一种智能排水减压装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种智能排水减压装置，属于水利水电工程施工技术领域。
【背景技术】
[0002]在水利工程建筑中，外水压的处理一直是个棘手的问题，尤其体现在水电站的地下有压引水系统中，地下埋管的外压稳定问题较为突显。而实际工程经验表明，管道放空时，地下水压力往往是造成地下埋管外压失稳的主要因素。国内外较多的工程采用了增设排水廊道、管壁或岩壁排水系统等措施来降低埋管外的地下水压力，水均从管外排放，排水效果与施工难度的协调问题始终未得到很好的解决。
[0003]工程常见的地下埋管的外排水系统主要为压力钢管外围排水廊道及围岩排水孔系统。
[0004](I)岩壁排水系统。岩壁排水系统是一种紧贴岩壁(及开挖面)布置的管网状排水系统。压力钢管的排水系统沿开挖的洞壁布置，沿高压管走向设四根外排水管分别位于高压管道横断面的45°、135°、225°、和315°，每隔一段设一排水孔，四根排水管均与自流排水洞相连，将渗入管内的渗水排入自流排水洞。目前工程较多采用岩壁系统来排水，如锦屏二级水电站压力钢管竖井段采用岩壁排水系统来降低该段压力钢管外水压力。岩壁排水系统中的排水廊道系统可根据工程建筑物实际情况来布置，一般在压力钢管附近布置排水廊道及围岩排水孔。布置在压力钢管上方的排水廊道，在工程上较为常见，当然也可与压力钢管近乎同一平面上布置。而与压力钢管布置近乎同一平面的排水廊道采用斜竖井围岩排水系统的措施，但前提是压力钢管不能开孔固结灌浆，否则，排水孔容易堵塞失效。且此项排水方式需要对排水廊道等进行系统性的清理，且因距离埋管比较远，排水效果尚有疑问，造成灌浆困难，费用大，同时削弱了围岩的强度，且外压分布难以确定。
[0005](2)钢管管壁排水系统。钢管管壁钢管外设置环向集水管和纵向集水管，以纵向集水管为主，一般在压力钢管起始管节开始每隔一段设置环向集水管。一般实际工程中有两种方法，方法一:在压力钢管管壁上预留排水孔，预留排水孔做法同管壁上预留灌浆孔，要求预留排水孔位置与管壁集水管对正，待灌浆结束后通过预留排水孔打穿纵向集水管，再封焊管壁上的预留排水孔。方法二:环向集水管与纵向集水管连通，环向集水管贴于钢管外壁，集水管与钢管外壁采用固体多脂肥皂密封，待水浸泡后可形成渗水通道。但其缺点是需在钢管开很多孔，开孔补强质量不易保证，容易引起内水外渗。且大多数工程里面钢管需要灌浆，施工麻烦，维修困难，细部施工易造成不当，且排水效果不能保证。
[0006](3)排水洞。在钢管范围内布置专用排水洞，洞壁设置深排水孔，以降低钢管范围内的地下水，钢管前为钢筋混凝土高压管道或岔管时，应注意排水洞和混凝土管道之间的距离应该满足水力劈裂的要求。此项排水方式施工复杂，破坏了围岩的整体性，工程量大，一般与其他排水方式综合使用。
[0007]以上现有的排水方式，施工程序复杂，投资大，主要是在一定程度上延长了工期，且安全并不能得到有效的保障，这对于水利工程建设将质量与进度放在第一位的原则有冲突，所以我们在现实工程中需要找到一种能在减排地下水同时减少施工难度的方法。
[0008]在地下埋管施工过程中，会在平洞、竖井或斜井等不同管身部位，结合具体的设计要求而进行固结、回填或接触灌浆，不可避免地会在管身上预留灌浆孔，同时施工结束后灌浆孔的封堵在工程上也是一个棘手的问题，如质量控制不好，会造成埋管内水外漏问题。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型装置所要解决的技术问题是提供一种智能排水减压装置，可以解决现有地下排水工程施工程序复杂、投资大、工期长、安全无法得到有效保障的问题。在充分利用水利枢纽原预设的灌浆孔上进行改造，使管外水能在管内放空时，自动通过本智能排水减压装置进入管内排放;而当管内充水时，装置自动关闭，管外水此时则无法流进管内，从而达到一管两用、有效排水，提高安全性。
