不断水更换进出水闸门的装置及方法与流程

本发明涉及泵站，特别涉及一种不断水更换进出水闸门的装置及方法。

背景技术：

泵站运行多年后，用于断水功能的进出闸门在恶劣的环境下，绝大部分将会腐蚀损坏，对泵站运行及内部设备检修造成很大影响，需要更换。分析箱涵漏水成因可知，进出水井内闸门主要材质大多为铸铁件和碳钢采加工的，闸门安装区域，环境恶劣，泵站运行期间闸门大多数都处于打开位置，暴露井内混合气体内，这种混合气体内含有h2s等酸性物质，极易腐蚀闸门，经过长年运行，闸门主体结构腐蚀情况严重，导致闸门无法使用。

每座泵站均负责各个片区的污水或雨水输送，无法正常断水，处于泵站进出水部位的闸门无法正常更换。以往，更换这些闸门需封堵进出管道(箱涵)，用于工作面断水。另外，还需在进水总管架设临泵，负责更换闸门期间抽调辖区内雨污水。这种更换技术周期长，费用大，实施难度大。

技术实现要素：

本发明提供一种不断水更换进出水闸门的装置及方法，通过导流管引流方式，或者通过钢围堰加导流管的方式，保证更换闸门的作业面内无水。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供一种不断水更换进出水闸门的装置：

设有导流管引流结构：在闸门井的进水管道、闸门井、闸门井的出水管道中，连续地设置有导流管；所述导流管上穿设有闸门门框；导流管与进水管道之间的缝隙、导流管与出水管道之间的缝隙，分别通过封堵部件进行封堵；闸门井的进水沿导流管送至泵房区或出水口；

或者，设有围堰加导流管引流结构：在闸门井内设置围堰，正对着待更换的闸门，与出水管道入口周边的闸门井紧密接触；在出水管道内设置有导流管与围堰连接；所述导流管上穿设有闸门门框；导流管与出水管道之间的缝隙，通过封堵部件进行封堵；闸门井的进水沿导流管送至泵房区或出水口。

可选地，与所述导流管引流结构对应的进水管道单一，进水管道、出水管道处于同一标高；

与所述围堰加导流管引流结构对应的进水管道有一路或多路，和/或进水管道、出水管道不处于同一标高；

与所述导流管引流结构或围堰加导流管引流结构对应的导流管的管径，使得导流管的流量不低于所有进水管道的流量的50％，或者导流管的过水截面不低于所有进水管道的过水截面的50％。

可选地，与所述导流管引流结构对应的所述导流管是钢管；所述导流管是分段结构，相互以法兰连接；所述导流管下方设有对其支撑的钢制支架；

与所述围堰加导流管引流结构对应的导流管是钢管，所述导流管一端设有法兰与围堰的预留接口法兰相连接；所述导流管下方设有对其支撑的钢制支架。

可选地，所述围堰的形状是圆弧形、或方形、或多边形；所述围堰是整体结构或者是分段组装的结构；

所述围堰是钢制的，包含钢板制成的挡水板，和型钢制成的龙骨；所述龙骨采用10#槽钢，所述挡水板采用6～10钢板；所述围堰与出水管道入口旁闸门井的接触面，设有止水用的软质橡胶带；

所述围堰的高度，对应于井底至闸门导轨上方的高度；所述围堰与池壁及池底贴紧，上端用膨胀螺栓固定。

可选地，与所述导流管引流结构对应的，至少在穿入到进水管道、出水管道内的导流管上环绕设置有止水环；

与所述围堰加导流管引流结构对应的封堵部件，位于导流管上环绕设置的止水片外侧，并与所述止水片间隔有设定的距离；

与所述导流管引流结构或所述围堰加导流管引流结构对应的所述封堵部件，包含层层铺砌的道板，以及设置在相邻道板之间及道板与管道壁面之间的指定厚度的粘混土；所述粘混土是水泥、黄泥、快燥剂的混合体；所述道板与管道顶部之间钉筑有一排间隔的倒耙梢；所述粘混土设置在倒耙梢之间或倒耙梢之上。

