疏浚工程退水竖井及其应用方法与流程

本发明涉及水利工程建设技术领域，具体涉及疏浚工程退水竖井及其应用方法。

背景技术：

疏浚工程是为疏通、扩宽或挖深河湖等水域，采用挖泥船或其他机具以及人工进行水下挖掘，为拓宽和加深水域而进行的土石方工程，这种施工方法需要面积较大的泥沙冲填区。对冲填区来说，退水系统是其中的关键性的工作，退水系统的工作方式是否合理，是提高沉淀效果并确保围堰安全的关键。

目前在退水系统中，通常要使排泥场或围堰内泥沙沉积后将上部净水排出，以引起水流内部结构的变化，使泥沙淤积形成新的土体结构。近年来，水域疏浚的规模越来越大，对疏浚工程中，尤其是对退水系统的效率、成本和节能的要求越来越高。

现有技术中的退水系统设备通常都是由人工操作，在水位上升时，尤其是汛期水位上涨，通过人工操作过程繁琐，效率很低，并且具有较高的危险性。

针对上述已有技术状况，本发明申请人做了大量反复而有益的探索，最终产品取得了有效的成果，并且形成了下面将要介绍的技术方案。

技术实现要素：

为此，本发明提供了疏浚工程退水竖井及其应用方法，以解决现有技术中的退水系统设备均为人工操作，自动化程度和作业效率均较低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

疏浚工程退水竖井，包括：

基础底板；所述基础底板的顶端沿竖向延伸有若干条竖井钢柱，若干条所述竖井钢柱之间形成一个井内空间；相邻两条所述竖井钢柱之间分别转动设有若干个沿竖向均匀布置的闸门板；

相邻两个所述闸门板之间的间距与一个所述闸门板的板宽相等，在所述闸门板向下转动后能够使相邻两个所述闸门板之间的空间被封闭；和

闸门拉杆，其设于所述闸门板与所述竖井钢柱之间；所述闸门拉杆具有一个延伸方向，且所述闸门拉杆沿其延伸方向分别具有一个第一端和一个第二端，所述第一端转动设于所述竖井钢柱，所述第二端与所述闸门板可分离式相连；在所述闸门板与所述第二端分离时，所述闸门板能够因自身重力作用向下转动将相邻两个所述闸门板之间的空间封闭；和

浮箱体；所述浮箱体滑动设于所述竖井钢柱的导轨，所述浮箱体能够沿着竖井钢柱上浮或下沉；在所述浮箱体的顶端分别固接设有若干个顶升杆，若干个所述顶升杆分别与所述闸门拉杆的第二端垂直对应，在围堰堤防内的水位上升时，所述浮箱体能够上浮带动所述顶升杆顶起所述闸门拉杆的第二端；

在所述浮箱体还分别开设有一个进气口和一个排气口，其中所述进气口通过管路连通有气泵，所述排气口通过管路连通有排气阀；在所述竖井钢柱还设有控制模块，所述控制模块的控制输出端分别与所述气泵和所述排气阀电连接；所述竖井钢柱还设有远程监控传输模块和若干块太阳能电池板、蓄电池，若干块所述太阳能电池板均与所述蓄电池电连接；所述远程监控传输模块以及所述蓄电池分别与所述控制模块电连接；和

排水管；所述排水管设于所述井内空间的底部，且所述排水管自所述井内空间延伸至所述基础底板及围堰堤防的下方，并进一步延伸至围堰堤防外，所述排水管能够将水自井内空间排出至围堰堤防外。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

