一种大型渠道不断流可移动流线型钢浮箱检修装置的制作方法

1.本实用新型涉及水利工程检修技术领域，尤其涉及一种大型渠道不断流可移动流线型钢浮箱检修装置。


背景技术：

2.我国水资源在地区分布上具有显著的不均衡性，具体表现为“东多西少，南多北少”的特点；在时间分配上具有夏秋多、冬春少和年际变化大的特点。基于我国国情和建设发展的需要，兴建提水灌溉，排涝及跨流域调水工程，必为抗御自然灾害、优化水资源配置、改善生态和生活环境、保证农业稳产高产和国民经济持续发展的主要水利措施之一。进入二十一世纪，我国建成了史称世界最大调水工程之一，南水北调工程（东线、中线工程）。其中南水北调中线工程于2014年12月12日正式通水，来自丹江口水库的汉江水，将沿着1000多公里的干渠，流入京津冀豫地区的千家万户。而中线工程除渠系构筑物（渡槽、隧洞、涵闸等）外，极大部分干渠采用的大断面开挖渠道加钢筋混凝土衬砌结构型式。在高质量发展的新时代，我国的大型调水工程方心未艾，譬如：云南滇中引水工程，辽宁大伙房水库输水工程等，南水北调的西线工程，中东线的二期国家也在积极推进当中。
3.在调水运行过程中，渠道结构面临着汛期洪水、两岸反渗水、结构变形裂缝，以及冬季冰冻破坏的风险。如何实现在不断流情况下对渠道结构维修，至今是困扰人们的技术难题。人们也创造了不少好的方法，但总是一些不足；大型渠道衬砌结构物的底板及边坡检修，一直是困扰我国水利工作者的技术难题。
4.现有的技术方法一是局部地段下闸断流放空检修法，对不断流运行渠道是行不通的；二是采用潜水员在水下检修，存在对水体污染和安全的风险。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了解决现有技术中，大型渠道结构物不便于进行检修的问题，而提出的一种大型渠道不断流可移动流线型钢浮箱检修装置；实现在不断流的动水状态下施工，装置可多次重复使用，且便于移位。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
7.一种大型渠道不断流可移动流线型钢浮箱检修装置，包括钢箱，所述钢箱的外侧设置有气囊浮袋；
8.在用于边坡检修时，所述钢箱包括底节段、斜坡节段，所述底节段、斜坡节段组成贴附于边坡的三面包围结构，所述钢箱的内侧端部贴近边坡设置有端部止水部件；
9.在用于底板检修时，所述钢箱包括若干分节段，多个所述分节段组成一层尖头椭圆结构，所述钢箱的下侧端部贴近底板设置有端部止水部件；
10.所述钢箱之间通过卡扣部件进行连接，所述钢箱之间设置有层间止水部件。
11.优选的，所述底节段的上侧端部与斜坡节段的下侧端部相连接，所述底节段的内侧端部贴近底板设置端部止水部件，所述底节段的底侧端部设置封闭；所述斜坡节段为u形
结构。
12.优选的，所述端部止水部件包括槽板、止水条，所述槽板固定连接在钢箱的端部，所述止水条嵌设在槽板内；
13.所述层间止水部件包括两个槽板、止水条；两个所述钢箱相接触的端部相对设置有槽板，所述止水条嵌设在槽板内。
14.优选的，所述卡扣部件包括挂钩、卡扣，所述挂钩、卡扣分别设置在相邻的两个钢箱上。
15.优选的，所述钢箱的上端设置有限位部件，上一层钢箱的下端卡设在限位部件内。
16.优选的，所述限位部件包括内部限位条、外部限位板，所述内部限位条、外部限位板分别设置在靠近钢箱上端的内外两侧。
17.优选的，所述气囊浮袋通过气囊卡箍与钢箱相连接，所述气囊卡箍与钢箱可拆卸连接。
18.优选的，所述气囊浮袋的充气管通过充气管定位板布设在钢箱的外部；所述充气管定位板固定连接在钢箱的外部，所述充气管穿过充气管定位板开设的通孔。
19.优选的，所述钢箱通过卷扬机进行牵引，所述卷扬机设置在渠堤道路上；所述卷扬机至少在两岸各设置一台。
20.优选的：在用于边坡检修时，所述钢箱的内侧边坡上设置有施工爬梯，所述施工爬梯的顶端设置有滑动架，所述滑动架设置在渠堤的轨道上；
21.在用于底板检修时，所述钢箱的顶部设置有施工平台，所述钢箱的内侧设置有内部爬梯。
22.与现有技术相比，本实用新型提供了一种大型渠道不断流可移动流线型钢浮箱检修装置，具备以下有益效果：
23.1、本实用新型，在不断流条件下，实现干地状态检修渠道结构，可靠的保证修复结构与原设计结构的一致性；
24.2、本实用新型，流线型钢箱设计符合水流流态，减小对检修段渠道的过流能力下降的影响；同时，降低水流对钢箱的动水推力，保证稳定性；
25.3、本实用新型，采用附着气囊浮袋的钢箱，可实现钢箱重复移位，实现多位置检修，提高装置利用率，降低检修成本。
26.本实用新型的其他优点、目标和特征，在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述；并且在某种程度上，基于对下文的考察研究，对本领域技术人员而言将是显而易见的；或者，可以从本实用新型的实践中得到教导。
