一种装配式生态防护用预制混凝土构件及其施工方法与流程

本发明涉及预制沟渠技术领域，特别涉及一种装配式生态防护用预制混凝土构件及其施工方法。

背景技术：

城市道路排水边沟设计需要注意市政道路排水系统的性能，这不仅影响城市道路的使用寿命，还影响城市的市容市貌，特别是地表水较丰富或多雨的地区。市政道路排水设计不仅要结合当地的建筑布局和地势进行全局考虑，还要注意各个细节的设计。目前，我国城市的排水系统还不够完善，甚至可以说排水系统的设计性能远远不能满足当前的排水需要。排水系统的设计人员在设计过程中应该结合不同城市的情况，因地制宜地设计出合适的排水方案。

目前，城市建设越来越快，城市规模越来越大，城市的排水问题日益凸显。由于排水系统无法满足城市排水需求，经常出现“水害”，城市道路深受其害。沥青混凝土路面在水分作用下，会产生开裂、沉陷、坑槽及松散等,水分自裂缝向下渗到路面面层，减小沥青粘附性，沥青和集料之间的粘结力降低，道路结构的整体性受到破坏。水泥混凝土路面由于排水不畅，容易在接缝处形成唧泥，软化基层，造成强度下降，行车荷载作用下的混凝土板产生不均匀沉降，出现开裂、错台、断板等，导致路面早期破坏。

沟渠指为灌溉或排水而挖的水道的统称。目前，市面上的农业预制沟渠主要为直段，没有设置转角、接口等，因此无法结合所处环境，因地制宜地得形成整体灌溉，且直段缺少生态元素，无法种植水生植物等。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种装配式生态防护用预制混凝土构件及其施工方法，其解决了现有预制沟渠无法因地制宜地得形成整体灌溉的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种装配式生态防护用预制混凝土构件，包括依次连接的干渠、支渠和农渠；

所述干渠包括第一直段渠和接口，所述接口连接在所述第一直段渠上；

所述支渠包括第二直段渠、生物自救通道和水渠转角，所述生物自救通道和所述水渠转角分别连接在所述第二直段渠上；所述第一直段渠通过所述接口与所述第二直段渠连通；

所述农渠包括第三直段渠，所述农渠与所述支渠之间安装有分水管，所述第三直段渠通过所述分水管与所述第二直段渠连通；

所述第一直段渠为矩形渠，所述第一直段渠包括第一预制本体，所述第一直段渠由多个所述第一预制本体依次水平对接而成。

进一步优选为：所述第一预制本体底部开设有第一生态孔，所述第一预制本体一侧设置有第一对接槽，另一侧设置有与第一对接槽相适配的第一对接块，相邻所述第一预制本体通过所述第一对接槽和所述第一对接块配合插接。

进一步优选为：所述接口包括接口本体，所述接口本体插接在相邻所述第一预制本体之间，所述接口本体上开设有开口，所述第二直段渠通过所述开口与所述第一直段渠连通。

进一步优选为：所述接口本体上开设有第二生态孔，所述接口本体一侧设置有第二对接槽，另一侧设置有第二对接块，所述接口本体通过所述第二对接槽、第二对接块与所述第一预制本体配合插接。

进一步优选为：所述接口本体外侧一体设有加强凸台，所述加强凸台位于所述开口两侧及底部，所述加强凸台在靠近所述开口一侧开设有用于插设隔水板的第一插槽，以实现所述第一直段渠和所述第二直段渠的连通和阻断。

进一步优选为：所述接口本体内侧开设有用于插设隔水板的第二插槽，以实现所述第一直段渠的连通和阻断。

进一步优选为：所述第二直段渠为矩形渠，所述第二直段渠包括第二预制本体，所述第二直段渠由多个所述第二预制本体依次水平对接而成；

所述第二预制本体底部开设有第三生态孔，所述第二预制本体一侧设置有第三对接槽，另一侧设置有第三对接块，相邻所述第二预制本体通过所述第三对接槽和所述第三对接块配合插接。

