一种护坦地基防护排水体的制作方法
【专利摘要】一种护坦地基防护排水体，涉及水利水电工程技术领域，包括桶体、设置在桶体下方的底盖及安装在桶体上的顶盖，在所述底盖及顶盖上设置有若干透水孔；在桶体内部设置有一过滤装置，所述过滤装置自下而上设有一级石子过滤、一级过滤无纺布、二级石子过滤、二级过滤无纺布、高分子纤维聚合物网状过滤，该排水体已建护坦的排水孔中，排水体顶部与护坦底板表面平齐，不会产生阻水现象。其内部设置的过滤装置可阻碍地基细小颗粒的排出。
【专利说明】
一种护坦地基防护排水体
技术领域
[0001]本发明属于水利水电工程技术领域，是一种水工消能建筑物下游护坦用的护坦地基防护排水体。
【背景技术】
[0002]护坦是水闸、溢流坝下游消能防冲的主要设施之一，用以保护河床免受水流冲刷或其他侵蚀破坏的刚性结构设施。护坦的安全与稳定对整个消能防冲体系的正常运行起着至关重要的作用。在上游水位较高时，渗流延渗径对护坦底板将产生铅直向上的扬压力，对护坦的抗浮稳定造成不利的影响。为此设计采用了在护坦底板上设置排水孔引导渗流排出，来消减渗流产生的扬压力，从而保护护坦的安全。
[0003]在实际运行中发现，目前有些护坦基础坐落于地质结构为耕植土、素填土、粉质粘土、角砾、砂子、碎石土、残积土、强风化岩等松散料为主的地基(以下简称松散地基)情况时，由护坦排水体中排除的水会将地基中细小颗粒的土及砂一起排出，随着时间的推移，将使护坦地基出现不同程度的空洞现象，严重威胁护坦的安全。
[0004]鉴于此种不利现象，国内还没有比较有针对性的措施用来解决渗流扬压力造成护坦松散地基出现空洞的破坏。目前所采取的措施还是停留在降低渗流对护坦底板扬压力为主导思想的基础上，从而设置了护坦排水孔。
[0005]为有效解决渗流扬压力造成护坦松散地基出现空洞的破坏现象，从安全、经济、技术等角度出发，如何对现有已建护坦设置的排水孔进行改造，达到防止护坦松散地基出现空洞的现象，从而保证护坦的安全以及水闸、溢流坝下游消能防冲体系的正常运行，已成为急需解决的一项重要课题。
【发明内容】
[0006]本发明针对于解决渗流流经护坦排水体，避免护坦松散地基出现空洞现象，基于将现有护坦排水体进行改造，提供一种既可以保护护坦地基，又可以安装在现有护坦排水孔内的护坦地基防护排水体，从而防止上述不利现象的发生。
[0007]本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:
[0008]—种护坦地基防护排水体，包括桶体、设置在桶体下方的底盖及安装在桶体上的顶盖，在所述底盖及顶盖上设置有若干透水孔;在桶体内部设置有一过滤装置，所述过滤装置自下而上设有一级石子过滤、一级过滤无纺布、二级石子过滤、二级过滤无纺布、高分子纤维聚合物网状过滤。
[0009]进一步地，还包括一固定装置，所述固定装置包括固定连杆、固定支撑、桶体固定孔和螺栓，在桶体内侧设有阵列排布的三个固定支撑，在所述固定支撑上设置有螺纹孔，固定支撑一端与桶体相连接，另一端处于悬挑状态，固定支撑顶部距排水体顶部的高度等于顶盖的厚度，所述顶盖上设置有环形阵列排布的顶盖固定孔，所述顶盖固定孔与固定支撑通过螺栓固定连接，在桶体桶壁上部环形阵列有三个桶体固定孔，在所述桶体固定孔内设有固定连杆，固定连杆两端为半圆弧形，固定连杆直径小于桶体固定孔的直径，在顶盖上环形阵列有三个凹槽，凹槽与顶盖周边均弧线过渡连接。
