一种水利工程施工导流排水结构及其施工方法与流程

1.本技术涉及一种水利工程排水施工的技术领域，尤其是涉及一种水利工程施工导流排水结构及其施工方法。


背景技术：

2.水利工程施工通过采用地下预埋管道的方式实现城市废水集中排放。城市排水存在汛期和非汛期。在汛期时，暴雨天气造成的管道内的水量突然增大；在非汛期时，管道内的水为生活污水，必须经过污水处理才能进行排放；而对于暴雨时管道内的雨水量较大，生活污水量较少，同时污水处理厂也无法处理暴雨所带来的水量，因此为解决城市内涝，雨水需要及时排出。
3.授权公告号为cn112376671b的专利文件中公开了一种水利工程施工导流排水结构，包括进料管和出料管，进料管和出料管预埋安装在地基的下端，且进料管和出料管之间设置有竖直分布的深孔，进料管和出料管的左右两侧对称设置有分流管，深孔的内腔侧壁浇筑有混凝土基座，混凝土基座的内腔设置为导流内腔，导流内腔的内腔下端左侧竖直设置有导向柱，导流内腔的内腔上端设置有倒置l状的升降块；升降块的下端设置有第一弧形流道；升降块的中间内腔设置有螺旋流道；升降块的上端设置有框架，框架的上端横梁上转动安装有螺柱，螺柱的上端设置有转柄，螺柱的下端设置有转杆，转杆安装在框架上。通过转动螺柱，螺柱带动框架向上移动，进而框架上所连接的升降块向上移动，进而通过位于升降块内的第一弧形流道和螺旋流道切换汛期管道和非汛期管道，以实现增大排洪效率，避免出现城市涝。
4.但是上述结构中发明人认为，雨水量的突然增加，维护人员无法及时切换成汛期用的管道。


技术实现要素：

5.为了使雨水量突然增加的情况下及时进行切换成汛期用的管道，本技术提供一种水利工程施工导流排水结构及其施工方法。
6.本技术提供一种水利工程施工导流排水结构，采用如下的技术方案：一种水利工程施工导流排水结构，包括外筒体，所述外筒体的侧壁上连接有进水管道、第一出水管道和第二出水管道，所述进水管道连接于外筒体的内部；所述第一出水管道和第二出水管道处于同一高度，所述外筒体上设置有内筒，所述内筒包括锥体部，所述锥体部位于外筒体内，所述锥体部较大一端开口朝上设置，所述锥体部较小一端开口朝下设置，所述第一出水管道和第二出水管道均穿过所述外筒体的侧壁与锥体部内侧连通；所述锥体部内设置有转换筒，所述转换筒为锥形，所述转换筒的外壁贴着所述锥体部的内壁设置；所述转换筒的上端密封设置且延伸到第一出水管道与内筒连接处的上方；所述转换筒的上端连接有用于驱使转换筒转动的弹性拉动件，所述弹性拉动件一端连接于转换筒上，另一端连接于内筒上；所述转换筒的侧壁上开设有通孔；所述通孔用于连通第一出水管道
或第二出水管道。
7.通过采用上述技术方案，使用时，外筒体上连接的进水管道向外筒体内部进水，转换筒上的通孔与第一出水管道连通，使污水由第一出水管道流出；当雨水量因暴雨突然增加到设计开启第二出水管道的量时，转换筒内部进入的水超过第一出水管道使转换筒的上部密封一部分气体，能够在外筒体内水的浮力作用下使转换筒向上移动，由于转换筒和锥体部均为锥形，进而转换筒能够与锥体部完成分离，使转换筒发生转动的力变小，进而弹性拉动件的弹力自动带动转换筒转动，使通孔与第二出水管道连通，进而能够快速自动切换成汛期用的管道；同时也不需要维护人员在暴雨天去开启，减少危险。
8.优选的，所述转换筒的上端固定设置有定位块，所述内筒的侧壁上固定设置阻挡块，所述阻挡块与所述转换筒的上端间隔设置，并且所述定位块与所述阻挡块抵接时，所述通孔与所述第二出水管道对应。
