专利名称：装配式涵洞构件及其施工方法
技术领域：
本发明涉及农田水利工程中小型输水建筑领域，特别是一种结构简单，维护易，造价低，可增加耕地，提高渠系水利用系数的装配式涵洞构件及其实施方法。
背景技术：
现有的输水渠系，特别是支、斗、农、毛渠，绝大多数为土渠，其蒸发、渗透量大，易坍塌、堵塞渠道，每年冬春季必须清淤。若采用一般的浆砌卵石护坡、镇底或埋圆管涵，该方法耗人、财、物较大，维修养护较难，耗时长，施工难度大。如都江堰灌区的冬春岁修工程，维护工程量大，清淤常达数百万方；耗时长，需25-30天；花费大，清淤每方造价80-130元。现有的农田水利节水改造工程大多采用混凝土 U型槽，由于是敞口的，因此蒸发量就十分大，它只能减小渗漏，其次渠道上方的面积就得不到有效地利用。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述不足，提供一种土地利用率高、结构简单、安装维护方便、造价低、能提高渠系水利用系数的装配式涵洞构件及其施工方法。本发明为了实现上述目的所采用的技术方案如下一种装配式涵洞构件，其包括底板、肋板和弧形板，其特征在于所述肋板呈门型并固定在弧形板两端，弧形板和肋板的下端都固定在底板上，三者形成一体，弧形板与底板之间的空间既为排水渠。本发明更加优选的技术方案是在肋板上还设有吊装孔；所述弧形板为半圆形、 半椭圆形或拱形；所述弧形板上还设有排水孔且该排水孔为梅花状分布；所述底板上设有渗水孔，且该渗水孔为梅花状分布。所述底板、肋板和弧形板都由混凝土浇注而成，底板和弧形板内都设有一层钢丝网或铁丝网，肋板两侧边和顶边埋有吊装钢筋该钢筋下端与底板内的钢丝网或铁丝网固定连接。本发明还提供了一种装配式涵洞构件的施工方法，其特征在于包括以下步骤 Φ设计加工涵洞构件根据渠道的宽度、高度和水流量设计出涵洞构件备用；
+Φ施工准备对渠系中水采用堵、疏、排等法，确保无水施工； +③测量放线按设计比降、测量放线、并做好标记；
挖渠根据涵洞构件大小和步骤③中的测量数据和标记挖出渠道大致形状并保证渠底平整并压实渠底；
？S安装涵洞构件将涵洞构件吊放入渠道内，使得各涵洞构件的接口平稳对接，并将接口处用粘土填缝；
回填土将涵洞构件外层进行对称填土、轻夯压实两侧土，涵洞构件顶面回填耕作土壤厚度保持在20cm以上； ⑦验收。
本发明的工作原理是在弧形板的拱背上、底板上、肋板间的压实填土，能形成有效抵抗上部荷载所引起受力变形的结构体系。其次在渠道的每个进水口、分水口设置拦污栅，砌筑沉淀池(有盖)，能有效防止淤积产生，并且土渠道改为本专利涵洞构件后不坍塌， 沿渠农作物秸杆也不能进入渠道，淤积量约为土渠的二十分之一。如图6所示本发明的拱形构件如拱桥台背的受力原理，能有效利用顶部和两侧压实填土，抵抗上部荷载所引起的构件的沉降、开裂、水平位移，其构件强度、刚度、稳定性能得到保证。基础不需要特殊处理，其施工放线、开挖、压实基础、埋涵洞、抹口、回填等工序，均能实现分段流水施工。构件可通过工厂预制，现场装配，其重量轻，施工简便，效率高， 作业安全，能促进施工工艺技术的发展，节省人、财、物等费用。本发明可随支、斗、农、毛渠的宽度、深度、输水流量等因素确定其外观尺寸、板的厚度、埋深、长度。构件的长度约1-1. 5米，工程造价约200-500元/米，可增土地1-3平方米/米，新增耕地折算造价约10万元/亩。该涵洞的输水糙率约为土渠的三分之一，从而大大提高输水能力。