水闸排水孔快速修复装置的制作方法

本实用新型涉及一种水闸排水孔快速修复装置，用于水闸堵塞或反滤失效的排水孔快速修复，具体地说是涉及一种水闸闸底板上失效排水孔的快速修复处理，使设计的排水孔既能顺利排水降低底板扬压力的同时，又不允许排水孔冒砂，防止基础土体被淘空的反滤层修复装置。

背景技术：

水闸与船闸工程设计中，排水与止水问题相当重要，关系到结构物的抗渗稳定。在抗渗轮廓线内各结构分缝设置止水，抗渗轮廓线外为了降低结构物底板的渗透压力，一般在水闸的消力池后半部和水平护坦下铺设反滤层，底板上设置垂直排水孔。排水孔设施是一种非常重要的工程结构，是减小结构物基底渗透压力和防渗出口段出逸坡降、防止土体渗透破坏的有效措施。随着水闸运行时间的增加，经常出现排水孔淤塞失效现象，结构物的底板渗透压力剧增，结构的整体稳定难以保证；另一方面当原反滤层施工质量不能保证时，也会出现闸底排水孔在冒水的同时冒砂，使基础土体被淘空，对工程的安全性产生巨大的影响。在出现以上二种常见问题时，现有闸底排水孔修复一般采用的是直接凿除整个闸底板混凝土，铺设反滤层，重新安装排水孔后浇筑闸底板混凝土的方式。该修复方式不仅工程量大、工期长、修复费用高，而且可能影响结构的受力状态和闸底板混凝土的整体性。因此，亟需开发一种有效、快捷、经济的闸底排水孔修复装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种水闸排水孔快速修复装置，通过对排水孔结构的修复处理，使设计的排水孔能在顺利排水、降低底板扬压力的同时，不允许排水孔冒砂，防止基础土体被淘空。

为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现：一种水闸排水孔快速修复装置，通过膨胀螺栓固定在闸底排水孔底板上，其特征在于，该装置的主体框架是一个三维立体多孔热塑性合成树脂制成的中空直筒；该中空直筒的上、下两端，分别设有带肋开孔钢盖板与带肋开孔钢底板，该带肋开孔钢盖板与带肋开孔钢底板由若干连接杆固定连接；所述中空直筒的筒壁上、带肋开孔钢底板上及带肋开孔钢盖板的部分表面上覆有薄土工布；所述中空直筒内装填有综合反滤料。

优化方案中，所述带肋开孔钢盖板与所述中空直筒上端筒口之间，设有圆环形厚土工布。

所述带肋开孔钢盖板与所述中空直筒上端筒口之间，还可以设有筛网。

更优化地说：所述带肋开孔钢盖板的主体为圆形钢板，该圆形钢板外围设置4个突出部分，这4个区域上各有一个膨胀螺栓孔，用于膨胀螺栓将本装置安装固定在闸底板上；该圆形钢板上还开有4个连接孔；该4个连接孔开孔位置位于相邻两个膨胀螺栓孔之间，用于连接杆与带肋开孔钢底板上下连接。所述带肋开孔钢盖板顶部设置横穿膨胀螺栓孔和连接孔的加强钢肋，所述加强肋上部边角设圆形倒角。所述带肋开孔钢底板为圆形钢板，其直径略小于排水孔孔径，其上设有4个与带肋开孔钢盖板连接用的连接孔和密集的透水孔。

更具体地说（以直径200mm的排水孔为例）：

所述带肋开孔钢盖板：圆形钢板直径为250mm，外围设置4个突出部分，这4个区域上各有一个直径10mm的螺孔，用于膨胀螺栓将本装置安装固定在闸底板上。中间的圆形钢板直径为200mm（同排水孔），其上开有4个直径8mm的连接孔和密集布置的直径6mm的透水孔。连接孔开孔位置位于相邻两个膨胀螺栓孔之间，用于连接杆连接上下两钢板；此外，为了增加钢盖板的强度和整体刚度，在钢盖板顶部设置横穿膨胀螺栓孔和连接孔的加强钢肋，同时为了减小加强肋对水流流态的影响，加强肋上部边角设圆形倒角。

所述带肋开孔钢底板：为圆形钢板，直径198mm（略小于排水孔孔径，保证装置可顺利安装），其上设有4个与带肋开孔钢盖板相同的连接孔和密集的透水孔。在钢底板底部增设了横穿连接孔的加强钢肋以增加其强度和整体刚度。

所述连接杆：连接杆共4根，为长螺杆结构，连接杆直径6mm，杆长根据实际工程中水闸底板厚度确定，一般取大于底板厚度30cm左右。连接杆采用从上往下安装的方式，依次穿过带肋开孔钢盖板、圆环形厚土工布、综合反滤料、薄土工布和带肋开孔钢底板，然后在杆底拴上螺帽将各部件连接成一个整体。使杆底端富余的长度可插入土中，避免了从下往上安装时杆端富余暴露在水中影响水流流态。

所述薄土工布：规格在100~500g/m²之间选取，包裹住了三维立体多孔热塑性合成树脂的底部和侧壁以及一部分顶部，可有效阻挡渗流挟带的泥沙，防止排水孔发生冒砂现象。