9.通过采用上述技术方案，阻挡块与转换筒的上端间隔设置，阻挡块与转换筒之间留有便于转换筒飘浮的距离，转换筒转动时，使定位块与阻挡块抵接能够将通孔正对于第二出水管道，使转换筒处于最大的排水位置。
10.优选的，所述转换筒上设置有起吊组件，所述起吊组件包括紧绳器和具有弹性的拉绳，所述拉绳的中部连接在所述转换筒上；所述紧绳器用于对拉绳的拉力进行调节，所述拉绳的两端均连接在转换筒上方的位置。
11.通过采用上述技术方案，通过紧绳器将拉绳拉紧，拉绳的拉力能够对将转换筒提起，一方面在转换筒完成暴雨过后的排水后，工作人员可通过将转换筒提起，方便将转换筒转动到初始位置，通孔与第一出水管道连通位置；另一方面通过紧绳器能够将拉绳的拉力平衡一部分转换筒的重力，使转换筒能够在设计的水量处及时打开。
12.优选的，所述转换筒包括锥形本体和密封盖，所述密封盖可拆卸密封连接在锥形本体的上端，所述锥形本体的下端安装有过滤组件；所述过滤组件由锥形本体的上端放置至锥形本体的下端。
13.通过采用上述技术方案，锥形本体上设置密封盖，使密封盖可打开转换筒，方便从转换筒的上端向锥形本体的下端安装过滤组件，同时过滤组件还能够从锥形本体上拆卸，方便清理，另外过滤组件拆卸后，方便对外筒体的底部进行清理。
14.优选的，所述内筒的外壁上设置有导流块，所述导流块上开设有与进水管道对应的导流面，所述导流面与进水管道的中心线倾斜设置。
15.通过采用上述技术方案，导流块上的导流面设置有与进水管道对应的位置，导流面能够引导进水的方向，使位于外筒体内的进水单一方向旋转，进而能够使水内的杂质发生分离，减少杂质进入到转换筒内。
16.优选的，所述外筒体包括多个单元筒，所述单元筒为混凝土预制件，所述内筒包括安装部和锥体部，所述内筒为混凝土预制件，所述安装部与锥体部的连接处外侧设置有承台，所述安装部通过承台搭在一个单元筒的上端。
17.通过采用上述技术方案，单元筒与内筒均采用混凝土预制件，混凝土预制件能够方便外筒体和内筒的现场安装，同时在安装部与锥体部形成承台，进而能够使内筒通过承台旋转到单元筒的上端，进一步提高内筒的安装方便性及牢固性，而且可随着单元筒的安装数量比较方便地调节内筒的安装高度。
18.优选的，所述第二出水管道至少设置两个，所述通孔开设有两个，两个所述通孔分别用于与两个第二出水管道对应。
19.通过采用上述技术方案，第二出水管道设置至少两个，使两个通孔能够同一与两个第二出水管道连通，进一步提高排水的效率，同时在转换筒转动后，一个通孔与第一出水管道连通，另一个通孔能够通过内筒的内壁进行封堵。
20.优选的，所述过滤组件包括锥形框架、分割板和过滤顶板，所述分割板有两个且平行间隔设置，两个所述分割板中部相对固定设置，所述锥形框架的下端连接有绳子，所述绳子的另一端向上延伸，所述过滤顶板的孔径小于所述锥形框架的孔径。
21.通过采用上述技术方案，两个分割板间隔设置，使两个分割板之间的位置能够用于旋转绳子，当过滤顶板与锥形框架之间过滤出一部分杂质时，可通过向上提拉绳子，绳子的下端带动过滤组件向上移动，并且在绳子的作用下使过滤顶板朝下，进而便于过滤顶板将杂质留在过滤组件内。
22.优选的，所述锥形框架包括多个纵筋条和螺旋筋条，多个所述纵筋条周向分布形成锥形，所述螺旋筋条螺旋绕在纵筋条所围成锥形的外侧。
23.通过采用上述技术方案，螺旋筋条安装在纵筋条所围成的锥形外侧，当位于外筒体内的水单向旋转流动时，锥形框架外侧有杂质挡着时，配合水流能够使杂质沿着螺旋筋条的导向逐渐向上移动，减少杂质对锥形框架的阻挡。