附图说明
27.图1为底节段的侧视、立体结构示意图。
28.图2为斜坡节段的侧视、立体结构示意图。
29.图3为底节段、斜坡节段的拼装状态结构示意图。
30.图4为端部止水部件的结构示意图。
31.图5为层间止水部件的结构示意图。
32.图6为实施例一的安装状态的结构示意图。
33.图7为图6中的部分气囊浮袋的结构示意图。
34.图8为实施例一的渠堤侧俯视结构示意图。
35.图9为实施例一的使用状态示意图。
36.图10为实施例二的结构示意图。
37.图11为实施例二的钢箱俯视结构示意图。
38.图12为钢箱尖端部分的正视结构示意图。
39.图13为钢箱侧面部分的正视结构示意图。
40.图14为实施例二的端部止水部件的结构示意图。
41.图15为实施例二的层间止水部件的结构示意图。
42.图16为钢箱层间连接位置的部分结构示意图。
43.图17为图16中a处的放大结构示意图。
44.图18为钢箱尖端部分的气囊安装状态结构示意图。
45.图19为图18中的部分气囊浮袋的结构示意图。
46.图20为钢箱侧面部分的气囊安装状态结构示意图。
47.图21为施工平台的结构示意图。
48.图22为实施例二的使用状态示意图。
49.图中：
50.1、钢箱；101、底节段；102、斜坡节段；111、分节段；2、气囊浮袋；201、气囊卡箍；202、充气管；203、充气管定位板；3、端部止水部件；301、槽板；302、止水条；4、卡扣部件；401、挂钩；402、卡扣；5、层间止水部件；601、内部限位条；602、外部限位板；7、卷扬机；8、施工爬梯；801、滑动架；802、轨道；9、施工平台；10、内部爬梯。
具体实施方式
51.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一部分实施例，而不是全部的实施例。
52.参照图1-22，一种大型渠道不断流可移动流线型钢浮箱检修装置，包括钢箱1，钢箱1的外侧设置有气囊浮袋2；在钢箱1的挡水作用下，内部形成无水的施工空间；外侧的气囊浮袋2调节浮力，便于进行移动，持续性施工。
53.本装置可用于大型渠道的底板以及边坡检修；以下，分别对实施方式进行说明。
54.实施例一
55.本实施例为用于渠道边坡的检修方案，附图1-9为相关附图。
56.渠道边坡为倾斜结构，为保证施工需对其进行挡水，并露出边坡面；相匹配的，在用于边坡检修时，钢箱1包括底节段101、斜坡节段102；底节段101、斜坡节段102组成贴附于边坡的三面包围结构，在包围的内部形成无水的施工区域；同时，在钢箱1的内侧端部贴近边坡设置有端部止水部件3。
57.钢箱1在加工厂分节、分段制作并拼装，运输至施工场地；将底节段101的上侧端部与斜坡节段102的下侧端部相连接；同时，底节段101的内侧端部贴近底板设置端部止水部件3，底侧端部设置为封闭，匹配贴合底板与边坡的连接位置。相应的，斜坡节段102为u形结
构，斜坡节段102的内侧端部贴近边坡设置端部止水部件3。
58.参阅图1、2，为减少动水的冲力，钢箱1设计为流线型。底节段101、斜坡节段102的外部为弧面；底节段101的前后侧截面为三角，其内侧端部贴合底板，上侧端部贴合斜坡节段102。
59.参阅图3，钢箱1分层进行组装；底节段101与斜坡节段102的拼接数量根据施工环境设置；斜坡节段102设置标准高度，综合施工经验，优选为2米；多个斜坡节段102逐层拼接，顶端高于水面。
60.其中，钢箱1之间通过卡扣部件4进行连接，并设置有层间止水部件5；以保证密封，并便于连接、安装。
61.请参阅图4，端部止水部件3包括槽板301、止水条302，槽板301固定连接在钢箱1的端部，止水条302嵌设在槽板301内；底节段101的端部止水部件3紧贴底板进行止水，斜坡节段102的端部止水部件3紧贴边坡进行止水。
62.请参阅图5，层间止水部件5包括两个槽板301、止水条302；两个钢箱1相接触的端部相对设置槽板301，止水条302嵌设在槽板301内。
63.同时，卡扣部件4设置在外侧；优选的，将卡扣部件4设置在两个槽板301的外侧面上。
64.参阅图9，在钢箱1拼接中，在其外部安装气囊浮袋2，气囊浮袋2初始为无气状态；通过吊车下放至渠道内；同时，对钢箱1通过卷扬机7进行牵引，卷扬机7设置在渠堤道路上；且，至少在两岸各设置一台，防止水流冲动移位，保证状态稳定；优选的，两岸各设置两台卷扬机7。
65.定位完毕后对钢箱1内抽水，并检查止水情况；对局部渗水可采用棉絮进行堵漏；形成无水空间后，进行施工辅助安装。
