导气管10上端连接到导气孔9上，导气管10下端与通气孔12连通，横向钢梁8将若干钢板组合固定 ，在每块挡板4两侧上开设有拼装沟槽5，在拼装沟槽5设置橡胶止水，挡板4底部与橡胶底板11固定，钢压板3与挡板4上端之间安装液压伸缩杆2。

钢压板3与橡胶底板11长度相同，橡胶底板11的下部设有与导气管10连通的通气孔12。

相邻挡板4之间采用螺栓固定连接，挡板模块组成L或者U形围堰。

液压伸缩杆2与钢压板3通过螺栓活动连接，液压伸缩杆2由液压泵驱动。

产品尺寸的计算主要根据水的水平推力与水作用下围堰与地基摩擦阻力平衡条件得出，而把液压伸缩杆2及钢压板3、橡胶底板11内部水平钢板与垂直钢板的连接作为结构自身的整体稳定以保证安全；相关力学理论计算如下：

以挡板4高度1.5m、宽度为1m为例，通过计算确定橡胶底板11长度。根据相关资料查得橡胶与底部摩擦系数取µ=0.8（考虑橡胶与底板间为真空），重力加速度i取ɡ=10m/s²，水的密度ρ=1000㎏/m³，挡水钢板（既防浪墙）正常水深取H=1.5ｍ

静水水平推力：

F=½ρɡH²*1

=½*1000*10*1.5^2*1=11.25KN

设承载水重部分底板长度为Xm，长1m

则承载部分水重：

G=X*1*1.5*ρɡ

底板与地基的摩擦阻力：

f=µG

要使保证挡水钢板的整体稳定，则必须保证摩擦阻力大于静水下水平推力即：

f>F

由上述关系就可以得到承载水重部分底板长度：

x=0.937m （取1.0m）。

综合上述计算得到挡水围堰整体尺寸为：橡胶底板11长1m，宽1，挡板4高1.5m；由于不同河道水深不同，可根据河道实际水深推求橡胶底板11长度。

本装置的施工步骤包括：

①根据施工区域大小，在岸边对单个挡水模块进行拼接，组成半封闭或封闭状态，并通过螺栓进行固定，通过吊机运送至施工地点，放入水中；半封闭状态由三块挡水模块与岸坡组成封闭；封闭状态由四块挡水模块组成单个全封闭体系；

②通过液压装置驱动液压伸缩杆2，使钢压板3作用于橡胶底板11；

③将排气泵与挡板4顶部导气孔9连接，抽出橡胶底板11与地基间的空气和淤泥，根据压力泵状态判断是否漏气，检查钢压板的压实状态；

④在组成的封闭围堰内放入抽水泵，抽出内部水，露出需要维修的结构，按照正常施工要求对结构进行修复处理；

⑤施工完成后，按照围堰的施工顺序进行拆除。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。