作为本发明的改进方案，所述基础底板作为退水竖井的基础埋设于地下；

所述竖井钢柱设有四条，且四条所述竖井钢柱呈矩形布置。

作为本发明的改进方案，每个所述闸门板的两侧端与两侧所述竖井钢柱之间分别设有至少一个门板铰链。

作为本发明的改进方案，所述闸门板在远离所述竖井钢柱的一侧开设有定位孔；

所述闸门拉杆在靠近第二端及对应定位孔的一侧固接设有定位销；

所述定位销与所述定位孔相对应，所述定位销能够配合在所述定位孔内。

作为本发明的改进方案，所述闸门板在远离所述竖井钢柱的一侧端固接设有密封止水条；

所述密封止水条为横折状结构，相邻两个所述闸门板之间靠近上方的闸门板在向下转动时，其对应的密封止水条能够与靠近下方的闸门板未设有密封止水条的一端吻合密封。

作为本发明的改进方案，所述闸门板的两侧端分别固接设有密封止水条。

作为本发明的改进方案，在所述竖井钢柱的顶端固定设有一个检修平台，所述检修平台的边沿固定设有栏杆。

作为本发明的改进方案，所述远程监控传输模块包括一个通信模块和一个摄像头；

所述摄像头与所述控制模块的输入端电连接；所述通信模块与所述控制模块电连接，所述控制模块能够通过通信模块与远程终端建立数据信号连接。

应用所述的疏浚工程退水竖井的方法，包括以下步骤：

s1：通过手机终端借助控制模块和远程监控传输模块不定时远程监控围堰堤防内的水位情况；

s2：当围堰堤防内水位上升时，通过手机终端借助控制模块和远程监控传输模块启动浮箱体的气泵，浮箱体充气上浮并由浮箱体上的顶升杆顶开自下而上第一个闸门板对应的闸门拉杆，使第一个闸门板在自身重力作用落下后，此时远程控制关闭浮箱体的气泵；

s3：随着围堰堤防内水位继续上涨，浮箱体继续上浮通过顶升杆自下而上依次顶落闸门板；

s4：在围堰堤防内淤泥沙沉积，水位继续上涨达到排水高度后，远程控制打开浮箱体的排气阀，浮箱体失去气浮力而下沉，此时闸门板不会再受浮箱体的作用而继续关闭，高水位的净水从打开的闸门板流至井内空间，并进一步从排水管延伸至围堰堤防外。

本发明具有如下优点：

该装置能够根据泥沙沉积水位等因素远程控制浮箱体的上浮与下沉，实现自动关闭闸门板以调控排水水位，并可在达到排水水位后远程控制排水，集排水与泥沙沉积于一体，大大提升了装置的自动化程度、作业效率及功能实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的侧视结构示意图；

图2为本发明实施例在图1中a处的结构放大图；

图3为本发明实施例提供的俯视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的使用状态示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

基础底板1、竖井钢柱11、检修平台12、栏杆13、钢支撑14、浮箱体2、顶升杆21、闸门板3、门板铰链31、密封止水条32、闸门拉杆4、拉杆转接轴41、定位销42、排水管5、控制箱6、太阳能电池板61、远程监控传输模块62、栈桥7、围堰堤防8、坡面81。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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做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。

本说明书所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1-4所示，本发明实施例提供了疏浚工程退水竖井，包括基础底板1、浮箱体2、闸门板3、闸门拉杆4、排水管5以及控制箱6，用以可根据泥沙沉积水位等因素远程控制浮箱体2的上浮与下沉，实现自动关闭闸门板3以调控排水水位，并能够在达到排水水位后远程控制排水，集排水与泥沙沉积于一体，大大提升了装置的自动化程度、作业效率及功能实用性。具体设置如下：

如图1所示，所述基础底板1作为退水竖井的基础埋设于地下，且所述基础底板1的顶端沿竖向延伸有四条竖井钢柱11；四条所述竖井钢柱11呈矩形布置，且相邻两条所述竖井钢柱11的内侧壁之间还固接设有若干条钢支撑14，以此形成退水竖井的主体框架结构及井内空间。

相邻两条所述竖井钢柱11之间分别转动设有若干个自下而上均匀布置的闸门板3，相邻两个所述闸门板3之间的间距与一个所述闸门板3的宽度相等，在闸门板3落下后能够使相邻两个所述闸门板3之间的空间被封闭。所述闸门板3与所述竖井钢柱11之间还分别设有闸门拉杆4，用以通过闸门拉杆4限制防止闸门板3因重力作用下落闭合，使闸门拉杆4与井内空间保持开启状态。

具体的是，每个所述闸门板3的两侧端与两侧所述竖井钢柱11之间分别设有至少一个门板铰链31，以实现闸门板3可在竖井钢柱11的基础上转动开启或闭合；参考图2，所述闸门拉杆4具有一个延伸方向，且所述闸门拉杆4沿其延伸方向分别具有一个第一端和一个第二端，所述第一端设有一个拉杆转接轴41，所述闸门拉杆4通过所述拉杆转接轴41转动设于所述竖井钢柱11。所述闸门板3在远离所述竖井钢柱11的一侧开设有定位孔，所述闸门拉杆4在靠近第二端及对应定位孔的一侧固接设有定位销42，所述定位销42与所述定位孔相对应，定位销42能够配合在定位孔内，使闸门板3不会因自身重力作用转动下落；定位销42还能够与定位孔分离，以实现闸门板3可下落闭合。

