本發(fā)明涉及鋼圍堰系統(tǒng)，尤其是涉及用于水渠渠坡襯砌快速修復的渠道鋼圍堰系統(tǒng)。

背景技術：

渠道輸水過程中，混凝土襯砌板可能會出現(xiàn)開裂、塌陷、抗浮失穩(wěn)等損壞現(xiàn)象。當襯砌板發(fā)生損壞時，將在一定程度上導致局部水頭損失增加、防滲體系破壞，嚴重時造成坡體土軟化導致邊坡失穩(wěn)，影響到渠道的安全運行。如果堤坡襯砌板發(fā)生破損而采取斷流措施進行修復，將嚴重影響渠道工程沿線城鎮(zhèn)居民的生活用水和工業(yè)用水。因此，需要一種專用圍堰，不但能在渠坡水面上、下形成旱地施工環(huán)境，對破損的襯砌板進行修復，而且還應當具備方便運輸、快速安裝和拆卸，同時要求圍堰斷面積較小，對渠道的輸水量影響較小，實現(xiàn)邊修復施工邊供水的目標，但目前還未見諸有關報道。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種用于水渠渠坡襯砌快速修復的渠道鋼圍堰系統(tǒng)，達到既滿足渠道連續(xù)供水又能在水下形成旱地工作面，便于開放性修復施工。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取下述技術方案：

本發(fā)明所述用于水渠渠坡襯砌快速修復的渠道鋼圍堰系統(tǒng)，包括沿渠坡襯砌板坡向設置的堰體，所述堰體由扣合在所述渠坡襯砌板上的倒u形段和密封銜接于所述倒u形段下端部的封堵單元構成；所述倒u形段由結構相同的多節(jié)倒u形堰體單元依次通過法蘭和密封圈相互密封連接；每節(jié)所述倒u形堰體單元與渠坡襯砌板的接觸面之間、以及所述封堵單元與渠坡襯砌板和渠底板的接觸面之間均設置有密封裝置、沉浮裝置、吸固裝置和就位裝置；倒u形堰體單元和封堵單元的頂壁及立壁均由內板體和外板體組成的夾層結構，所述內板體和外板體之間通過間隔設置的鋼骨架固定連接，位于相鄰所述鋼骨架之間的夾層內分別設置有水箱；所述密封裝置由：沿所述倒u形堰體單元和封堵單元的所述立壁外板體的底邊外緣設置的l形水封和內緣設置的一字形水封、以及沿倒u形堰體單元和封堵單元的立壁內板體的底邊外緣設置的遇水膨脹止水帶構成，所述l形水封的橫邊延伸出立壁的外板體之外；所述沉浮裝置由所述水箱和設置在每個水箱側壁上的截止閥構成，每個所述截止閥分別通過管道與渠岸動力站對應的一個電磁換向閥相連通，每個所述電磁換向閥均與離心式自吸排污泵相連通；所述吸固裝置由：設置在所述倒u形堰體單元和封堵單元夾層底部的多個真空吸盤和真空腔室、以及設置在倒u形堰體單元和封堵單元的立壁內板體的外板面的真空管道構成；每個所述真空吸盤抽氣口與所述真空腔室相連通，真空腔室與所述真空管道相連通，真空管道通過真空發(fā)生、釋放電磁閥和節(jié)流閥與渠岸動力站的真空罐相連通，所述真空罐抽氣口通過真空調壓閥與水環(huán)式真空泵相連通，真空管道上設置有真空壓力開關，所述真空壓力開關的開關信號輸出端與所述真空發(fā)生、釋放電磁閥的控制信號輸入端連接；所述就位裝置由：設置在所述倒u形堰體單元和封堵單元夾層底部的滑塊組和設置在所述滑塊組上的囊式空氣彈簧組構成；所述囊式空氣彈簧組的進氣口通過高度調節(jié)閥、單向閥和鋼絲編織膠管與渠岸動力站的儲氣罐相連通，所述儲氣罐進氣口通過單向閥、干燥過濾器、截止閥與空壓機出氣口相連通，囊式空氣彈簧組上設置有位移傳感器，所述位移傳感器的信號輸出端與所述高度調節(jié)閥的控制信號輸入端連接。

所述堰體的倒u形段位于迎水面的立壁高度大于背水面的立壁高度；所述迎水面立壁、背水面立壁與所述頂壁連接處為弧形過渡面。

本發(fā)明優(yōu)點在于所述鋼圍堰具有結構簡單、模塊化設計，能夠在現(xiàn)場快速安裝和拆卸。由于阻水面小，對渠道的輸水流量影響較小，而且還便于儲存、運輸和安裝，非常適合于對輸水流量有特殊要求的水渠。由于實現(xiàn)了不斷流即可采用旱地施工快速修復破損的渠坡襯砌板，因此本鋼圍堰在調水工程上推廣應用前景廣闊。