24.本技术提供一种水利工程施工导流排水结构施工方法，采用如下的技术方案：一种水利工程施工导流排水结构施工方法，包括开挖坑体，在坑体内施工外筒体，外筒体然后在外筒体内安装锥形的内筒；然后在外筒体上安装进水管道、第一出水管道和第二出水管道，并将第一出水管道和第二出水管道连接至内筒上；然后吊装锥形的转换筒放置到内筒内，然后将转换筒上的一个通孔与第一出水管道对应；然后将弹性拉动件的一端固定在转换筒上，另一端固定在内筒上且弹性拉动件处于拉紧的状态。
25.通过采用上述技术方案，外筒体施工后在外筒体上安装锥形的内筒，内筒的内部直接放置转换筒，转换筒上的通孔先与第一出水管道连通，内筒由于放置在转换筒上使转换筒能够飘浮，进而转换筒与内筒之间的摩擦力减少，使弹性拉动件自动在暴雨情况下将转换筒转动，以使通孔连接第二出水管道。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.通过雨水量因暴雨增加到设计开启第二出水管道的量时，在外筒体内水的浮力作用下使转换筒向上移动，转换筒在弹性拉动件的弹力自动带动转换筒转动，使通孔与第二出水管道连通，进而能够快速自动切换成汛期用的管道；2. 通过通过紧绳器能够将拉绳的拉力平衡一部分转换筒的重力，使转换筒能够在设计的水量处及时打开；3.通过螺旋筋条安装在纵筋条所围成的锥形外侧，配合外筒体内的水单向旋转流动使杂质沿着螺旋筋条的导向逐渐向上移动，减少杂质对锥形框架的阻挡。
附图说明
27.图1是本技术实施例的整体结构示意图；图2是本技术实施例中外筒体内部的结构示意图；
图3是图2中a-a面的剖视结构示意图；图4是本技术实施例中的弹性拉动件的安装结构示意图；图5是本技术实施例中过滤组件的整体结构示意图；图6是本技术实施例中分割板的安装结构示意图；图7是本技术实施例中弹性条的位置结构示意图。
28.附图标记说明：1、外筒体；11、单元筒；12、废渣区；13、水流区；21、盖体；211、吊耳；22、底板；31、进水管道；32、第一出水管道；33、第二出水管道；4、内筒；41、安装部；42、锥体部；421、第一安装孔；422、第二安装孔；43、承台；5、转换筒；51、密封盖；52、锥形本体；521、通孔；53、延长部；54、密封区域；6、导流块；61、导流面；71、定位块；72、阻挡块；73、弹性拉动件；8、起吊组件；81、拉绳；82、紧绳器；83、弹力段；9、过滤组件；91、锥形框架；911、纵筋条；912、螺旋筋条；92、分割板；93、过滤顶板；94、连接柱；95、绳子；96、直筒部；97、过滤布；10、弹性条。
具体实施方式
29.以下结合附图1-7对本技术作进一步详细说明。
30.本技术实施例公开一种水利工程施工导流排水结构，参考图1，包括外筒体1，外筒体1为圆柱形且竖直设置有地面以下的位置，外筒体1的上端安装有安装有盖体21，盖体21用于盖设在外筒体1上，并且盖体21与地面平齐。在外筒体1的下端设置有底板22，底板22采用混凝土材料现场浇筑形成，底板22支撑于外筒体1。在外筒体1的侧壁上安装有进水管道31、第一出水管道32和第二出水管道33，进水管道31、第一出水管道32和第二出水管道33均处于外筒体1的同一高度，第一出水管道32设置一个，第二出水管道33设置有两个，并且两个第二出水管道33与第一出水管道32的位置相错设置。本实施例中两个第二出水管道33与第一出水管道32之间夹角为90度。进水管道31在本实施例中设置一个。在其他的实施例中也可设置二个或多个。