66.参阅图8，在钢箱1的内侧边坡上设置有施工爬梯8，施工爬梯8的顶端连接有滑动架801，滑动架801设置在渠堤的轨道802上；在施工中，滑动架801带动施工爬梯8平行移动，提高工作效率。
67.依照修复方案组织施工与养护，验收合格后，进行下一步移位工作。对气囊浮袋2充气，增加浮力；在两岸拖拉机或装载机等设备的均衡慢速牵引下，对整体进行移动；其中，空压机设置在渠堤上，连通气囊浮袋2。
68.参阅图6、7，气囊浮袋2通过气囊卡箍201与钢箱1相连接，气囊卡箍201与钢箱1可拆卸连接；具体的，气囊卡箍201的外侧设置有连接板，通过螺栓将连接板与钢箱1连接。
69.气囊浮袋2的充气管202通过充气管定位板203布设在钢箱1的外部，以保证其稳定、避免损坏；具体的，充气管定位板203固定连接在钢箱1的外部，充气管202穿过充气管定位板203开设的通孔。
70.实施例二
71.本实施例为用于渠道底板的检修方案，附图10-22为相关附图。
72.渠道底板为平面结构，相搭配的，在用于底板检修时，钢箱1包括若干分节段111；多个分节段111组成一层上下端部平行的尖头椭圆结构，尖头椭圆结构的两个尖端分别位于上下游，整体钢箱1的外侧为流线型；钢箱1的下侧端部贴近底板设置有端部止水部件3。
73.如图11-13所示，每层钢箱1由多个分节段111组成；分节段111的具体分割尺寸、规
格，根据施工环境确定；根据施工经验，优选的，钢箱1的中间宽度设置为3米，前后长度设置为8米；单层高度设置为2米，施工时视渠道水深增加层数。
74.如图10、21所示，钢箱1的顶部设置有施工平台9，钢箱1的内侧设置有内部爬梯10；以在渠道中间施工时，进行物料、工具的转运，便于施工。
75.需要注意的是，钢箱1在加工厂分节、分段制作与拼装，设置底部止水与层间止水；整体预组装，并模拟静水池中对止水密封试验，验收合格后方可进入现场施工。
76.根据施工现场的支持情况，可整体拼装后转运至施工现场，或分部件在现场进行拼装。
77.如图14-17所示，在钢箱1的底部设置有端部止水部件3，层间设置有卡扣部件4连接，上下层间设置有层间止水部件5。
78.如图17所示的放大结构，卡扣部件4包括挂钩401、卡扣402，挂钩401、卡扣402分别设置在相邻的两个钢箱1的外部结构上；根据施工经验，挂钩401设置在下侧端部，卡扣402设置在上侧端部时，更便于操作、使用，且更稳固，减少对其他部件的影响。
79.如图14、15所示，为垂直剖切面视图；其中，端部止水部件3紧贴底板进行封闭，层间两个相对的槽板301内各设置有止水条302，以保证密封效果。
80.同时，在钢箱1的外侧设置有多个吊装板，便于进行牵引挂绳。
81.参阅图12-16，钢箱1的上端设置有限位部件，上一层钢箱1的下端卡设在限位部件内。
82.具体的，限位部件包括内部限位条601、外部限位板602，内部限位条601、外部限位板602分别设置在靠近钢箱1上端的内外两侧，并高于钢箱1的主体上侧端部。
83.参阅图18、19、20，每层钢箱1的外侧设置一圈气囊浮袋2；气囊浮袋2通过穿设在充气管定位板203内的充气管202连通至空压机。
84.气囊浮袋2在拼装时进行安装，沉放时为无气状态；钢箱1拼装完毕后，安装顶部的施工平台9与内部爬梯10；全部组装完毕后，在渠堤道路上通过吊运设备将整体吊入渠道，并沉放水中；同时，在渠道两岸安装四台卷扬机7，用钢丝绳辅助牵引，防止钢箱1受水流冲刷推动、产生位移；准确的施工位置通过气囊浮袋2的充放气，搭配卷扬机7牵引实现准确定位；之后，将钢箱1内的水抽干，检查层间及底部止水，局部渗漏采用塞棉絮堵漏。
85.人员与岸上采用皮划艇接送，材料、施工机具及凿除的废料等采用岸边吊车搭配料斗的吊入、吊出，依照修复设计方案组织施工与养护，验收合格后，进行下一步移位工作。
86.开启岸边空压机，对气囊浮袋2进行充气，使得钢箱浮起；两岸拖拉机或装载机等设备的均衡慢速牵引移位到下一需修复的位置。
87.本实用新型，在不断流条件下，实现干地状态检修渠道结构，可靠的保证修复结构与原设计结构的一致性；流线型钢箱1设计，符合水流流态，减小对检修段渠道的过流能力下降的影响；同时，降低水流对钢箱1的动水推力，保证稳定性；采用附着气囊浮袋2的钢箱1，可实现钢箱1重复移位，实现多位置检修，提高装置利用率，降低检修成本。
88.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内.
89.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
90.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
91.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。