附圖說明

圖1是本發(fā)明沿渠坡襯砌板坡向布置的示意圖。

圖2是本發(fā)明所述倒u形堰體的結構示意圖。

圖3是圖2的a-a向剖視結構示意圖。

圖4是圖3的i部放大結構示意圖。

圖5是圖2的j部放大結構示意圖。

圖6是圖2的b-b向剖視結構示意圖。

圖7是圖6的k部放大結構示意圖。

圖8是圖2的c-o-c向階梯剖視結構示意圖。

圖9是圖8的l部放大結構示意圖。

圖10是本發(fā)明所述沉浮裝置的控制系統(tǒng)框圖。

圖11是本發(fā)明所述吸固裝置的控制系統(tǒng)框圖。

圖12是本發(fā)明所述就位裝置的控制系統(tǒng)框圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述實施例。

如圖1-12所示，本發(fā)明所述用于水渠渠坡襯砌快速修復的渠道鋼圍堰系統(tǒng)，包括沿渠坡襯砌板1坡向布置的堰體，堰體由扣合在渠坡襯砌板1上的倒u形段2和密封銜接于倒u形段2下端部的封堵單元3構成，堰體的倒u形段2位于迎水面的立壁高度大于背水面的立壁高度；迎水面立壁、背水面立壁與頂壁連接處為弧形過渡面；倒u形段2由結構相同的多節(jié)倒u形堰體單元依次通過法蘭4和密封圈相互密封連接；每節(jié)倒u形堰體單元與渠坡襯砌板1的接觸面之間、以及封堵單元3與渠坡襯砌板1和渠底板的接觸面之間均設置有密封裝置、沉浮裝置、吸固裝置和就位裝置；倒u形堰體單元和封堵單元3的頂壁及立壁均由內板體5和外板體6組成的夾層結構，內板體5和外板體6之間通過間隔設置的工字鋼骨架7固定連接，位于相鄰工字鋼骨架7之間的夾層內分別設置有水箱8，每個水箱8分別設置有截止閥8.1；水箱8和截止閥8.1構成沉浮裝置，每個截止閥分別通過管道與渠岸動力站對應的一個電磁換向閥相連通，每個電磁換向閥均與離心式自吸排污泵相連通。

如圖2、5所示，密封裝置由：沿倒u形堰體單元和封堵單元的立壁外板體6的底邊外緣設置的l形水封9和內緣設置的一字形水封10、以及沿倒u形堰體單元和封堵單元的立壁內板體5的底邊外緣設置的遇水膨脹止水帶11構成，l形水封9的橫邊延伸出立壁的外板體6之外。

如圖2、5、8、9所示，吸固裝置由：設置在倒u形堰體單元和封堵單元夾層底部的真空吸盤12和真空腔室13、以及設置在倒u形堰體單元和封堵單元的立壁內板體5外板面的真空管道14構成，真空吸盤12抽氣口與真空腔室13相連通，真空腔室13與真空管道14相連通；真空管道14通過真空發(fā)生、釋放電磁閥和節(jié)流閥與渠岸動力站的真空罐相連通，真空罐抽氣口通過真空調壓閥與水環(huán)式真空泵相連通，真空管道14上設置有真空壓力開關，真空壓力開關的開關信號輸出端與真空發(fā)生、釋放電磁閥的控制信號輸入端連接。

如圖2、5、8、9所示，就位裝置由：設置在倒u形堰體單元和封堵單元夾層底部的滑塊組15和設置在滑塊組15上的囊式空氣彈簧組16構成，囊式空氣彈簧組16的進氣口通過設置在倒u形堰體單元和封堵單元夾層內的抽排氣管17、高度調節(jié)閥、單向閥和鋼絲編織膠管與渠岸動力站的儲氣罐相連通，儲氣罐進氣口通過單向閥、干燥過濾器、截止閥與空壓機出氣口相連通，囊式空氣彈簧組16上設置有位移傳感器，位移傳感器的信號輸出端與高度調節(jié)閥的控制信號輸入端連接。

本發(fā)明工作原理簡述如下：

1、堰體的倒u形段2位于迎水面的立壁高度大于背水面的立壁高度，迎水面立壁、背水面立壁與頂壁連接處設置成弧形過渡面，從而構成楔形和端部的流線外形，有利于減小水流對鋼圍堰的沖擊作用；根據(jù)流體力學理論，由于物體的形狀對流經物體的水流有直接影響，相對水流的物體形狀決定了它的阻力系數(shù)，因此采用流線形鋼圍堰外形，達到減小鋼圍堰的形狀阻力、提高鋼圍堰穩(wěn)定性目的。