优选地，所述闸门板3在远离所述竖井钢柱11的一侧端固接设有密封止水条32，所述密封止水条32为横折状结构，用以使相邻两个闸门板3之间靠近上方的闸门板3在下落闭合时，其对应的密封止水条32能够与靠近下方的闸门板3未设有密封止水条32的一端吻合密封，进一步在两个方向上提升了密封防水性能。所述定位孔可直接开设于所述密封止水条32。

进一步优选地，在所述闸门板3的两侧端还分别固接设有密封止水条32，用以通过闸门板3侧端的密封止水条32与对应的竖井钢柱11之间能够达到更好的密封防水效果，提升了结构的功能实用性。

所述浮箱体2呈矩形闭环状布置，且矩形闭环状的所述浮箱体2的内沿四角分别与设于所述竖井钢柱11的导轨一一对应滑动配合，用以使浮箱体2能够沿着竖井钢柱11上浮或下沉。

在所述浮箱体2的顶端分别固接设有若干个顶升杆21，若干个所述顶升杆21分别与所述闸门拉杆4的第二端垂直对应，用以在围堰堤防8内的水位上升时，浮箱体2上浮带动顶升杆21顶起闸门拉杆4的第二端，使定位销42与闸门板3的定位孔脱离，闸门板3在失去定位销42的限位后，继续因自身重力作用而下落封闭同高度的井内空间，使得在这个高度未完全沉积且带有泥沙的水不能够流入井内空间；而随着水位继续上升，浮箱体2上浮，顶升杆21依次自下而上顶落闸门板3，直至达到预定水位。

在所述井内空间的底部设有一个排水管5，所述排水管5自所述井内空间延伸至基础底板1及围堰堤防8的下方，并进一步延伸至围堰堤防8外，以此实现将泥沙沉淀充填后的净水排出。

在四条所述竖井钢柱11的顶端固定设有一个检修平台12，所述检修平台12的边沿固定设有栏杆13，用以提升维护效率及作业安全性。

作为本实施例的一种优选方案，在所述浮箱体2还分别开设有一个进气口和一个排气口，其中所述进气口通过管路连通有气泵，所述排气口通过管路连通有排气阀；在所述检修平台12还设有一个控制箱6，所述控制箱6内具有控制模块，所述控制模块的控制输出端分别与所述气泵和所述排气阀电连接；用以通过控制模块电控制浮箱体2的充气与排气。

所述竖井钢柱11的顶端固接设有延伸至所述检修平台12上方的棚盖，所述棚盖的顶端分别设有远程监控传输模块62和若干块太阳能电池板61、蓄电池，若干块所述太阳能电池板61均与所述蓄电池电连接；所述远程监控传输模块62以及所述蓄电池分别与所述控制模块电连接，用以可能源利用减少电能消耗，同时能够通过远程监控传输模块62实现远程的监控及控制。

具体地，所述远程监控传输模块62包括一个通信模块和一个摄像头，所述摄像头与所述控制模块的输入端电连接；所述通信模块与所述控制模块电连接，所述控制模块能够通过所述通信模块(gsm/gprs网络)与远程终端(手机、电脑)建立数据信号连接，从而可以实现装置的远程控制。

需要说明的是，所述控制模块可采用但不限于型号为stm32的微控制器。

所述通信模块可采用但不限于型号为hf-2411的无线通讯器；

所述摄像头可采用但不限于型号为qr-hnd-11303r-i的监控器摄像头。

所述太阳能电池板61可采用但不限于型号为apm18m5w27x27的光伏太阳能板。

所述气泵可采用但不限于型号为pc2035n的充气泵。

所述排气阀可采用但不限于型号为n4v210-08的电磁控制阀。

疏浚工程退水竖井的应用方法，包括以下步骤：

s1：通过手机终端借助控制模块和远程监控传输模块62不定时远程监控围堰堤防8内的水位情况。

s2：当围堰堤防8内水位上升时，通过手机终端借助控制模块和远程监控传输模块62启动浮箱体2的气泵，浮箱体2充气上浮并由浮箱体2上的顶升杆21顶开自下而上第一个闸门板3对应的闸门拉杆4，使第一个闸门板3在自身重力作用落下后，此时远程控制关闭浮箱体2的气泵。

s3：随着围堰堤防8内水位继续上涨，浮箱体2继续上浮通过顶升杆21自下而上依次顶落闸门板3。

s4：在围堰堤防8内淤泥沙沉积，水位继续上涨达到排水高度后，远程控制打开浮箱体2的排气阀，浮箱体2失去气浮力而下沉，此时闸门板3不会再受浮箱体2的作用而继续关闭，高水位的净水从打开的闸门板3流至井内空间，并进一步从排水管5延伸至围堰堤防8外。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。