进一步优选为：所述生物自救通道包括通道本体，所述通道本体上设置有生物自救坡道；

所述支渠一端与所述干渠连通，另一端开设有用于插设隔水板的第三插槽，所述第三插槽开设在所述第二预制本体上；

所述农渠包括第三预制本体，所述农渠由多个所述第三预制本体依次水平对接而成；

所述第三预制本体两侧一体连接有弧形导水板，所述弧形导水板下端与所述第三预制本体连接，上端向远离所述第三预制本体中心方向延伸。

进一步优选为：还包括沉降池，所述沉降池位于所述干渠上；

所述沉降池包括第一沉降池、第二沉降池以及盖设在所述第一沉降池和第二沉降池上的盖板，所述第一沉降池和所述第二沉降池之间设置有挡板，所述挡板下端固定在所述沉降池内底部，上端向上延伸，所述挡板顶面位于所述沉降池顶面下方，以使所述第一沉降池和所述第二沉降池通过所述挡板和所述盖板之间的间距连通，所述第二沉降池上设置有出水管，所述第一沉降池上设置有进水管，所述盖板上开设有插口，所述进水管插设在所述插口内；

所述第一沉降池内设置有进水控制装置，所述进水控制装置包括驱动机构、转盘、接触件和封口机构，所述转盘为圆盘形且位于所述盖板内侧，所述驱动机构安装在所述盖板上且用于控制所述转盘在所述盖板内侧转动，所述转盘内侧开设有滑槽，所述滑槽沿所述转盘周向方向设置，所述接触件包括竖直杆和接触板，所述竖直杆上端嵌在所述滑槽内且与所述滑槽滑动配合，下端与所述接触板固定，所述接触板位于所述第一沉降池内且高度低于所述挡板高度；

所述封口机构包括第一楔块、固定块、弯曲弹簧、铁片、固定箱、第二楔块、推杆和复位弹簧，所述第一楔块固定嵌在所述滑槽内且与所述滑槽滑动配合，所述第一楔块位于所述固定块和所述竖直杆之间，所述弯曲弹簧沿所述转盘周向方向弯曲，所述弯曲弹簧固定在所述固定块和所述第一楔块之间以及所述第一楔块和所述竖直杆之间，所述固定块固定在所述转盘内侧；

所述固定箱固定在所述转盘内侧且位于所述固定块和所述第一楔块之间，所述第二楔块和所述复位弹簧均容纳在所述固定箱内，所述第二楔块和所述固定箱两侧均开设有开口，所述复位弹簧通过所述开口穿过所述第二楔块和所述固定箱，所述推杆沿所述转盘径向方向设置且一端固定有用于封闭所述进水管管口的封闭盘，另一端与插设在所述固定箱内且与所述第二楔块固定，所述复位弹簧套设在所述推杆上且一端与所述固定箱侧壁固定，另一端与所述第二楔块固定，所述推杆与所述固定箱滑动连接且滑动方向沿所述转盘径向方向设置，所述第一楔块与所述第二楔块相适配且用于驱动所述第二楔块和所述推杆向所述转盘圆心方向推杆，以使所述封闭盘封闭所述进水管；

所述进水管插设在所述转盘中部，所述进水管出水端面与所述转盘底面齐平，所述进水管出水端面设置有铁片，所述封闭盘顶面固定有用于与所述铁片磁性连接的电磁铁，当所述封闭盘在所述推杆推动下移动到所述进水管出水端面并完全封闭所述进水管出水端面时，所述电磁铁通电，以使所述进水管通过所述封闭盘封闭。

一种装配式生态防护用预制混凝土构件的施工方法，包括以下步骤：

s1、基沟开挖：根据干渠、支渠和农渠的尺寸和装配路线进行基沟开挖；

s2、干渠、支渠的施工：对于用于装配干渠和支渠的基沟，先在基沟内底部灌混凝土，以形成混凝土垫层，然后安装生态预制沟渠并对接缝进行防水处理，再在生态预制沟渠与基沟侧壁之间进行级配碎石的填充和压实，最后种植水生植物；

s3、农渠的施工：对于用于装配农渠的基沟，先进行素土夯实及放坡，然后安装生态预制沟渠并对接缝进行防水处理，最后种植水生植物。

综上所述，本发明具有以下有益效果：第二直段渠与第一直段渠、转角和生物自救通道插接装配连接，并通过插入的隔水板来调整水流向。干渠、支渠和农渠内夹角倒圆角，减小水流阻力，减少接触角淤泥沉积，顶部沟盖槽可以放入沟盖板，封住沟面，另外生态预制沟渠上的所有生态孔都可以栽种水生植物，也可以作为鱼巢。解决了现有预制沟渠无法因地制宜地得形成整体灌溉的问题。沉降池的设置可以起到水处理的作用，以满足使用要求。

