自浮式封堵闸门的制作方法

1.本发明属于水利工程技术领域，具体涉及一种自浮式封堵闸门。


背景技术：

2.在水利工程中，有临时封堵闸门，使用次数较少或临时使用的闸门，比如大坝导流洞前封堵闸门，只是在封堵后完成导流洞的混凝土浇筑后即可完成使命，有些水利工程，特别是导流隧洞断面尺寸较小的，采用浇筑混凝土板作为封堵混凝土之前的封堵板，随后将封堵混凝土浇筑一起，不做任何处理，既节省施工成本同时也加快了施工进度，但是在某一些施工环境中，取水塔前面的封堵段需保留一个冲砂管，无法直接采用前面介绍的方法进行封堵，在大坝蓄水后无法完成封堵闸门的取出工作。
3.冲砂管作用主要是利用高水头的水压力进行隧洞内供水管内砂及淤泥的清理，同时可以对封堵段前淤泥及时通过管道排至隧洞末端的排污池，达到供水管道顺畅及取水塔前有充足的水供应，保证供水系统正常工作。
4.在上述的某一些施工环境中，由于结构的要求，需在大坝蓄水之前将封堵闸门安置在封堵闸门槽内，将库区的水位抬升，同时完成导流隧洞的输水管道安装及封堵段混凝土浇筑；在大坝蓄水并达到供水条件后，需将封堵闸门移除，否则无法保证冲砂管的正常使用；在没有设计动力装置的前提下，需要采用相关措施，将封堵闸门提升也是一个技术难题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种自浮式封堵闸门，移除闸门时利用水的浮力将闸门提升，节省了施工成本及工期。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种自浮式封堵闸门，包括门叶、侧轮、止水装置以及设置在闸门槽内的埋件；所述门叶包括上游侧、下游侧两面以及四边连接两者并共同形成封闭空腔的封闭板，空腔内设有加强内撑骨架；所述止水装置包括设置在门叶下游侧的两侧、底部及顶部，用于在封堵闸门放置到闸门槽内后，在迎水面的水头压力下，封堵闸门与下游侧轨道之间空隙的止水带受到挤压，将空隙之间的缝隙堵满，阻止坝区的水进入封堵段；所述埋件包括设置在所述闸门槽下游侧的正轨、上游侧的反轨和闸门槽底部的底槛；所述底止水带可以与底槛配合实现密封；所述侧轮安装在门叶的上游侧，左右各两个，用于在闸门下放过程中，侧轮沿着闸门轨道迎水侧进行下滑，保证闸门下滑过程中不产生大的变形以及顺利滑行；所述门叶顶部设置一个注水孔、一个是排气孔，底部设置一个排水孔。
8.第二方面，本发明还提供一种自浮式闸门的操作方法，包括以下步骤：
9.(1)将侧轮、止水装置与门叶组装为闸门，利用施工枯水期，将闸门吊于闸门槽处，与闸门槽对准后将闸门动水下落至底槛；应在闸门槽顶部设置防砂石临时措施，以免砂石落于门顶，增加门体重量；
10.(2)打开闸门门体顶部的充水孔及排气孔螺栓，通过充水孔向门体空腔内注满水，防止施工期因库水位变动闸门发生漂浮；注满水后应将门顶充水孔及排气孔封死；
11.(3)当闸门止水组装压紧后，打开闸门门体底部的排水孔及下游侧的通气孔，将门体空腔内的水排出，排完水后，封死排水孔及通气孔；
12.(4)闸门挡水后，应及时将灌浆板与埋件及冲砂洞钢管焊接牢固，方可进行混凝土堵头浇筑，钢管应将闸门渗漏的水流排除，施工期不得在闸门与灌浆封板之间建立起压力；
13.(5)隧洞改造完毕，封堵闸门自浮前，在打开闸门前，应在保证钢管内排气通畅的情况下，向钢管内缓慢充水平压，随后将冲砂洞注水，闸门两侧压力平衡，使闸门与闸门槽分离，消除摩擦力，闸门通过自身浮力上；
14.(6)闸门出水面后，改由底孔闸阀拦水。
15.本发明的优点和有益效果是：
16.该装置巧妙的利用封闭的空腔在水中会产生浮力，节省动力装置；同时，利用自重以及水头差的压力，将闸门紧紧挤压至反轨上，保证了水封的气密性；在完成封堵段以及后面供水管道安装后，利用后面的冲砂管充满水后进行平压，闸门能够自动提升。
附图说明
17.图1是本发明实施例提供的一种自浮式封堵闸门的使用环境示意图；
18.图2是图1使用环境的顶视图；
19.图3是本发明实施例提供的一种自浮式封堵闸门的前后示图；
20.图4是本发明实施例提供的一种自浮式封堵闸门的上下示图；