该涵洞的渠系水利用系数从土渠的0. 15-0. 3增大到0. 6-0.7。蒸发量减少约80%，涵洞上填土 20-30厘米厚，可增加耕地约120%-150%。本发明与一般涵洞、拊砌渠道相比其优点在于一是工厂预制、现场组装，操作简易，其质量能保证，施工速度快；二是结构简单，受力合理，维护(安装、拆换)简易，且该涵洞构件维护时相比普通的浆砌卵石护坡、镇底或埋圆管涵，能节约人力、物力、财力20%— 40%。三是整体性好，强度高，适应变形大；四是可大大提高渠系水利用系数(减少蒸发、渗漏)；五是无污染、环境影响小；六是实用、经济、效果显著。
图1是发明结构示意图。图2是多个涵洞构件拼装结构示意图。图3是实施例2结构示意图。图4是实施例3中弧形板结构示意图。图5是实施例4中底板接示意图。图6是本发明施工状态示意图。图7是本发明施工方法流程图。图中1-底板，2-肋板，3-弧形板，4-排水渠，5-吊装孔，6_排水孔，7~渗水孔， 8-钢筋，9-钢丝网或铁丝网。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明并不仅限于以下实施方式
实施例1 如图1所示，一种装配式涵洞构件，其包括底板1、肋板2和弧形板3。其中肋板2呈门型并固定在弧形板3两端，弧形板3和肋板2的下端都固定在底板1上，三者形成一体，弧形板3与底板1之间的空间既为排水渠4。为了便于快速安装该构件和对构件进行维护，故在肋板2上方设置两个吊装孔5。为了便于渠道水流更畅通，增加水流截面，本发明还可将多组涵洞构件平行组装在一起(如图2)。如图7所示，该涵洞构件的具体安装施工方法如下Φ设计加工涵洞构件根据渠道的宽度、高度和水流量设计出涵洞构件备用施工准备对渠系中水采用堵、疏、排等法，确保无水施工； 测量放线按设计比降、测量放线、并做好标记； 挖渠根据涵洞构件大小和步骤③中的测量数据和标记挖出渠道大致形状并保证渠底平整并压实渠底； 安装涵洞构件将涵洞构件吊放入渠道内，使得各涵洞构件的接口平稳对接，并将接口处用粘土填缝；·回填土 将涵洞构件外层进行对称填土、轻夯压实两侧土，涵洞构件顶面回填耕作土壤厚度保持在20cm以上即可；⑦验收。实施例2 如图3所示该涵洞构件主要是在实施例1的基础上在底板1、肋板2上增加用于提高涵洞构件受力强度和抗裂的钢丝网或铁丝网9，在肋板2两侧边和顶边埋有吊装钢筋8，并使得该钢筋8下端与底板1内的钢丝网或铁丝网固定连接。根据渠道宽度、深度、输水流量等因素，确定涵洞构件埋深、厚度、外观尺寸、铁丝直径(一般为12号铁丝)、铁丝网孔大小(一般为方孔径3厘米)，吊装肋钢筋直径(一般为热轧光圆三级钢筋直径12-16 毫米)。常规涵洞构件尺寸弧形板的板厚4 -15厘米，长度1一3米，断面底宽0. 6-2米， 配筋符合设计要求。其安装施工方法如实施例1。实施例3 如图4所示，在公路或道路两侧的排水沟中，该涵洞构件在实施2的基础上将弧形板做成具有多排水孔6，且排水孔6最好是直径约为0. 5-1厘米的梅花型分布， 这样便于排除土中余水。其安装实施方法同实施例1。实施例4 如图5所示，在地下水位高的排水沟中，该涵洞构件在实施2的基础上将底板做成具有多渗水孔7的底板，这渗水孔7最好也是采用梅花状分布，这样便可排除沟底渗水。其安装实施方法同实施例1。本发明的个实施例中的底板、肋板和弧形板最好都由混凝土浇注而成。