[0010]进一步地，所述顶盖上的顶盖固定孔留有螺栓加固时需要的凹槽，使螺栓在加固完毕后其顶部与顶盖在一平面上。
[0011]进一步地，所述固定连杆长度大于排水体桶体的桶壁厚度。
[0012]进一步地，所述桶体固定孔中心线距排水体顶部的高度控制为顶盖厚度的1/2或2/3。
[0013]进一步地，所述桶体底部设置有一锥形头，在所述锥形头上阵列有若干透水孔，在所述锥形头内设有底部石子过滤，在一级石子过滤与底部石子过滤之间设置有底部过滤无纺布。
[0014]进一步地，所述桶体的外侧设有一层遇水膨胀橡胶。
[0015]本发明的有益效果是:
[0016]1.排水体安装于已建护坦的排水孔中，排水体顶部与护坦底板表面平齐，不会产生阻水现象。其内部设置的过滤装置可阻碍地基细小颗粒的排出。
[0017]2.排水体具有安拆功能，既方便安装，又可以拆卸，能够满足日常维护、检修的需要，为保护护坦地基提供有利保障。
[0018]3.为克服扬压力的浮托现象，要求排水体安装应牢固，设计排水体时考虑设置了固定装置，安装排水体时利用排水体顶盖独特的外形设计，转动顶盖使其圆形外沿与桶体加固孔对齐，可使固定连杆自动处于固定状态且又起到加固排水体的作用，即可达到排水体在排水孔中稳定的目的。
[0019]4.考虑护坦排水孔的形状不规则所引起的尺寸误差，便于排水体的顺利安装；同时为防止排水体与护坦排水孔之间发生渗水现象，在排水体外壳上加设遇水膨胀橡胶，此举即可起到加强排水体稳定性的作用又可以防止渗流。
[0020]5.排水体内部设置有过滤装置，其自重可以保持其稳定性并抵抗扬压力的浮托。
[0021]6.将排水体底部设计为锥体形状，可进一步加强排水体的稳定性。
【附图说明】
[0022]图1为现有护坦排水孔布置剖面图；
[0023]图2为第一实施例的三维结构示意图；
[0024]图3为第一实施例的剖视图；
[0025]图4为图3中A处的局部放大图；
[0026]图5为顶盖的三维结构示意图；
[0027]图6为桶体的三维结构示意图；
[0028]图7为桶体的俯视图；
[0029]图8为第二实施例的剖视图。
[0030]图中:I护坦底板，2护坦基础，3排水孔，301过滤碎石，4松散地基，5排水体，501桶体，502—级石子过滤，503—级过滤无纺布，504 二级石子过滤，505 二级过滤无纺布，506高分子纤维聚合物网状过滤体，507顶盖，508顶盖固定孔，509螺栓，510桶体固定孔，511固定连杆，512固定支撑，513凹槽，514锥形头，515底部过滤无纺布，516底部石子过滤，
[0031]517透水孔，6遇水膨胀橡胶。
【具体实施方式】
[0032]如图1所示为现有护坦排水孔布置剖面图，在护坦底板I上均匀布置了若干排水孔3，排水孔3底部至护坦基础2的底部并与护坦松散地基4连通，在排水孔3内填充有过滤碎石301。实施本发明时，应将护坦原排水孔3内的过滤碎石301全部取出。
[0033]下面结合附图2至附图8，对本发明作进一步分析。
[0034]如图2所示，护坦包括护坦底板I和护坦基础2，在松散地基4上设有护坦基础2，在所述护坦基础2上铺设有护坦底板I。
[0035]在所述护坦底板I上均匀布设有若干排水孔3，一种更优设计，所述排水孔3直径为10?50cm。
[0036]在护坦排水孔3内安装有排水体5，所述排水体5为圆形桶体结构，如图3所示，所述排水体5包括一桶体501、设置在桶体501下方的底盖及安装在桶体501上的顶盖507，在所述底盖及顶盖507上设置有若干透水孔，便于水流的通过。顶盖507可安装或拆卸，底盖与桶体501固定连接为一体。