31.参考图2，外筒体1的内部安装有内筒4，内筒4包括安装部41和锥体部42，安装部41为环形，安装部41的外径等于外筒体1的外径，安装部41与锥体部42一体设置形成，锥体部42的中心线与外筒体1的中心线重合，锥体部42较大的一端与安装部41连接，锥体部42较小的一端开口且竖直朝下设置。锥体部42较大一端的直径小于安装部41的直径，进而使位于锥体部42与安装部41连接处的外侧形成有承台43。外筒体1包括多个单元筒11，单元筒11与内筒4均为混凝土预制结构，单元筒11的高度可选为1m，然后将单元筒11和内筒4拉到现场进行安装，提高施工效率。安装时，多个单元筒11依次由下至上安装，相邻之间进行密封处理；内筒4放置在一个单元筒11的上端，使承台43抵接在单元筒11的顶面上，同时内筒4与单元筒11之间密封处理。内筒4可放置在最上端的一个单元筒11上或者在内筒4上还可继续连接单元筒11，以使内筒4能够适应不同埋设深度的进水管道31。内筒4下端至外筒体1的下端位置留有废渣区12，废渣区12的深度选为1-2m。
32.参考图2和图3，在锥体部42的中部开设有用于安装第一出水管道32的第一安装孔421，第一出水管道32的一端插入到第一安装孔421内且未进入到锥体部42的内侧，使第一出水管道32穿过外筒体1的侧壁与锥体部42连接；在锥体部42的中部位置开设有用于安装第二出水管道33的第二安装孔422，使第二出水管道33的一端插入到第二安装孔422内且未
进入到锥体部42的内侧，使第二出水管道33穿过外筒体1的侧壁与锥体部42连接。在内筒4的内部设置有转换筒5；转换筒5的整体为锥形，转换筒5的下端为较小的一端且转换筒5的锥度等于锥体部42的锥度。当转换筒5放置到锥体部42内时，转换筒5的外壁贴在锥体部42的内壁上，并且锥体部42能够对转换筒5进行支撑。转换筒5的侧壁上开设有两个通孔521，通孔521分布在转换筒5侧壁上的角度与两个第二出水管道33之间的角度相等。正常情况下，转换筒5转动到一个通孔521与第一安装孔421的位置对应，转换筒5在重力作用下压在锥体部42的内壁上，保持转换筒5与锥体部42的位置，从而能够使转换筒5内部的空腔保持与第一出水管道32连通。当汛期雨水快速进入到转换筒5内部时，将转换筒5转动90度，使两个通孔521与第二安装孔422的位置对应，进而使转换筒5内部的空腔与第二出水管道33连通。位于转换筒5的外侧与外筒体1的内侧形成的水流区13，进水管道31的端部插入至外筒体1内与水流区13连通，并且外筒体1的外壁上设置有导流块6，导流块6上设置有导流面61，导流块6对着进水管道31的端口，使导流面61朝向于进水管道31，并且导流面61与进水管道31的中心线倾斜设置，使水从进水管道31流出后沿着导流面61进入到水流区13内，并且水流区13呈环形，导流面61的引导使水在水流区13内绕一个方向进行旋转。
33.参考图2，转换筒5包括密封盖51、锥形本体52和延长部53。锥形本体52的上端用于安装密封盖51，密封盖51通过螺栓可拆卸连接在锥形本体52上；通过密封盖51用于对转换筒5的上部进行密封，当转换筒5内部的水位上升时，水位到达通孔521的上方，在通孔521的上方至密封盖51之间形成密封区域54。当外筒体1内的水位再继续上升时，转换筒5内部的水位受到密封区域54的影响将很难继续上升；从而转换筒5会受到位于外筒体1内的水的浮力逐渐增大，当雨水量达到设计的开启高度时，转换筒5在浮力的作用下向上移动，进而使锥形本体52与锥体部42分离，转换筒5与内筒4之间的摩擦力也减小，便于对转换筒5进行转动，以使通孔521与第二安装孔422的位置对应。延长部53一体设置在锥形本体52的下端，延长部53的外径等于锥体部42下端的内径，当锥形本体52向上漂浮时，延长部53能够与锥体部42下端内径配合，减少杂质进入锥体部42内侧与转换筒5外侧之间。
