一种基于波纹钢结构的排水井的制作方法

1.本实用新型涉及尾款库排水技术领域，尤其涉及一种基于波纹钢结构的排水井。


背景技术：

2.在一般的湿式堆存尾矿库中，排洪系统作为不可或缺的设施，其型式是否合理、结构是否可靠直接关系到尾矿库的防排洪安全。常规的排洪系统包括排水井-隧洞、排水井-排水管、斜槽-隧洞、斜槽-排水管等，其中，排水井-隧洞的型式使用广泛，能够适应多种复杂的地形地质条件，排水能力也相对较强。排水井结构型式包括井圈式、窗口式、框架式和砌块石等，框架式排水井施工便利、结构稳定、进水能力强，一般中大型尾矿库均采用框架式排水井。
3.框架式排水井为钢筋混凝土结构，由井架、井座及拱板组成。井架部分包括立柱、圈梁，组成圆形框架式结构。井座部分为钢筋混凝土，用于支撑上部井架及连接下部竖井。拱板为预制钢筋混凝土结构，随着排水井进水标高的逐渐抬升，拱板逐级叠加。拱板与拱板之间、拱板与井架之间的缝隙一般通过“土工布+水泥”填缝。
4.但是常规的框架式排水井井架在现场浇筑，拱板在现场预制，存在缺筋、少筋、保护层厚度不够及振捣不密实等一系列问题，容易发生因井架或拱板质量问题导致的安全环保事故。拱板是一次性制作、后期运行过程中逐级安装，制作至安装间隔时间较长，叠加现场管理难度较大的现实，可能会出现裂缝、完整性较差等问题。在特殊运行工况下，如地震、特大洪水或其他非正常运行状态，拱板可能会受到振动荷载或者拉力作用，造成拱板松动或者脱离，进而影响排水井的正常使用，甚至直接造成排水井倒塌。
5.鉴于此，有必要提出一种基于波纹钢结构的排水井以解决上述缺陷。