[0037]—种更优设计，为防止护坦排水孔3的形状不规则所引起的尺寸误差，便于排水体5的顺利安装，同时考虑为避免排水体5使用过程中与护坦排水孔3之间产生渗流易将松散地基4中的细小颗粒带出，在所述桶体501的外侧设有一层遇水膨胀橡胶6。
[0038]排水体5的高度应大于或等于护坦底板1、护坦基础2的厚度之和，即排水体5底部应与松散地基4连通或嵌入松散地基4内部。护坦排水孔3直径与排水体5直径的差值控制在2cm范围内，遇水膨胀橡胶6在干燥时的厚度应小于1cm。排水体5的桶体501的材料可以考虑选择工程塑料、不锈钢以及金属合金等具有一定强度且不生锈的材料。
[0039]在桶体501的内部设置有一过滤装置，所述过滤装置自下而上设有一级石子过滤502、一级过滤无纺布503、二级石子过滤504、二级过滤无纺布505、高分子纤维聚合物网状过滤506。
[0040]地下水通过排水体5的底盖、一级石子过滤502、一级过滤无纺布503、二级石子过滤504、二级过滤无纺布505、高分子纤维聚合物网状过滤506，从排水体的顶盖507流出排水体5，过滤装置阻碍了松散地基4中细小颗粒的排出。
[0041]如图4至图8所示，所述排水体5还包括一固定装置，所述固定装置包括顶盖507、固定连杆511、固定支撑512、桶体固定孔510和螺栓509。
[0042]在桶体501的内侧设有阵列排布的三个固定支撑512，在所述固定支撑512上设置有螺纹孔，固定支撑512—端与桶体501相连接，另一端处于悬挑状态，固定支撑512顶面距排水体5顶部的高度等于顶盖507的厚度。所述顶盖507上设置有环形阵列排布的顶盖固定孔508，所述顶盖固定孔508与固定支撑512通过螺栓509固定连接。
[0043]在桶体501的桶壁上环形阵列有三个桶体固定孔510，在所述桶体固定孔510内设有固定连杆511。为便于安装并保证加固效果，固定连杆511的两端应为半圆弧形，其直径略小于桶体固定孔510的直径，长度大于排水体桶体的桶壁厚度0.5cm。所述桶体固定孔510中心线距排水体5顶部的高度控制在顶盖507厚度的1/2?2/3之间。所述顶盖507为圆形，其外径控制在刚好套进排水体5的桶体501为宜，在顶盖507上环形阵列有三个凹槽513，凹槽513与顶盖507周边均弧线过渡连接。
[0044]安装时，将排水体5放入护坦排水孔3中，使排水体5的上部顶端与护坦底板I处于同一平面上，将固定连杆511插入桶体加固孔510内，再将顶盖507置于固定支撑512上，使其上的三个凹槽513与桶体固定孔510对齐。转动顶盖507，使其外沿圆形处对准桶体固定孔510，自动将固定连杆511在顶盖507圆形外沿与护坦排水孔3之间挤紧处于固定状态，且固定连杆511与护坦排水孔3之间的遇水膨胀橡胶6处于挤压状态;此时顶盖固定孔508与固定支撑512上的螺纹孔应对齐，然后用螺栓509拧紧将顶盖507固定在固定支撑512上，排水体5安装完成。
[0045]独特之处在于利用顶盖507的旋转达到自动固定固定连杆511的目的。具体实施过程:利用顶盖507特有的外形设计，转动顶盖507，固定连杆511在其圆弧外沿转动力的作用下，可逐步使固定连杆511自动处于固定状态且又起到加固排水体5的作用，此时顶盖507圆弧外沿与桶体加固孔510对齐。