34.参考图4，转换筒5的上端安装有用于带动转换筒5旋转的弹性拉动件73，弹性拉动件73可选为拉簧、橡皮筋或弹力绳；本实施例中选用拉簧。弹性拉动件73的一端钩设在安装部41的内壁上，另一端钩设在密封盖51的上表面上，并且弹性拉动件73与密封盖51的连接位置偏离于密封盖51的中心。弹性拉动件73保持水平的拉力，使弹性拉动件73具有驱动转换筒5转动的趋势；弹性拉动件73至少设置两个且关于密封盖51的中心呈中心对称设置。当转换筒5在外筒体1内水的浮力作用下向上移动时，弹性拉动件73的弹力驱使转换筒5自动转动，进而能够在雨水量达到设计的要求时自动开启，使雨水从两个第二出水管道33内快速流出。在密封盖51的上表面固定设置有定位块71，定位块71位于密封盖51的边缘位置。在安装部41的内壁上通过螺栓可拆卸固定设置有阻挡块72，阻挡块72向安装部41的内侧延伸，阻挡块72与密封盖51的上表面间隔设置，以使转换筒5有向上移动的距离，同时阻挡块72也能够阻挡转换筒5向上移动的距离过大。当转换筒5在弹簧的作用力下转动时，定位块71向阻挡块72的靠近，使定位块71与阻挡块72抵接时，转换筒5上的两个通孔521同时与两个第二安装孔422对应，进而能够使转换筒5准确转动到快速排水的位置。
35.参考图4，在暴雨过后雨水已基本排出，维护人员需要将转换筒5重新回位至一个通孔521与第一安装孔421对应的位置，方便下次的转换筒5的自动转动。在密封盖51的上表
面的中心位置固定设置有吊耳211，通过吊耳211可以将转换筒5向上提起，进而方便转换筒5的回位。在吊耳211上连接有起吊组件8，起吊组件8包括拉绳81和紧绳器82，拉绳81的一端固定在安装部41的内壁上，另一端通过紧绳器82连接在安装部41的内壁上，并且拉绳81的中部从吊耳211的位置穿过，通过紧绳器82能够将拉绳81拉紧，拉绳81与安装部41的连接位置高于吊耳211的位置，进而拉绳81拉紧时，拉绳81能够向上提拉吊耳211，使转换筒5向上移动与内筒4分离。同时在拉绳81上设置有一段具有弹性的弹力段83，或者拉绳81整体均具有弹力；当转换筒5转动到正常的位置时，即通孔521与第一安装孔421对应的位置；通过紧绳器82将拉绳81保持有拉力，拉力作用在转换筒5上的力小于转换筒5的重力，使转换筒5的重力一部分通过拉绳81进行平衡，另一部分由外筒体1内水的浮力进行平衡，从而调节拉绳81的拉力时能够调节外筒体1浮起所需要的浮力，进而使外筒体1能够在设计的雨量时及时地向上浮起，并由弹性拉动件73带动旋转。
36.参考图2和图5，在转换筒5的下端安装有过滤组件9，雨水进入到外筒体1内时，雨水的旋转能够使杂质远离外筒体1的中心，使杂质与雨水分离，过滤组件9能够进一步减少有较大的杂质进入到转换筒5的内部的情况，提高水流的通畅性。过滤组件9包括锥形框架91、分割板92和过滤顶板93，锥形框架91包括多个纵筋条911和螺旋筋条912，纵筋条911周向均匀分布且形成锥形，并且螺旋筋条912螺旋绕设纵筋条911形成的锥形外侧，螺旋筋条912与纵筋条911相交的位置焊接固定。对于密度小于水的杂物，如塑料瓶，在水中旋转，同时杂物贴着过滤组件9的外侧，通过螺旋筋条912的引导能够使杂质逐渐向上移动，进而减少杂物在过滤组件9的位置聚集，提高水的快速流入到转换筒5内；对于密度大于水的杂质能够在水旋转的作用下靠近于外筒体1的内壁，然后落到废渣区12。