[0010]为解决上述问题，本实用新型装置所采用的技术方案是:一种智能排水减压装置，它包括井体钢管，井体钢管的侧壁设置有加强板，井体钢管的侧壁上设置有排水孔，排水孔上连接有埋管，埋管通过混凝土浇筑固定，埋管与井体钢管相配合的连接处设置有环氧树脂橡胶圈，埋管与井体钢管相连通的一端设置有一号逆止阀，埋管内部为空腔，埋管的另一端设置有小钢片，小钢片的右端面通过弹簧连接在固定块上，弹簧内部套有伸缩杆，埋管的左侧外壁上安装有一号水压监测器，空腔内部设置有二号水压监测器。
[0011 ]所述小钢片靠近埋管的内侧壁设置有过滤装置。
[0012]—种智能排水减压装置，它包括井体钢管，井体钢管的侧壁通过螺栓固定安装有止水材料，井体钢管的侧壁上设置有排水孔，排水孔上连接有锥形埋管，其特征在于:锥形埋管小锥形端与锥形顶杆相配合，锥形顶杆的右端与压缩块相连并通过滑动配合安装在顶杆套筒内部，压缩块和顶杆套筒的右端都固定在固定件上，固定件设置在锥形埋管内部，锥形埋管与井体钢管性连通的一端设置有二号逆止阀。
[0013]所述锥形埋管与井体钢管相配合的连接处设置有二号环氧树脂橡胶圈。
[0014]所述锥形顶杆上设置有三号水压检测器。
[0015]本实用新型有如下有益效果:
[0016]上述的排水减压装置承压能力强，排水高效，运行安全，维护简单，此实用新型装置更适用于高水头情况。经过理论分析与试验表明本实用新型装置也可以应用到存在共性问题的相关工程，如各类隧洞与涵洞、各类渠系建筑等。
【附图说明】
[0017]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0018]图1为本实用新型的排水装置方案一纵剖图。
[0019]图2为本实用新型的排水装置方案二纵剖图。
[0020]图中:混凝土1、一号水压监测器2、弹簧3、伸缩杆4、小钢片5、二号水压监测器6、过滤装置7、埋管8、固定块9、井体钢管10、环氧树脂橡胶圈11、一号逆止阀12、空腔13、加强板14、锥形埋管15、锥形顶杆16、止水材料17、螺栓18、二号环氧树脂橡胶圈20、二号逆止阀21、固定件22、压缩块23、顶杆套筒24、三号水压检测器25。
【具体实施方式】
[0021 ]下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。
[0022]实施例1:
[0023]如图1所示，一种智能排水减压装置，它包括井体钢管10，井体钢管10的侧壁设置有加强板14，井体钢管10的侧壁上设置有排水孔，排水孔上连接有埋管8，埋管8通过混凝土I浇筑固定，埋管8与井体钢管10相配合的连接处设置有环氧树脂橡胶圈11，埋管8与井体钢管10相连通的一端设置有一号逆止阀12，埋管8内部为空腔13，埋管8的另一端设置有小钢片5，小钢片5的右端面通过弹簧3连接在固定块9上，弹簧3内部套有伸缩杆4，埋管8的左侧外壁上安装有一号水压监测器2，空腔13内部设置有二号水压监测器6。
[0024]进一步的，所述小钢片5靠近埋管8的内侧壁设置有过滤装置7。
[0025]本实用新型的具体工作原理和工作过程为:
[0026]当埋管8内部为空腔没有水时，通过外水压作用下压缩弹簧3打开排水装置管外小钢片5，然后外部水流入到埋管8内部，然后流经逆止阀12进入到井体钢管10内部，进而实现地下水排放过程。当需要井体钢管10保持单向过水时，通过一号逆止阀12能够保证其单向过水，避免井体钢管10内部的水流出，进而实现其自密封性，阻隔井体钢管10内的水流向管外流出。
[0027]同时当井体钢管10内部进行通水发电时，由于埋管内壁的一号逆止阀12配套设置了二号水压监测器6，如若管内水部分流入中部空腔13，可以达到预测监控的作用。此外，本装置为了防止水流通道的堵塞，需设置多层过滤装置7，确保从集水井接来的输水管道让地下水杂质充分过滤沉淀，防止发生堵塞而使装置失效。在平洞、竖井或斜井处，使集水井接来的井体钢管10与埋管8相协调，保证水能自流入管内。考虑到管道内可能出现很大的水锤压力，在某些位置灌浆孔钢塞上设置爆破膜，进一步保证管道安全。经过理论分析与实验验证，由于该装置构造简单，造价及维护成本极低，因此，该装置在低水头运用往往既高效又安全。经过理论分析与试验表明本实用新型装置也可以应用到存在共性问题的相关工程，如各类隧洞与涵洞、各类渠系建筑等。