[0046]顶盖507上的顶盖固定孔508应留有螺栓509固定时需要的凹槽，使螺栓509在固定完毕后其顶部与顶盖507在同一平面上。排水体5安装完成后，其顶盖507应与护坦在同一平面上，避免造成阻水现象。
[0047]当工作需要排水体5拆除时，须在排水体5不过水几天后遇水膨胀橡胶6保持干燥的情况下进行。松动螺栓509后，转动顶盖507使其三个凹槽513与桶体固定孔510对齐，此时固定连杆511松动，脱离了固定状态，即可取下顶盖507，借助工具或直接人工拉动固定支撑512即可将排水体5取出。固定支撑512在拆除排水体5时又起到了拆卸手柄的作用。排水体5取出后，可根据需要进行内部过滤材料的清理等维护工作以及松散地基的充填处理。
[0048]图8为第二实施例的剖视图，与第一实施例的不同之处在于所述桶体501的底部设置有一锥形头514，在所述锥形头514上阵列有若干透水孔517，在所述锥形头514内设有底部石子过滤516，在一级石子过滤502与底部石子过滤516之间设置有底部过滤无纺布515。这种设计能够更好的有利于在底部松散地基中插入，还能起到加固稳定的作用。
[0049]除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
【主权项】
1.一种护坦地基防护排水体，其特征是，包括桶体、设置在桶体下方的底盖及安装在桶体上的顶盖，在所述底盖及顶盖上设置有若干透水孔;在桶体内部设置有一过滤装置，所述过滤装置自下而上设有一级石子过滤、一级过滤无纺布、二级石子过滤、二级过滤无纺布、高分子纤维聚合物网状过滤。2.根据权利要求1所述的一种护坦地基防护排水体，其特征是，还包括一固定装置，所述固定装置包括固定连杆、固定支撑、桶体固定孔和螺栓，在桶体内侧设有阵列排布的三个固定支撑，在所述固定支撑上设置有螺纹孔，固定支撑一端与桶体相连接，另一端处于悬挑状态，固定支撑顶部距排水体顶部的高度等于顶盖的厚度，所述顶盖上设置有环形阵列排布的顶盖固定孔，所述顶盖固定孔与固定支撑通过螺栓固定连接，在桶体桶壁上部环形阵列有三个桶体固定孔，在所述桶体固定孔内设有固定连杆，固定连杆两端为半圆弧形，固定连杆直径小于桶体固定孔的直径，在顶盖上环形阵列有三个凹槽，凹槽与顶盖周边均弧线过渡连接。3.根据权利要求2所述的一种护坦地基防护排水体，其特征是，所述顶盖上的顶盖固定孔留有螺栓加固时需要的凹槽，使螺栓在加固完毕后其顶部与顶盖在一平面上。4.根据权利要求2所述的一种护坦地基防护排水体，其特征是，所述固定连杆长度大于排水体桶体的桶壁厚度。5.根据权利要求2所述的一种护坦地基防护排水体，其特征是，所述桶体固定孔中心线距排水体顶部的高度控制为顶盖厚度的1/2或2/3。6.根据权利要求2所述的一种护坦地基防护排水体，其特征是，所述桶体底部设置有一锥形头，在所述锥形头上阵列有若干透水孔，在所述锥形头内设有底部石子过滤，在一级石子过滤与底部石子过滤之间设置有底部过滤无纺布。7.根据权利要求1所述的一种护坦地基防护排水体，其特征是，所述桶体的外侧设有一层遇水膨胀橡胶。
【文档编号】E02B8/06GK105951690SQ201610495230
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】贾翠兰, 田志刚, 刘冠麟, 徐运海, 王玉太, 魏兆珍, 刘莉莉, 刘云, 张立华, 程素珍, 安凯军, 巩向峰, 郝晓辉, 王光辉, 杨大伟
【申请人】山东省水利科学研究院