附图说明

图1是实施例的结构示意图，主要用于体现生态预制沟渠的结构；

图2是实施例的结构示意图，主要用于体现第一预制本体的结构；

图3是实施例的结构示意图，主要用于体现接口的结构；

图4是实施例的结构示意图，主要用于体现生物自救通道的结构；

图5是实施例的结构示意图，主要用于体现支渠和农渠的连接结构；

图6是实施例的结构示意图，主要用于体现农渠的结构；

图7是实施例的剖视示意图，主要用于体现沉降池的结构；

图8是实施例的盖板正面示意图，主要用于体现驱动机构的结构；

图9是实施例的盖板背面示意图，主要用于体现进水控制装置的结构；

图10是实施例的转盘背面示意图，主要用于体现进水控制装置的结构；

图11是实施例的局部背面示意图，主要用于体现转盘和从动齿轮的结构；

图12是实施例的结构示意图，主要用于体现接触件的结构。

图中，1、干渠；111、第一预制本体；112、第一生态孔；113、第一对接槽；114、第一对接块；121、接口本体；122、第二生态孔；123、开口；124、加强凸台；125、第一插槽；126、第二插槽；127、第二对接槽；128、第二对接块；2、支渠；211、第二预制本体；212、第三对接槽；213、第三对接块；214、第三生态孔；221、通道本体；222、生物自救坡道；223、第四生态孔；224、第四对接块；225、第四对接槽；3、农渠；31、第三预制本体；32、弧形导水板；4、隔水板；5、沟盖槽；6、分水管；7、水管接头；81、第一沉降池；82、第二沉降池；83、挡板；84、盖板；85、出水管；911、从动齿轮；912、主动齿轮；913、电机；92、转盘；93、接触件；931、竖直杆；932、接触板；9401、第一楔块；9402、固定块；9403、封闭盘；9404、弯曲弹簧；9405、铁片；9406、斜面；9407、固定箱；9408、第二楔块；9409、推杆；9410、复位弹簧；10、进水管；11、滑槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：一种装配式生态防护用预制混凝土构件及其施工方法，如图1-6所示，包括依次连接的沉降池、干渠1、支渠2和农渠3。干渠1和支渠2均为矩形渠，干渠1宽度大于支渠2宽度，支渠2宽度大于农渠3宽度。干渠1上可以连接多个支渠2，以便将干渠1内的水通过支渠2向不同地方输送；支渠2上可以连接多个农渠3，以便将支渠2内的水通过农渠3向不同地方输送，多个农渠3可通过水管接头7连接。

参照图1-6，干渠1包括第一直段渠和接口。第一直段渠为矩形渠，第一直段渠包括第一预制本体111，第一直段渠由多个第一预制本体111依次水平对接而成。第一预制本体111上开设有第一生态孔112，优选的，第一预制本体111包括底面和位于底面相对两侧的侧面，第一生态孔112开设在第一预制本体111底部。每个第一预制本体111上均开设有一个第一生态孔112。第一预制本体111一侧设置有第一对接槽113，另一侧设置有与第一对接槽113相适配的第一对接块114，相邻第一预制本体111通过第一对接槽113、第一对接块114配合插接。

参照图1-6，接口为矩形十字接头或矩形t形接头。接口连接在第一直段渠上且位于相邻两个第一预制本体111之间。接口包括接口本体121，接口本体121插接在相邻第一预制本体111之间，优选的，接口本体121一侧设置有与第一对接块114相适配的第二对接槽127，另一侧设置有第一对接槽113相适配的第二对接块128，接口本体121通过第二对接槽127、第二对接块128与第一预制本体111配合插接。接口本体121包括底部开设有一个第二生态孔122。接口本体121上开设有开口123，优选的，第一预制本体111包括底面和位于底面相对两侧的侧面，开口123开设在接口本体121侧面。第二直段渠通过开口123与第一直段渠连通。接口本体121外侧一体设有加强凸台124，加强凸台124位于开口123两侧及底部，加强凸台124在靠近开口123一侧开设有用于插设隔水板4的第一插槽125，以实现第一直段渠和第二直段渠的连通和阻断。同样的，接口本体121内侧开设有用于插设隔水板4的第二插槽126，以实现第一直段渠的连通和阻断。