技术实现要素：

6.本实用新型的主要目的在于提供一种基于波纹钢结构的排水井，旨在解决现有排水井拱板承载力较弱的问题。
7.为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于波纹钢结构的排水井，包括混凝土井座和井架，所述井架沿竖向布设于所述混凝土井座的顶部，所述井架包括立柱和圈梁，所述立柱固定设于所述混凝土井座上且凸出于所述混凝土井座的顶面布设，多个所述立柱沿周向间隔排布，所述圈梁环绕所述立柱设置并与所述立柱固定连接，还包括呈环状的拱板组件，所述拱板组件沿周向环绕所述井架设置并与所述井架固定连接，所述拱板组件沿轴向呈波纹状结构。
8.优选地，所述拱板组件包括多个沿周向拼接的波纹钢板，所述波纹钢板沿周向地呈弧形设置，所述波纹钢板沿轴向呈波纹状设置，所述波纹钢板沿轴向的两端向内呈水平弯折形成连接板，所述连接板上设有沿周向布设的安装孔，沿轴向相邻的两个所述波纹钢板通过第一紧固件与所述安装孔配合连接，所述波纹钢板沿周向的两个端部开设有连接孔，沿周向拼装的两个所述波纹钢板通过第一紧固件与所述连接孔配合连接。
9.优选地，所述波纹钢板的中间开设有用于泄流的排水口。
10.优选地，每个所述波纹钢板上均开设有两个所述排水口，所述排水口的截面形状呈矩形。
11.优选地，所述拱板组件的底部部分地嵌入所述混凝土井座内并与所述混凝土井座固定连接。
12.优选地，沿轴向相邻的两个所述波纹钢板之间设置有密封垫。
13.优选地，沿轴向相邻的两个所述波纹钢板在周向错位排布。
14.优选地，所述波纹钢板的厚度为1.6～10.0mm，所述连接孔与所述安装孔的直径均设置为18～22mm。
15.优选地，所述第一紧固件包括螺栓，所述波纹钢板与所述立柱通过第二紧固件固定连接，所述第二紧固件包括膨胀螺栓。
16.优选地，所述立柱的位于井内的壁面上还设置有爬梯。
17.与现有技术相比，本实用新型所提供的一种基于波纹钢结构的排水井具有如下的有益效果：
18.本实用新型所提供的一种基于波纹钢结构的排水井，包括混凝土井座和井架，井架沿竖向布设于混凝土井座的顶部，井架包括立柱和圈梁，立柱固定设于混凝土井座上且凸出于混凝土井座的顶面布设，多个立柱沿周向间隔排布，圈梁环绕立柱设置并与立柱固定连接，还包括呈环状的拱板组件，拱板组件沿周向环绕井架设置并与井架固定连接，拱板组件沿轴向呈波纹状结构。本实用新型设置波纹结构的拱板组件，用波纹增加拱板组件的抗弯惯性矩，使得排水井具有较高的承载能力和稳定性，通过将拱板组件和井架连接成整体，从而大幅增强了抵抗外力的影响，使得排水井能够适应各种复杂流态，且现场安装施工简单，整体结构安全系数高。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
20.图1为本实用新型一个实施例中的波纹钢板的结构示意图；
21.图2为本实用新型一个实施例中的波纹钢板的侧视图；
22.图3为本实用新型一个实施例中的波纹钢板的俯视图；
23.图4为本实用新型一个实施例中的排水井的截面图；
24.图5为本实用新型一个实施例中的井架的局部结构示意图；
25.图6为本实用新型另一个实施例中的波纹钢板的结构示意图；
26.图7为本实用新型另一个实施例中的井架的局部结构示意图；
27.附图标号说明：
28.排水井100；混凝土井座200；井架300；立柱310；爬梯311；圈梁320；拱板组件400；波纹钢板410；连接板420；安装孔421；连接孔422；排水口423；密封垫424；第一紧固件425；第二紧固件426。
29.本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
30.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
33.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
34.请参照附图1～7，本实用新型提供一种基于波纹钢结构的排水井100，包括混凝土井座200和井架300，所述井架300沿竖向布设于所述混凝土井座200的顶部，所述井架300包括立柱310和圈梁320，所述立柱310固定设于所述混凝土井座200上且凸出于所述混凝土井座200的顶面布设，多个所述立柱310沿周向间隔排布，所述圈梁320环绕所述立柱310设置并与所述立柱310固定连接，还包括呈环状的拱板组件400，所述拱板组件400沿周向环绕所述井架300设置并与所述井架300固定连接，所述拱板组件400沿轴向呈波纹状结构。
35.具体的，排水井100包括混凝土井座200、井架300以及拱板组件400，混凝土井座200为钢筋混凝土，用于支撑上端的井架300和连接下端的竖井。井架300竖向连接于混凝土井座200的顶部，井架300包括多个立柱310和多个圈梁320，立柱310在混凝土井座200的顶部沿周向均匀间隔设置，圈梁320沿竖向均匀间隔地环绕立柱310设置，以将多个立柱310连接为一体。拱板组件400环绕井架300设置并与井架300固定连接，使得拱板组件400与井架300形成整体，拱板组件400沿轴向呈波纹状结构，利用波纹增加拱板组件400的抗弯惯性矩，具有较高的承载能力和稳定性。
36.库内洪水通过漫过每层波纹结构的拱板组件400的顶部下泄，框架式的排水井100泄流能力较大，适用于汇水面积大、调洪库容小、防排洪压力大的尾库。
37.应当理解的是，设置波纹结构的拱板组件400，用波纹增加拱板组件400的抗弯惯性矩，使得排水井100具有较高的承载能力和稳定性，通过将拱板组件400和井架300连接成整体，从而大幅增强了抵抗外力的影响，使得排水井100能够适应各种复杂流态，现场安装施工简单，整体结构安全系数高。
