一种水渠边坡自平衡式双壁箱围堰的制作方法

本发明属于水渠边坡裂缝修复技术领域，特别涉及一种水渠边坡自平衡式双壁箱围堰。

背景技术：

水渠在运行期间由于不均匀沉降等原因，边坡衬砌时常会产生大量边坡裂缝，边坡裂缝的存在会导致边坡出现渗水现象，严重影响了水渠的安全运行，而修补水渠边坡裂缝又是一个技术难题。

目前常用的修补水渠边坡裂缝的方法有：潜水员直接进行水下操作修补边坡裂缝，但修补工作困难、耗时耗力且只能修补一些微小边坡裂缝，局限性很大；在边坡上搭建传统钢箱围堰作为挡水结构，为工人修补边坡裂缝提供施工空间。然而由于钢箱围堰受到水压力作用，钢箱围堰难以在边坡裂缝处达到受力平衡，钢箱围堰会产生沿边坡上下方向的位移，稳定性差，目前常用的解决办法是在钢箱围堰顶部覆盖重物。在放置重物时操作不方便,需要吊装设备,而且在钢箱围堰顶部还要设置用于放置重物的底板,给施工带来了诸多不便。

技术实现要素：

本发明目的是为解决上述现有技术中存在的问题而提出了一种水渠边坡自平衡式双壁钢围堰；为达到上述目的所采取的技术方案是：

一种水渠边坡自平衡式双壁箱围堰，包括直导向基础，在直导向基础的两端均设有与边坡倾斜度相匹配的斜导向基础，所述直导向基础和斜导向基础一体制作成型而形成围堰基础，沿着围堰基础周边设有开口朝上设置的插槽，在插槽内插接有依次相连接的多块挡板，相邻挡板之间、挡板与插槽底部之间均密封连接，多块挡板首尾依次连接围合而成开口朝上设置的容纳腔室，在容纳腔室内装有配重物；两个斜导向基础上的挡板向上伸向边坡而形成施工空间，在施工空间内的挡板上设有用于连接在边坡上的外支撑臂。

优选的，在容纳腔室侧壁的挡板之间连接有内支撑臂。

优选的，沿着围堰基础周边设有用于固定挡板的节段柱。

优选的，所述节段柱固定在围堰基础上，且在节段柱中间设有用于安装挡板的条形槽。

优选的，所述围堰基础底部通过粘钢胶固定在水渠床底或者边坡上，在围堰基础底部与水渠床底或者边坡之间设有止水带。

优选的，所述配重物为配重水，配重水的最小重力按照公式(1)确定，配重水的最大重力按照公式(2)确定：

pcacosθ＝(g1+g2)sinθ+(pcasinθ+g1cosθ+g2cosθ)μ(1)

pcacosθ+(pcasinθ+g1cosθ+g2cosθ)μ＝(g1+g2)sinθ(2)

式中，pc为位于水下部分挡板形心处的压强，a为位于水下部分挡板的面积，θ为边坡倾角，g1为围堰基础和挡板的总重力，g2为配重水的重力，μ为围堰基础与边坡之间的摩擦系数。

本发明所具有的有益效果为：本发明通过将围堰设置成双壁箱的结构形式，方便了配重水的注入，减少了传统钢箱围堰为了平衡水的压力作用而在钢箱围堰顶部覆盖重物对施工造成的不便，本发明方便调节围堰的倾角和高度以满足不同实际工程需要，操作简单方便，不影响水渠的正常运行，经济适用安全，且自身稳定性更好。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为图1中沿a-a向剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步描述。

如图1和图2所示，一种水渠边坡自平衡式双壁箱围堰，包括直导向基础5，在直导向基础5的两端均设有与边坡倾斜度相匹配的斜导向基础3，所述直导向基础5和斜导向基础3一体制作成型而形成围堰基础11，沿着围堰基础11周边设有开口朝上设置的插槽10，在插槽10内插接有依次相连接的多块挡板4，相邻挡板4之间、挡板4与插槽10底部之间均密封连接，多块挡板4首尾依次连接围合而成开口朝上设置的容纳腔室1，在容纳腔室1内装有配重物；两个斜导向基础3上的挡板4向上伸向边坡而形成施工空间，在施工空间内的挡板4上设有用于连接在边坡上的外支撑臂6。

在容纳腔室1侧壁的挡板4之间连接有内支撑臂9。沿着围堰基础11周边设有用于固定挡板4的节段柱2，所述节段柱2固定在围堰基础11上，且在节段柱2中间设有用于安装挡板4的条形槽；所述围堰基础11底部通过粘钢胶固定在水渠床底或者边坡上，在围堰基础11底部与水渠床底或者边坡之间设有止水带12。

进一步，所述配重物为配重水7，配重水7的最小重力按照公式(1)确定，配重水7的最大重力按照公式(2)确定：

pcacosθ＝(g1+g2)sinθ+(pcasinθ+g1cosθ+g2cosθ)μ(1)

pcacosθ+(pcasinθ+g1cosθ+g2cosθ)μ＝(g1+g2)sinθ(2)

式中，pc为位于水下部分挡板形心处的压强，a为位于水下部分挡板的面积，θ为边坡倾角，g1为围堰基础和挡板的总重力，g2为配重水的重力，μ为围堰基础与边坡之间的摩擦系数。

本发明在使用时，首先根据水渠边坡裂缝实际情况与施工空间要求确定围堰的施工位置、高度；然后在施工位置处四周分别铺设适当宽度的止水带12以防止围堰基础11与水渠边坡连接处出现漏水现象；止水带12上搭建围堰基础11，将节段柱2固定在围堰基础11的插槽10内，最后将挡板4插入插槽10和节段柱2，保证三者紧密结合，不出现漏水现象。

根据公式(1)确定需要注入最小重力的配重水7，根据公式(2)确定需要注入最大重力的配重水7，然后向容纳腔室1内注入适量的配重水7，使自围堰受力平衡，为后续修补水渠边坡裂缝提供安全，充足的施工空间。当施工完成后将挡板4拆掉即可，配重水7流入水渠内而对水渠无污染。

本发明通过将围堰设置成双壁箱的结构形式，方便了配重水7的注入，减少了传统钢箱围堰为了平衡水的压力作用而在钢箱围堰顶部覆盖重物对施工造成的不便，本发明方便调节围堰的倾角和高度以满足不同实际工程需要，操作简单方便，不影响水渠的正常运行，经济适用安全，且自身稳定性更好。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种水渠边坡自平衡式双壁箱围堰，包括直导向基础，在直导向基础的两端均设有与边坡倾斜度相匹配的斜导向基础，所述直导向基础和斜导向基础一体制作成型而形成围堰基础，沿着围堰基础周边设有开口朝上设置的插槽，在插槽内插接有依次相连接的多块挡板，相邻挡板之间、挡板与插槽底部之间均密封连接，多块挡板首尾依次连接围合而成开口朝上设置的容纳腔室，在容纳腔室内装有配重物；两个斜导向基础上的挡板向上伸向边坡而形成施工空间，在施工空间内的挡板上设有用于连接在边坡上的外支撑臂；本发明方便调节围堰的倾角和高度以满足不同实际工程需要，操作简单方便，不影响水渠的正常运行，经济适用安全，且自身稳定性更好。

技术研发人员：梁岩;崔玉坤;严家磊;赵博洋;曹阳;杨光煜
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：2018.12.14
技术公布日：2019.04.05