21.图5是本发明实施例提供的一种自浮式封堵闸门的侧视图；
22.图6是本发明实施例提供的一种自浮式封堵闸门的侧视剖面图；
23.图7是图3中a
‑
a方向的剖面图；
24.图8是图3中b
‑
b方向的剖面图；
25.图9是本发明实施例提供的一种自浮式封堵闸门中一半门叶的仰视图；
26.图10是本发明实施例提供的一种自浮式封堵闸门中侧轮的结构示意图；
27.图11是本发明实施例提供的一种自浮式封堵闸门中侧轮零件图。
具体实施方式
28.以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.如图1、2所示，一种自浮式封堵闸门1000，设置在取水塔20底部的引水隧洞21上游洞口，封堵闸门1000安置在封堵闸门槽内之后，可以使库区的水位抬升，随后可以完成导流隧洞的冲砂管22安装及封堵段混凝土堵头23浇筑。
32.如图3、4所示，所述自浮式封堵闸门1000，包括门叶200、侧轮300、止水装置400以及设置在闸门槽24内的埋件500；
33.所述门叶200包括上游侧、下游侧两面以及连接两者四边的封闭板，门叶内部形成封闭空腔，空腔内设有加强内撑骨架；
34.所述侧轮300安装在门叶200的上游侧，左右边缘处上、下各设一个，用于在闸门下放过程中，侧轮沿着闸门轨道迎水侧进行下滑，保证闸门下滑过程中不产生大的变形以及顺利滑行；
35.所述止水装置400包括设置在所述门叶200下游侧的左右两侧及顶部的门型止水带410和设置在门叶底部的底止水带430，门型止水带410和底止水带430构成方形，用于在封堵闸门1000放置到闸门槽内后，在迎水面的水头压力下，封堵闸门与下游侧轨道之间空隙的门型止水带410、底止水带430受到挤压，将空隙之间的缝隙堵满，阻止坝区的水进入封堵段，以便隧洞21内安装冲砂管22；
36.所述埋件500包括设置在所述闸门槽下游侧的反轨510、上游侧的正轨520和闸门槽底部的底槛530；所述底止水带430可以与底槛530配合实现密封；
37.所述门叶200顶部设置一个注水孔204、一个排气孔205，底部设置一个排水孔206，孔径根据将来灌水设备输水管大小进行开孔，排水孔、排气孔的孔径可以比注水孔小2
‑
5mm，门叶的下游侧表面设有至少一个通气孔203，便于加快排水速度。
38.在一些实施方式中，所述门叶200顶部中间设置一个吊耳201，便于在前期安装时采用吊车吊装。
39.如图6所示，在一些实施方式中，所述门叶200上游侧设有一整块面板210，面板四边的所述封闭板220包括顶梁221、底梁222和两个边梁223，所述加强内撑骨架包括顶梁和底梁之间按照间距65cm进行横撑的主梁腹板231，主梁腹板采用12mm厚钢板，每层主梁腹板中间均设有竖向布置的纵梁腹板232，纵梁腹板将主梁腹板分割为左右两块，各层主梁腹板的下游侧之间设有下游封板240；所述主梁腹板231的左右两块以及纵梁腹板232上均设有空窗233，保持整个门叶内部空间的连通。
40.在一些实施方式中，所述顶梁221、底梁222以及主梁腹板231的上游侧均设有一块竖向布置的与所述面板相连的上翼缘板251；所述顶梁221、底梁222、两个边梁、主梁腹板231及纵梁腹板232的下游侧均设有下翼缘板252，下翼缘板252与所述下游封板240相连；所述底梁222与其两侧的上翼缘板251、下翼缘板252的连接处设有三角板260；所述底梁222与其两侧的上翼缘板251、下翼缘板252的连接处设有三角板260。
41.如图7所示，在一些实施方式中，所述门型止水带410包括空心柱状部411和片状连接部412，片状连接部412设置在空心柱状部411的一侧且与柱状外圆相切，所述门叶在门型止水带的安装位置设有安装底板270，门型止水带的片状连接部412通过螺栓及若干块止水压板420设置在安装底板270上，空心柱状部411露出于止水压板420外且空心柱状部411与
门叶之间的空隙处设有第一橡皮垫413，片状连接部与安装底板之间设有第二橡皮垫414。