参照图1-6，支渠2包括第二直段渠、生物自救通道和水渠转角。生物自救通道和水渠转角分别连接在第二直段渠上，第一直段渠通过接口与第二直段渠连通。第二直段渠为矩形渠，第二直段渠包括第二预制本体211，第二直段渠由多个第二预制本体211依次水平对接而成。第二预制本体211上开设有第三生态孔214，优选的，第二预制本体211包括底面和位于底面相对两侧的侧部，第三生态孔214开设在第二预制本体211底部。每个第二预制本体211上均开设有一个第三生态孔214。第二预制本体211一侧设置有第三对接槽212，另一侧设置有与第三对接槽212相适配的第三对接块213，相邻第二预制本体211通过第三对接槽212和第三对接块213配合插接。

参照图1-6，生物自救通道包括通道本体221，通道本体221上设置有生物自救坡道222，生物自救坡道222设置有两个，两个生物自救坡道222分别位于通道本体221的相对两侧。生物自救坡道222上开设有三个第四生态孔223，三个第四生态孔223沿支渠2长度方向等间距布置。优选的，通道本体221一侧设置有第四对接槽225，另一侧设置有与第四对接槽225相适配的第四对接块224，通道本体221通过第四对接块224、第四对接槽225与第二预制本体211配合插接。

参照图1-6，水渠转角主要为了改变第二直段渠的延伸方向。水渠转角角度多样，使用时，可根据具体需求选择不同转角角度的水渠转角。优选的，水渠转角一侧设置有第五对接槽，另一侧设置有与第五对接槽相适配的第五对接块，水渠转角通过第五对接块、第五对接槽与第二预制本体211配合插接。

参照图1-6，支渠2一端与干渠1连通，另一端开设有用于插设隔水板4的第三插槽，第三插槽插设在第二预制本体211上，以防止支渠2内的水向外流出。第一预制本体111和第二预制本体211顶部均开设有用于盖设沟盖板的沟盖槽5。

参照图1-6，农渠3包括第三直段渠，农渠3与支渠2之间安装有分水管6，第三直段渠通过分水管6与第二直段渠连通。农渠3包括第三预制本体31，农渠3由多个第三预制本体31依次水平对接而成。弧形导水板32下端与第三预制本体31连接，上端向远离第三预制本体31中心方向延伸。第一预制本体111、第二预制本体211和第三预制本体31均为混凝土预制块。分水管6固定在第二预制本体211侧部且一端与支渠2连通，另一端延伸至农渠3内。

在上述技术方案中，第二直段渠与第一直段渠、转角和生物自救通道插接装配连接，并通过插入的隔水板4来调整水流向。干渠1、支渠2和农渠3内夹角倒圆角，减小水流阻力，减少接触角淤泥沉积，顶部沟盖槽5可以放入沟盖板，封住沟面，另外生态预制沟渠上的所有生态孔都可以栽种水生植物，也可以作为鱼巢。

参照图7-12，沉降池位于干渠1进水口处，沉降池包括第一沉降池81、第二沉降池82以及盖设在第一沉降池81和第二沉降池82上的盖板84。第一沉降池81和第二沉降池82之间设置有挡板83，挡板83下端固定在沉降池内底部，上端向上延伸，挡板83顶面位于沉降池顶面下方，以使第一沉降池81和第二沉降池82通过挡板83和盖板84之间的间距连通。第二沉降池82上设置有出水管85，出水管85位于第一沉降池81下部一侧，第一沉降池81上设置有进水管10，盖板84开设有插口，进水管10插设在插口内。

参照图7-12，第一沉降池81内设置有进水控制装置，进水控制装置包括驱动机构、转盘92、接触件93和封口机构。转盘92为圆盘形且位于盖板84内侧，驱动机构安装在盖板84上且用于控制转盘92在盖板84内侧转动。驱动机构包括从动齿轮911、主动齿轮912和电机913，从动齿轮911、主动齿轮912和电机913均位于盖板84的顶部，从动齿轮911和主动齿轮912啮合设置。电机913输出轴固定在主动齿轮912中部，转盘92与从动齿轮911一体连接且分别位于盖板84内外两侧。插口位于转盘92与从动齿轮911中部，以使进水管10插设在转盘92与从动齿轮911中部，转盘92与从动齿轮911绕进水管10中心轴转动。

在上述技术方案中，电机913启动时，主动齿轮912将带动从动齿轮911和转盘92在盖板84上绕进水管10中心轴转动，不仅不会影响水通过进水管10进入到第一沉降池81内，且能带动转盘92在盖板84内绕进水管10转动。