本发明的另一个技术方案是提供一种不断水更换进出水闸门的方法，使使用上述任意一种不断水更换进出水闸门的装置，所述方法包含：

使用导流管引流结构实施的以下流程：

导流管的各分段吊入闸门井内放置就位；将导流管的各分段连接，其中最后一段导流管连接前，将闸门门框穿在导流管上；连接最后一节导流管后，对导流管整体位置调整，并安装下方支架进行支撑；导流管与进水管道、出水管道之间的缝隙潜水封堵；堵头养护后抽掉余水；进入闸门安装阶段；

或者，使用围堰加导流管引流结构实施的以下流程：

围堰及导流管的各分段吊入闸门井内放置就位；围堰组装连接；围堰固定，并将围堰与出口管道入口旁闸门井接触面之间的缝隙封堵；导流管与围堰连接前，将闸门门框穿在导流管上；导流管整体位置调整，并安装下方支架进行支撑；围堰与导流管连接；导流管与出水管道之间的缝隙潜水封堵；堵头养护后抽掉围堰内余水；进入闸门安装阶段。

可选地，进行缝隙封堵时，潜水员进入闸门井内封堵方位，先对封堵管道方位的垃圾进行清捞，然后用水泥：黄泥：快燥剂＝1:2:0.1的粘混土，对层层铺砌的道板进行封堵，在导流管下方开始封堵，逐步向上，最后在导流管正上方进行收口，并进行堵头保养；

铺筑基础时先在管底面抹一层粘混土，再在其上彻筑道板，道板与道板之间或道板与管道壁面之间设有2—3公分粘混土；基础底面的宽度不低于2道砖的宽度，且与管径的大小和水位相匹配；

当道板砌筑到管道顶部时，在道板与管道顶部之间钉筑一排倒耙梢，间隔反复钉筑，直至钉紧为止，再在倒耙梢之间或其上抹、塞粘混土。

可选地，使用围堰加导流管引流结构的过程中，所述围堰高度与井底深度、现场进水量q和导流管的管径d相适应；导流管的重力流流速为1m/s，选择的导流口径使闸门井的进水满足q＝3.14*(d/2)2*1；

围堰安装时，由潜水员在井内将各分段拼装后，再将围堰移到需更换的闸门正前方，使围堰与池壁及池底贴紧，上端用膨胀螺栓固定；

围堰安装结束后，将导流管的法兰与围堰的预留接口法兰连接；

导流管安装结束后，潜水员在导流管的止水片外侧，采取封堵办法，将导流管支撑起来，使导流管流出的水流至围堰内，封堵处距离止水片10cm间隙，且不完全封死，使导流管有一定活动空间；

采用水泵将围堰内余水抽完，通过水压将围堰压在池壁及池底上；检查围堰的泄露情况，再由潜水员采取潜水砖封的形式将泄漏点封堵掉；围堰不漏水后，将导流管与出水管道之间的间隙封堵掉，使施工作业面无水进入后，进入闸门安装阶段。

可选地，闸门安装时，依次门框、门体、闸门导轨，并安装启闭机和连接丝杆；通过试运行，确保闸门无卡阻现象，闸门关到底，密封面缝隙均匀后，对门框进行二次灌浆；闸门以不锈钢化学螺栓固定；门框和导轨灌浆部位植筋；闸门灌浆砼采用h-80高强无收缩灌浆料。

本发明提供一种不断水更换进出水闸门的装置及方法，通过导流管引流方式，将雨污水导流至进水泵室或出水总管内，保证更换闸门的作业面内无水；或者，通过钢围堰加导流管的方式，将进、出水井内雨污水与需更换闸门区域隔开，通过钢围堰及导流将雨污水隔离并引至泵房或泵站出水口，保证更换闸门的作业面内无水。