2、止水防滲：由l形水封9、一字形水封10、遇水膨脹止水帶11組成，采用多項技術措施防滲，提高鋼圍堰的可靠性；鋼圍堰外側立面底部（立壁外板體6的底邊外緣）設一道l形水封9，通過渠道的水壓力壓緊止水，內側（立壁外板體6的底邊內緣）設一道一字形水封10，在鋼圍堰自重作用下封堵混凝土表面的蜂窩、麻面、錯臺等部位的可能漏水；鋼圍堰立面底部內側（立壁內板體5的底邊外緣設置的遇水膨脹止水帶11）設有遇水膨脹止水帶11，利用其優(yōu)良的彈性、延伸性和膨脹止水性能進行止水。遇水膨脹止水帶11在水中膨脹率可調節(jié)，膨脹體積保持橡膠的彈性和延伸性，膨脹率不受水質影響，具有適應溫度范圍廣、耐久性能優(yōu)良、不含有害物質、無深脹析出物、不污染水質等特點；每節(jié)倒u形堰體單元之間通過法蘭4聯(lián)接，法蘭4中間設兩道o型密封圈以滿足節(jié)間止水要求。

3、位于相鄰工字鋼骨架7之間的夾層內設置水箱8構成鋼圍堰的沉浮裝置；當鋼圍堰滑移就位后，通過離心式自吸排污泵、截止閥8.1和電磁換向閥向水箱8充水增加鋼圍堰配重，使鋼圍堰穩(wěn)定在渠坡襯砌板1表面；拆除鋼圍堰時，通過離心式自吸排污泵、截止閥8.1和電磁換向閥將水箱8內的水往鋼圍堰內部排水平壓，同時往水箱8內充氣，增加鋼圍堰的浮力，使密封裝置脫離渠坡襯砌板1表面。

4、吸固裝置設置在倒u形堰體單元和封堵單元夾層底部的真空吸盤12和真空腔室13、以及設置在倒u形堰體單元和封堵單元的立壁內板體5外板面的真空管道14構成；利用水環(huán)式真空泵通過真空吸盤12形成負壓，使鋼圍堰吸固在渠坡襯砌板1表面，解決鋼圍堰鋼的固定但又不能破壞渠道現(xiàn)有襯砌板的技術難題。

5、就位裝置由滑塊組15和囊式空氣彈簧組16構成；囊式空氣彈簧組16通過抽排氣管17、調節(jié)閥、位移傳感器及儲氣罐和干燥、過濾裝置與空壓機相連通，通過對囊式空氣彈簧組16內的充、放氣，調節(jié)囊式空氣彈簧組16的高度。

安裝鋼圍堰時，首先在需要修復的渠坡兩側敷設鋼滑軌，進行定位。把鋼圍堰吊立到鋼滑軌上，通過滑塊組15滑移到位后，通過位移傳感器控制高度調節(jié)閥使囊式空氣彈簧16放氣，降低囊式空氣彈簧16的高度，通過離心式自吸排污泵、截止閥8.1和電磁換向閥向水箱8內充水增加配重，使鋼圍堰下沉至渠坡襯砌板1上表面，鋼滑軌全部進入鋼圍堰腔體內后，啟動水泵抽排鋼圍堰內部滯留水，然后啟動水環(huán)式真空泵連續(xù)抽氣使真空吸盤12吸附到渠坡襯砌板1上表面，完成鋼圍堰安裝，在水下形成旱地工作面，以便修復破損的襯砌板。拆除鋼圍堰時，水環(huán)式真空泵停止抽氣，通過離心式自吸排污泵、截止閥8.1和電磁換向閥將水箱8內的水往鋼圍堰內部排出平壓，同時往水箱8內充氣增加鋼圍堰的浮力，使密封裝置脫離渠坡襯砌板1上表面；通過位移傳感器控制調節(jié)閥使囊式空氣彈簧16充氣，鋼滑軌脫離鋼圍堰，同時吊起鋼圍堰至陸地，完成鋼圍堰拆除。

6、鋼圍堰由多節(jié)倒u形堰體單元依次通過法蘭4和密封圈相互密封連接，不僅實現(xiàn)鋼圍堰的現(xiàn)場快速拼裝和拆卸，而且也便于鋼圍堰的運輸、維護和更換；內板體5和外板體6之間以標準工字鋼7為龍骨，強度高，滿足使用工況強度要求，便于制造；工字鋼7間設有不銹鋼水箱8，增加鋼圍堰整體剛度，滿足承受水壓力作用。