42.如图8、9所示，在一些实施方式中，所述底止水带430包括沿所述面板底部、边梁底部设置的底止水橡皮431以及将底止水橡皮431压紧固定于面板、边梁表面的底止水压板432，所述底止水橡皮431的下缘露出于面板210、边梁223的底部边缘；所述面板210上的底止水橡皮431顶部设有一块垂直连接于面板的底止水挡板433，底止水挡板上侧设有若干垂直于底止水挡板和面板的底止水肋板434。
43.所述底止水带430还包括设置在所述第二橡皮垫414延伸至门叶边缘的第二底止水橡皮436，第二底止水橡皮436分别通过门型止水带的止水压板420和第二底止水压板421与门叶200固定，边梁底部的底止水橡皮431穿过门叶下游侧的底部与第二底止水橡皮436相连。
44.所述排气孔205包括排气孔螺栓2051、压铁2052和排气孔橡皮2053，所述注水孔204、排水孔206的结构与排气孔205相同。
45.如图10、11所示，在一些实施方式中，所述侧轮300包括设置在门叶上的侧轮座301、垂直设于侧轮座中心的轮轴302、对称设置在轮轴边缘并与侧轮座相连的4块侧轮肋板303、设置在轮轴上的轮子304，轮轴302包括与侧轮座、肋板相连的底部3021、直径小于底部且长度与轮子厚度相当的中部3022、中部上侧的颈部3023以及与直径大于颈部的端部3024，所述轮子304通过一对卡入所述颈部的半月形挡圈305固定在轮轴的中部，挡圈卡入颈部后与轮子通过螺栓固定，轮子304与轮轴302之间设有衬套。
46.在一些实施方式中，所述埋件500还包括灌浆板540，灌浆板设置在闸门槽下游侧两根反轨510之间，覆盖整个隧洞，底部与所述底槛530的下游侧边缘相连，灌浆板540在冲砂管22的位置留有圆形洞口。
47.使用时，将封堵闸门放空水后利用上游水头差将闸门紧紧与下游反轨相依，达到密封的条件，利用下游侧冲水后，闸门两侧的水压力达到平衡，充满空气的闸门在水的浮力作用下能自动浮起来，减少动力提升，减少成本。
48.需要说明的是，闸门钢表面及埋件外露表面采用涂料防腐：底漆采用厚度0.06mm的环氧富锌，中间漆采用厚度0.08mm环氧云铁中间漆，面漆采用厚度均为0.07mm浅灰色环氧面漆。
49.第二方面，本发明还提供一种自浮式闸门的操作方法，包括以下步骤：
50.(1)将侧轮、止水装置与门叶组装为闸门，利用施工枯水期，将闸门吊于闸门槽处，与闸门槽对准后将闸门动水下落至底槛；应在闸门槽顶部设置防砂石临时措施，以免砂石落于门顶，增加门体重量；
51.(2)打开闸门门体顶部的充水孔及排气孔螺栓，通过充水孔向门体空腔内注满水，防止施工期因库水位变动闸门发生漂浮；注满水后应将门顶充水孔及排气孔封死；
52.(3)当闸门止水组装压紧后，打开闸门门体底部的排水孔及下游侧的通气孔，将门体空腔内的水排出，排完水后，封死排水孔及通气孔；
53.(4)闸门挡水后，应及时将灌浆板与埋件及冲砂洞钢管焊接牢固，方可进行混凝土堵头浇筑，钢管应将闸门渗漏的水流排除，施工期不得在闸门与灌浆封板之间建立起压力；
54.(5)隧洞改造完毕，封堵闸门自浮前，在打开闸门前，应在保证钢管内排气通畅的情况下，向钢管内缓慢充水平压，充水时间不少于10min，向上游侧推顶闸门，使闸门与闸门
槽分离，消除摩擦力，闸门通过自身浮力上；
55.(6)闸门出水面后，改由底孔闸阀拦水。
56.(7)如果施工时候水位低，闸门能通过自重放置底槛且底止水能压紧，则不需操作(2)、(3)条。
57.闸门挡水后，两月内应及时完成导流洞混凝土堵头，冲砂底孔钢管、闸阀组、底孔锥形相及启闭设备等施工、安装工作。
58.门体组装完毕，应进行静平衡试验，可采用增加配重方法使质心和几何中心重合，以确保站浮起后不至向一侧倾覆。
59.闸门制作完毕应进行气密实验，试验压力p＝0.4mpa,且要达30min以上。
60.本套闸门总重7.34t，考虑配重，约7.5t，浮力总重9.39t，在制作过程中应保证浮力超出重量在1.9t～2.5t。
61.以上对本发明的实例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。