附图说明

图1是导流管引流方式时的示意图；

图2是导流管的示意图；

图3是钢围堰加导流管方式时的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种不断水更换进出水闸门的装置及方法，如图1所示的实施例一通过“导流管引流方式”实现。

通过“导流管引流方式”更换闸门，更适用于闸门井40空间较小，泵站流量小的(泵站总流量低于2.0m³/s)，进水管道21单一，闸门井40的进水管道21、出水管道22处于同一标高的情况下，这种工况便于安装导流管10。这种技术可以尽快恢复泵站运行，施工简便，无复杂的工艺要求，更换闸门成本低。

“导流管引流方式”不断水更换闸门时，根据实际流量或水务局相关规定，来选择导流管10的管径。本例中，为保证泵站正常运行，非防汛期间，管道流量不能低于原进水管道50％，因此导流管10的管径d选择需满过水截面不低于原进水管道21的50％。

所述导流管10使用钢管，连接在闸门井40的进出水管道中，闸门井40进水通过导流管10进入泵房区或出水口，从而确保更换闸门的闸门井内(标记41处)无水，以便于闸门更换。标记50为需更换的闸门。

“导流管引流方式”不断水更换闸门的施工方法，包含以下流程：导流管10制作；分段吊入闸门井40内放置就位；分段连接，其中最后一段导流管10连接前，将闸门门框穿入导流管10内(标记60所示)；连接最后一节导流管10后，对导流管10整体位置调整，并安装下方支架；导流管10与原进出水管道道间缝隙潜水封堵30；堵头养护后抽掉余水；进入下一步闸门安装阶段。

具体根据闸门井40的宽度l1及分别伸入闸门井40进出水管道的长度l2，来制作相应长度的导流管10。导流管10一般分段制作，以法兰11连接，每段导流管10的长度需根据闸门井40的宽度，满足井内吊装及安装要求。优选地，每段导流管10的长度小于闸门井40的宽度l1。穿入到进出水管内的导流管10外侧还设置有止水环12(图2)。

导流管10安装时，正常运行的闸门井40一般无法完全断水，通常选用旱季及进水量较低时间进行(夜间)进行；一般由潜水员在安装工指导下进行安装，普通安装工这段施工期间不下井作业，这样才能保证安装安全性(泵站运行安全及操作人员安装)。导流管10采取分段吊装，井内进行组装的方法，`安装结束后，将导流管10采用钢支架将其支撑起来，保证导流管10位于原进出水管道的中心位置，导流管10与原管道之间缝隙均匀，再由潜水员采用潜水砖封的形式将导流管10与原管道之间缝隙封堵掉，使水沿导流管10进入泵站泵室或泵站出水口内，而不进入闸门井40内，最后再用潜水泵将闸门井40余水抽调出去，这样就能保证闸门井40内的无水状态。

进行缝隙封堵时，潜水员穿戴jq-83型潜水装具进入闸门井40内封堵方位，先对封堵管道方位的垃圾进行清捞，然后用人行道板(490*490*65)和混合泥(水泥：黄泥：快燥剂＝1:2:0.1)层层铺砌道板进行封堵，在导流管10下方开始封堵，逐步向上，最后在导流管10正上方进行收口，并进行堵头保养。铺筑基础时先在管底面抹一层粘混土，再在其上彻筑道板，道板与道板之间或道板与管道壁面之间必须有2—3公分粘混土。基础底面的宽度根据管径的大小和水位决定(建议不低于2道砖宽度)。收口的好坏直接影响到封堵管道的成败，当道板砌筑到管道顶部时，在道板与管道顶部之间钉筑一排倒耙梢，间隔反复钉筑，直至钉紧为止，再在倒耙梢之间或其上抹、塞粘混土。