38.作为本实用新型的一优选的实施方式，所述拱板组件400包括多个沿周向拼接的波纹钢板410，所述波纹钢板410沿周向地呈弧形设置，所述波纹钢板410沿轴向呈波纹状设
置，所述波纹钢板410沿轴向的两端向内呈水平弯折形成连接板420，所述连接板420上设有沿周向布设的安装孔421，沿轴向相邻的两个所述波纹钢板410通过第一紧固件425与所述安装孔421配合连接，所述波纹钢板410沿周向的两个端部开设有连接孔422，沿周向拼装的两个所述波纹钢板410通过第一紧固件425与所述连接孔422配合连接。
39.详细地，拱板组件400包括多个波纹钢板410，波纹钢板410沿周向呈弧形设置，以便于多个波纹钢板410沿周向拼接，便于与井架300固定连接，波纹钢板410沿轴向弯折并延伸呈波纹状结构。波纹钢板410沿轴向的两端为水平弯折设置，在连接板420上开设有多个沿周向均匀布设的安装孔421，以便于沿轴向的相邻两个波纹钢板410通过第一紧固件425连接，波纹钢板410沿周向的两端沿轴向均匀间隔开设有多个连接孔422，以便于沿周向的相邻两个波纹钢板410通过第一紧固件425连接。
40.应当理解的是，设置可装配的波纹钢板410，折弯制成管节或弧形板片，用波纹增加钢板的抗弯惯性矩，使得排水井100具有较高的承载能力和稳定性，采用紧固件连接，形成可装配波纹钢板410结构。通过将波纹钢板410和井架300连接成整体，从而大幅增强了抵抗外力的影响，使得排水井100能够适应各种复杂流态。相较于现浇混凝土拱板，波纹钢结构的排水井100具有工厂标准化制作质量可控、现场安装施工简单、整体结构安全系数高等优点。
41.作为本实用新型的一较佳的实施方式，所述波纹钢板410的中间开设有用于泄流的排水口423。
42.应当理解的是，提供另一实施例，在波纹钢板410的中间开设排水口423，以便于从排水口423排水，库内洪水通过漫过每层波纹钢板410中间定制化排水口423下泄，窗口式的泄流能力较小，施工简单，适用于汇水面积小、调洪库容大、防排洪压力较小的尾矿库。
43.进一步地，每个所述波纹钢板410上均开设有两个所述排水口423，所述排水口423的截面形状呈矩形。
44.详细地，排水口423的数量可以根据实际需要进行选择，可以设置两个，也可以设置三个，在本实施例中，在每个波纹钢板410上开设两个排水口423，并将排水口423的截面形状设置成矩形，便于快速泄洪等。
45.作为本实用新型的一优选的实施方式，所述拱板组件400的底部部分地嵌入所述混凝土井座200内并与所述混凝土井座200固定连接。
46.需要注意的是，在安装时，将拱板组件400的底部部分地嵌入混凝土井座200内并与其固定连接，能够增强其整体性，使之更好地抵抗水流对排水井100的冲击。
47.在本实施例中，将第一层波纹钢板410嵌入混凝土井座200内，后续逐层加高，将波纹钢板410与立柱310固定形成整体，更好地抵抗如地震、特大洪水或其他非正常运行状态，能承受更大的振动载荷或拉力作用，保证排水井100的正常运行。
48.作为本实用新型的一较佳的实施方式，沿轴向相邻的两个所述波纹钢板410之间设置有密封垫424。
49.应当理解的是，在上下层波纹钢板410之间还设置有密封垫424，密封垫424能够防止液体泄漏，密封垫424以其弹性变形填补波纹钢板410结合面的不平整，切断泄漏通道，起密封作用，保证排水井100的正常使用。
50.进一步地，沿轴向相邻的两个所述波纹钢板410在周向错位排布。
51.具体的，多个波纹钢板410的排布形式可以根据实际需要进行设置，在本实施例中，将多个波纹钢板410沿周向的排布设置为错位排布，由于力的分解，每个波纹钢板410的中心将向左、向右和向下扩散，其力量被分解，增加了波纹钢板410整体的坚固性。
52.作为本实用新型的一优选的实施方式，所述波纹钢板410的厚度为1.6～10.0mm，所述连接孔422与所述安装孔421的直径均设置为18～22mm。
53.需要注意的是，波纹钢板410的厚度可以根据实际需要进行设置，连接孔422与安装孔421的直径也可以根据实际需要进行设置，在本实施例中，将波纹钢板410的厚度设置为1.6～10.0mm，既能承载较大的载荷，又便于加工，将连接孔422与安装孔421的直径设置为18～22mm，可采用m18螺栓进行连接，自锁性能好，能够承受较大的冲击振动和载荷。
54.作为本实用新型的一较佳的实施方式，所述第一紧固件425包括螺栓，所述波纹钢板410与所述立柱310通过第二紧固件426固定连接，所述第二紧固件426包括膨胀螺栓。
55.应当理解的是，螺栓采用高强螺栓，采用高强螺栓将多个波纹钢板410沿轴向连接为一体，采用高强螺栓将多个波纹钢板410沿周向连接为一体，高强螺栓采用高强度钢制造的，通过螺栓杆内很大的拧紧预压力把连接板420的板件夹紧，足以产生很大的摩擦力，从而提高了波纹钢板410连接的整体性和刚度。
56.采用膨胀螺栓将波纹钢板410与立柱310连接为一体，膨胀螺栓利用楔形斜度来促使膨胀产生摩擦力，利用摩擦力使波纹钢板410不易脱落，进而达到固定作用，使波纹钢板410在立柱310上生根，具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳、以及在动力荷载作用下不致松动等优点。
57.通过第一紧固件425和第二紧固件426将波纹钢板410和井架300连接成整体，从而大幅增强了抵抗外力的影响。
58.进一步地，所述立柱310的位于井内的壁面上还设置有爬梯311。
59.需要注意的是，在排水井100内还设置有爬梯311，爬梯311固定嵌在立柱310的位于井内的壁面上，便于在工人在需要检修和维护排水井100时使用，结构简单，使用方便。
60.以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。