所述三维立体多孔热塑性合成树脂：中空直筒状，置于带肋开孔钢盖板和带肋开孔钢底板之间，具有极好的抗压能力及适应形变的能力。同时该材料憎水、阻力小，具有极高的表面渗水能力和内部通水能力，不会妨碍排水孔渗水。

所述圆环形厚土工布：规格在1000~1500g/m²之间选取，内径应小于连接孔到带肋开孔钢盖板中心的距离，外径应与带肋开孔钢盖板齐平。布置在钢盖板与中空直筒上端筒口之间，相当于橡胶垫圈，压实后可防止地基土颗粒从装置和排水孔内壁之间的缝隙随渗流水冒出。

所述综合反滤料：排水孔反滤层的主要充填物，根据地基土的性质由砂、石按一定的颗粒级配组成。

所述膨胀螺栓：用于将本装置安装固定在水闸底板上。

所述筛网：为金属材料，圆形，直径略大于圆环形厚土工布的内径，筛网孔径应小于综合反滤料的最小粒径，可防止装置在运输、安装时综合反滤料从装置内掉落。

以上装置部件可提前组装后运至施工地点，施工时只需用便携式钻机扩大排水孔孔径，将本装置放置于扩大的排水孔内，然后用膨胀螺栓与底板连接牢固即完成修复。在水闸运行时，渗流水一方面可从排水孔底部通过带肋开孔钢底板后，分别通过薄土工布、综合反滤料的反滤，最后通过筛网和带肋开孔钢盖板渗出排水孔。也可从侧面，分别通过薄土工布、三维立体多孔热塑性合成树脂、综合反滤料的反滤，最后通过带肋开孔钢盖板渗出排水孔。

换言之，本实用新型的水闸排水孔快速修复装置（参照附图1~图4），由带肋开孔钢盖板1，带肋开孔钢底板2，连接杆3，薄土工布4，三维立体多孔热塑性合成树脂5，圆环形厚土工布6，综合反滤料7，膨胀螺栓8，筛网9组成。装置的组装工序如下，首先将连接杆3从上往下穿过带肋开孔钢盖板1上的连接孔，然后将带肋开孔钢盖板1倒过来放置使连接杆3底端朝上，接着按顺序将圆环形厚土工布6、薄土工布4、筛网9、三维立体多孔热塑性合成树脂5穿过连接杆3放置于带肋开孔钢盖板1上，然后用薄土工布4将三维立体多孔热塑性合成树脂5的四周包裹紧密，接着充填综合反滤料7至三维立体多孔热塑性合成树脂5内。充填完毕后，在综合反滤料7及三维立体多孔热塑性合成树脂5上覆盖一层薄土工布4。然后安装带肋开孔钢底板并拧紧螺帽，最后将装置翻转过来即完成组装。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型水闸排水孔反滤层快速修复装置，相比现有修复方式，不需凿除闸底板，只需扩大排水孔直径即可进行反滤层的修复工作，费用较低。

2、本实用新型水闸排水孔反滤层快速修复装置修复排水孔所需工期相比常规方法大幅缩短。

3、该修复装置不会改变原结构的受力状态，不破坏闸底板混凝土整体性。

4、本实用新型闸底板排水孔反滤层修复方法不仅可修复排水孔的淤塞失效，也可修复排水孔的冒砂问题。

附图说明

图1是本实用新型水闸排水孔快速修复装置三维图；

图2-1至图2-5分别是本实用新型水闸排水孔快速修复装置主体框架部件图；

图3是本实用新型水闸排水孔快速修复装置反滤层三维剖视图；

图4是本实用新型水闸排水孔快速修复装置安装图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

实施例1，水闸排水孔快速修复装置（参照图1~图4），由带肋开孔钢盖板1，带肋开孔钢底板2，连接杆3，薄土工布4，三维立体多孔热塑性合成树脂5，圆环形厚土工布6，综合反滤料7，膨胀螺栓8，筛网9组成。装置的组装工序如下，首先将连接杆3从上往下穿过带肋开孔钢盖板1上的连接孔，然后将带肋开孔钢盖板1倒过来放置使连接杆3底端朝上，接着按顺序将圆环形厚土工布6、薄土工布4、筛网9、三维立体多孔热塑性合成树脂5穿过连接杆3放置于带肋开孔钢盖板1上，然后用薄土工布4将三维立体多孔热塑性合成树脂5的四周包裹紧密，接着充填综合反滤料7至三维立体多孔热塑性合成树脂5内。充填完毕后，在综合反滤料7及三维立体多孔热塑性合成树脂5上覆盖一层薄土工布4。然后安装带肋开孔钢底板并拧紧螺帽，最后将装置翻转过来即完成组装。本实用新型水闸排水孔反滤层快速修复装置，不仅可修复排水孔的淤塞失效，也可修复排水孔的冒砂问题。相比现有修复方式，不需凿除闸底板，只需扩大排水孔直径即可进行反滤层的修复工作，费用较低，工期大幅缩短，不会改变原结构的受力状态，不破坏闸底板混凝土整体性。