37.参考图5和图6，锥形框架91通过分割板92形成两部分，分割板92有两块，两块分割板92平行且间隔设置，两块分割板92之间的间隔距离小于过滤顶板93的过滤孔的孔径。两块分割板92相对面上固定设置有连接柱94，连接柱94设置在分割板92的中间位置，使连接柱94固定连接两个分割板92。锥形框架91在两个分割板92之间的位置分开。位于锥形框架91的下端连接有绳子95，绳子95从两个分割板92之间的位置向上延伸，使绳子95远离于锥形框架91的一端连接在密封盖51内，打开密封盖51时，可通过绳子95向上提拉锥形框架91。
38.参考图6和图7，在锥形框架91的上端设置有一段直筒部96，直筒部96的内侧固定设置有过滤布97，过滤布97铺在直筒部96的内侧。过滤顶板93固定在锥形框架91的直筒部96上端，并且过滤顶板93的外边缘超出直筒部96的边缘，过滤顶板93的过滤孔的孔径小于锥形框架91过滤孔的孔径，使过滤顶板93能够进一步对进入到过滤组件9内的杂质进行过滤。在转换筒5的内壁下部设置有弹性条10，弹性条10的一端固定在转换筒5的内壁内，另一端折弯形成v形，使弹性条10的中部向转换筒5的中心靠近。当过滤组件9向下安装至转换筒5的下端时，弹性条10受到挤压变形，使过滤组件9的上端移动至弹性条10所呈v形中部的下方，通过弹性条10能够卡着过滤组件9，减少过滤组件9从转换筒5上脱落，在维护人员需要对过滤组件9的内部进行清理时，通过绳子95将过滤组件9向上提起，使过滤组件9挤压弹性条10，进而能够将过滤组件9取下，同时当绳子95带着过滤组件9移动至转换筒5的上部时，绳子95所连接锥形框架91的上端在绳子95的作用下向上转动，进而使过滤顶板93保持对过滤组件9内的杂质进行阻挡，使杂质能够从水里捞出，同时取出过滤组件9，维护人员可采用抽吸设备伸出废渣区12对杂质进行抽取，或者维护人员可从转换筒5的下端进入到外筒体1
的底部进行维护；当需要将过滤组件9放置入到转换筒5内时，将锥形框架91较小的一端朝下，然后绳子95放置在两个分割板92之间的位置，把过滤组件9扔到转换筒5内，在锥形框架91的锥形导向作用下进入到转换筒5的底部，然后再通过杆状的物体按压过滤组件9，使过滤组件9安装至弹性条10的下部。
39.本技术还实施例公开一种水利工程施工导流排水结构施工方法，用于对上述的一种水利工程施工导流排水结构进行施工，参考图1和图2，首先预制单元筒11和内筒4，在地面上开挖坑体，然后坑体的底部施工混凝土的底板22，将单元筒11和内筒4吊装至坑体内连接，同时安装进水管道31、第一出水管道32和第二出水管道33，使进水管道31连接于单元筒11上，第一出水管道32和第二出水管道33连接至内筒4上；再将转换筒5吊放至内筒4内，使转换筒5上的一个通孔521与第一出水管道32相对，然后在转换筒5上安装过滤组件9和密封盖51板；再将阻挡块72安装在内筒4上，连接弹性拉动件73；然后连接起吊组件8并调节起吊组件8的拉力，最后盖上盖体21并回填坑体。
40.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。