本发明如图3所示的实施例二通过“钢围堰+导流管的方式”实现：

通过“钢围堰+导流管的方式”更换闸门，更适用于进水闸门井40空间大，井内有多路进水管道23，闸门井40内多路管线标高不一的情况，这种工况下安装导流管10比较复杂，难度大，不易施工，无法采用“导流管引流方式”更换闸门。因此，对“导流管引流方式”进行优化升级，形成“钢围堰+导流管的方式”来更换这类闸门，主要采用钢制围堰70对闸门更换作业面进行隔水，结合导流管10进行引流，这样既能保证施工作业面无水，也能保证泵站正常运行。

“钢围堰+导流管的方式”中导流管10的管径选择原则，与实施例一“导流管引流方式”中一致。

“钢围堰+导流管的方式”不断水更换闸门的施工方法，包含以下流程：钢制围堰70及导流管10制作；钢制围堰70及导流管10分段吊入闸门井40内放置就位；钢制围堰70组装连接；钢制围堰70固定及缝隙封堵；导流管10连接前将闸门门框穿入导流管10内；导流管10整体位置调整并安装下方支架；钢制围堰70与导流管10连接；导流管10与原管道间缝隙潜水封堵30；堵头养护后抽掉围堰70内余水；进入下一步闸门安装阶段。

围堰70高度与井底深度、现场进水量q和导流管10管径d有关，通常导流管10的重力流流速为1m/s，选择导流口径必须保证闸门井40进水通过(q＝3.14*(d/2)2*1)，保证闸门井40内不积水，否则闸门井40水会溢过钢制围堰70进入，影响闸门更换施工。钢制围堰70高度一般为井底至闸门导轨上方高度，如果闸门井40上方入口宽度不够，钢制围堰70可以分段加工，放入井内再拼装。

围堰70的形状一般采用圆弧形，可以增强结构强度，也根据闸门井40现场实际形状也可以选择方形或多边形的。钢制围堰70采用钢板和型钢制作，龙骨采用10#槽钢，挡水板采用6～10钢板，与闸门井40后接触面粘贴软质橡胶带，用于止水。

闸门井40入口一般都比较下，钢制围堰70安装时，可分段井内组织，井下作业时，由安装技术人员现场指导，由潜水班组井下操作，井内拼装完成后，再将围堰70移到需更换的闸门正前方，使围堰70与池壁及池底尽可能地贴紧，上端用膨胀螺栓简易固定。围堰70安装结束后，将导流管10与围堰70预留接口法兰连接起来。导流管10安装结束后，再由潜水在导流管10止水片外侧，采取封堵办法，将导流管10支撑起来，同时也保证导流管10流出水导流至围堰70内，最好封堵处距离止水片10cm间隙，不可完全封死，让导流管10有一定活动空间。以上准备工作做完后，采用大流量水泵在短时间内将围堰内(标记71处)余水抽完，通过水压将围堰70压在池壁及池底上，最后再检查围堰70的泄露情况，再由潜水员采取潜水砖封的形式将泄漏点封堵掉。围堰70不漏水后，将导流管10与出水管道24之间间隙封掉，使施工作业面无水进入，这样可以进入下一步闸门更换环节。

实施例一及实施例二中，闸门正常安装时，先安装门框，再安装门体，最后安装闸门导轨，并安装好启闭机和连接丝杆，通过试运行，闸门无卡阻现象，闸门关到底，密封面缝隙必须均匀，再对门框进行二次灌浆，由于原预埋件与原闸门连在一起，在拆除原闸门时，大多数都可能脱落，不能重复使用，闸门固定螺栓，采用不锈钢化学螺栓固定，螺栓材质为不锈钢304，型号为m24*480(新浪核定规格)，门框和导轨灌浆部位，植筋(14mm)，植筋间距为15cm，双排，纵向绑织钢筋(14mm)。

闸门安装周期长短主要取决于二次灌浆的混凝土时间长短，为了缩短闸门更换时间及保证灌浆质量，闸门灌浆砼采用专用灌浆材料(h-80高强无收缩灌浆料)，这种灌浆材料具有大流动度、无收缩及早强、高强、自密性能好的特点；且质量可靠，10小时内能够达到终凝效果。

产品性能指标:

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。