弧形板最好是半圆形、半椭圆形或拱形。当涵洞宽度很大时，本发明可将多个涵洞构件进行组装，相邻两个肋板之间用粘土进行填缝。本发明需要清理构件内淤积或对构件进行维护时，可用超声波测距等检测仪检测出构件内那一段的淤积超标，然后将该段上方和两侧的土挖开，从吊装孔处将该段的涵洞构件吊出，对其进行清理，清理完毕后复位即可。以上所述均为发明该装配式涵洞构件的最佳实施方案和施工方法，该行业技术人员均能理解，并能参照本方案修改或等同代换，其他由此衍生的涵洞构件均应涵盖在本发明的权利要求的保护范围中。
权利要求
1.一种装配式涵洞构件，其包括底板(1)、肋板(2)和弧形板(3)，其特征在于所述肋板 (2)呈门型并固定在弧形板(3)两端，弧形板(3)和肋板(2)的下端都固定在底板(1)上，三者形成一体，弧形板(3)与底板(1)之间的空间既为排水渠(4)。
2.根据权利要求1所述的装配式涵洞构件，其特征在于所述肋板(2)上还设有吊装孔(5)。
3.根据权利要求1所述的装配式涵洞构件，其特征在于所述弧形板(3)为半圆形、半椭圆形或拱形。
4.根据权利要求1所述的装配式涵洞构件，其特征在于所述弧形板(3)上还设有排水孔(6)。
5.根据权利要求4所述的装配式涵洞构件，其特征在于所述排水孔(6)为梅花状。
6.根据权利要求1所述的装配式涵洞构件，其特征在于所述底板(1)上设有渗水孔(7)。
7.根据权利要求6所述的装配式涵洞构件，其特征在于所述渗水孔(7)为梅花状。
8.根据前述任意一项所述的装配式涵洞构件，其特征在于所述底板(1)、肋板(2)和弧形板(3)都由混凝土浇注而成。
9.根据权利要求8所述的装配式涵洞构件，其特征在于所述底板(1)和弧形板(3)内都设有一层钢丝网或铁丝网，肋板(2)两侧边和顶边埋有吊装钢筋(8)，该钢筋(8)下端与底板(1)内的钢丝网或铁丝网(9)固定连接。
10.根据权利要求1所述的装配式涵洞构件的施工方法，其特征在于包括以下步骤①设计加工涵洞构件根据渠道的宽度、高度和水流量设计出涵洞构件备用；②施工准备对渠系中水采用堵、疏、排等法，确保无水施工；③测量放线按设计比降、测量放线、并做好标记；④挖渠根据涵洞构件大小和步骤③中的测量数据和标记挖出渠道大致形状并保证渠底平整并压实渠底；⑤安装涵洞构件将涵洞构件吊放入渠道内，使得各涵洞构件的接口平稳对接，并将接口处用粘土填缝；⑥回填土将涵洞构件外层进行对称填土、轻夯压实两侧土，涵洞构件顶面回填耕作土壤厚度保持在20cm以上；⑦验收。
全文摘要
本发明是一种装配式涵洞构件及其施工方法，其中装配式涵洞构件包括底板、肋板和弧形板，其特征在于所述肋板呈门型并固定在弧形板两端，弧形板和肋板的下端都固定在底板上，三者形成一体，弧形板与底板之间的空间既为排水渠。本发明具有以下优点一是工厂预制、现场组装，操作简易，其质量能保证，施工速度快；二是结构简单，受力合理，维护(安装、拆换)简易；其次该涵洞构件维护时相比普通的浆砌卵石护坡、镇底或埋圆管涵节约人力、物力、财力20%—40%。三是整体性好，强度高，适应变形大；四是可大大提高渠系水利用系数(减少蒸发、渗漏)；五是无污染、环境影响小；六是实用、经济、效果显著。
文档编号E01F5/00GK102373675SQ20111037105
公开日2012年3月14日 申请日期2011年11月21日 优先权日2011年11月21日
发明者余泓江, 余跃建 申请人:余泓江, 余跃建