参照图7-12，转盘92内侧开设有滑槽11，滑槽11沿转盘92周向方向设置，滑槽11为圆弧形且圆心角为90°。接触件93包括竖直杆931和接触板932，竖直杆931上端嵌在滑槽11内且与滑槽11滑动配合，下端与接触板932固定，接触板932位于第一沉降池81内且高度低于挡板83高度。最好是，接触板932底面与挡板83顶面垂直距离在15cm以上。封口机构包括第一楔块9401、固定块9402、弯曲弹簧9404、铁片9405、固定箱9407、第二楔块9408、推杆9409和复位弹簧9410。第一楔块9401固定嵌在滑槽11内且与滑槽11滑动配合，第一楔块9401位于固定块9402和竖直杆931之间。弯曲弹簧9404沿转盘92周向方向弯曲，弯曲弹簧9404固定在固定块9402和第一楔块9401之间以及第一楔块9401和竖直杆931之间，固定块9402固定在转盘92内侧。

参照图7-12，固定箱9407固定在转盘92内侧且位于固定块9402和第一楔块9401之间，第二楔块9408和复位弹簧9410均容纳在固定箱9407内。具体的，固定箱9407顶部为敞口且敞口处固定在在转盘92内侧，底部即四周均设置有栏板。第二楔块9408和固定箱9407两侧均开设有开口123，第二楔块9408上的开口123贯穿第二楔块9408外侧，复位弹簧9410通过开口123穿过第二楔块9408和固定箱9407。推杆9409沿转盘92径向方向设置且一端固定有用于封闭进水管10管口的封闭盘9403，另一端与插设在固定箱9407内且与第二楔块9408固定，复位弹簧9410套设在推杆9409上且一端与固定箱9407侧壁固定，另一端与第二楔块9408固定。推杆9409与固定箱9407滑动连接且滑动方向沿转盘92径向方向设置，第一楔块9401与第二楔块9408相适配且用于驱动第二楔块9408和推杆9409向转盘92圆心方向推杆9409，以使封闭盘9403封闭进水管10。具体的，第一楔块9401和第二楔块9408上都设置有用于相互配合的斜面9406。

参照图7-12，进水管10插设在转盘92中部，进水管10出水端面与转盘92底面齐平，进水管10出水端面设置有铁片9405。封闭盘9403顶面固定有用于与铁片9405磁性连接的电磁铁，当封闭盘9403在推杆9409推动下移动到进水管10出水端面并完全封闭进水管10出水端面时，电磁铁通电，以使进水管10通过封闭盘9403封闭。

在上述技术方案中，当第一沉降池81内沉降的泥沙等固体杂质超过挡板83时，第一沉降池81就无法继续使用，为了保证沉降质量满足要求，本发明设计了进水控制装置。沉降池使用过程中，每隔5-20min，转盘92发生一次转动，转盘92转动时，接触板932将在第一沉降池81内转动，当第一沉降池81内沉降的泥沙等固体杂质超过接触板932高度时，接触板932受到较大阻力，以使竖直杆931和第一楔块9401在滑槽11内向靠近固定箱9407方向移动，当接触板932所受阻力足以驱动第一楔块9401进入固定箱9407时，在第一楔块9401和第二楔块9408的配合下，推杆9409将带动封闭盘9403向进水管10关口方向推动，当封闭盘9403封闭住进水管10后，电磁铁通电，以使封闭盘9403固定在进水管10出水管口处，此时便可关闭电机913，然后进行人工清沙作业。为了提醒操作人员进行清沙，可在盖板84或电机913上安装报警器。

装配式生态防护用预制混凝土构件的施工方法，包括以下步骤：

s1、基沟开挖：根据干渠1、支渠2和农渠3的尺寸和装配路线进行基沟开挖；

s2、干渠1、支渠2的施工：对于用于装配干渠1和支渠2的基沟，先在基沟内底部灌混凝土，以形成混凝土垫层（放坡层），然后安装生态预制沟渠并对接缝进行防水处理（聚合物防水砂浆），再在生态预制沟渠与基沟侧壁之间进行级配碎石的填充和压实，最后种植水生植物；

s3、农渠3的施工：对于用于装配农渠3的基沟，先进行素土夯实及放坡，然后安装生态预制沟渠并对接缝进行防水处理（聚合物防水砂浆），最后种植水生植物。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。