[0028]实施例2:
[0029]如图2所示，一种智能排水减压装置，它包括井体钢管10，井体钢管10的侧壁通过螺栓18固定安装有止水材料17，井体钢管10的侧壁上设置有排水孔，排水孔上连接有锥形埋管15，其特征在于:锥形埋管15小锥形端与锥形顶杆16相配合，锥形顶杆16的右端与压缩块23相连并通过滑动配合安装在顶杆套筒24内部，压缩块23和顶杆套筒24的右端都固定在固定件22上，固定件22设置在锥形埋管15内部，锥形埋管15与井体钢管10性连通的一端设置有二号逆止阀21。
[0030]进一步的，所述锥形埋管15与井体钢管10相配合的连接处设置有二号环氧树脂橡胶圈20。
[0031]进一步的，所述锥形顶杆16上设置有三号水压检测器25。
[0032]本实用新型的具体工作过程和工作原理为:
[0033]当管内没水时，在地下水的压力作用下，压缩块23被压缩，锥形顶杆16向右移动，地下水从锥形顶杆16周围进入，流经二号逆止阀21以进入锥形埋管15内；当锥形埋管15内有水时，由于二号逆止阀21其单向过水性，锥形埋管15内水无法进入装置，装置就自动密封;此项方案与方案一相比，更为有效的防止了内水外漏。
[0034]依据理论分析与实验验证，该装置承压能力强，排水高效，运行安全，维护简单，此实用新型装置更适用于高水头情况。经过理论分析与试验表明本实用新型装置也可以应用到存在共性问题的相关工程，如各类隧洞与涵洞、各类渠系建筑等。
[0035]上述实施例用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型做出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种智能排水减压装置，它包括井体钢管(10)，井体钢管(10)的侧壁设置有加强板(14)，井体钢管(10)的侧壁上设置有排水孔，排水孔上连接有埋管(8)，其特征在于:埋管(8)通过混凝土(I)浇筑固定，埋管(8)与井体钢管(10)相配合的连接处设置有环氧树脂橡胶圈(11)，埋管(8)与井体钢管(10)相连通的一端设置有一号逆止阀(12)，埋管(8)内部为空腔(13)，埋管(8)的另一端设置有小钢片(5)，小钢片(5)的右端面通过弹簧(3)连接在固定块(9)上，弹簧(3)内部套有伸缩杆(4)，埋管(8)的左侧外壁上安装有一号水压监测器(2)，空腔(13)内部设置有二号水压监测器(6)。2.根据权利要求1所述的一种智能排水减压装置，其特征在于:所述小钢片(5)靠近埋管(8 )的内侧壁设置有过滤装置(7 )。3.—种智能排水减压装置，它包括井体钢管(10)，井体钢管(10)的侧壁通过螺栓(18)固定安装有止水材料(17)，井体钢管(10)的侧壁上设置有排水孔，排水孔上连接有锥形埋管(15)，其特征在于:锥形埋管(15)小锥形端与锥形顶杆(16)相配合，锥形顶杆(16)的右端与压缩块(23)相连并通过滑动配合安装在顶杆套筒(24)内部，压缩块(23)和顶杆套筒(24)的右端都固定在固定件(22)上，固定件(22)设置在锥形埋管(15)内部，锥形埋管(15)与井体钢管(10)性连通的一端设置有二号逆止阀(21)。4.根据权利要求3所述的一种智能排水减压装置，其特征在于:所述锥形埋管(15)与井体钢管(10)相配合的连接处设置有二号环氧树脂橡胶圈(20)。5.根据权利要求3所述的一种智能排水减压装置，其特征在于:所述锥形顶杆(16)上设置有三号水压检测器(25)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能排水减压装置，它包括井体钢管，井体钢管的侧壁设置有加强板，井体钢管的侧壁上设置有排水孔，排水孔上连接有埋管，埋管通过混凝土浇筑固定，埋管与井体钢管相配合的连接处设置有环氧树脂橡胶圈，埋管与井体钢管相连通的一端设置有一号逆止阀，埋管内部为空腔，埋管的另一端设置有小钢片，小钢片的右端面通过弹簧连接在固定块上，弹簧内部套有伸缩杆，埋管的左侧外壁上安装有一号水压监测器，空腔内部设置有二号水压监测器。可以解决现有地下排水工程施工程序复杂、投资大、工期长、安全无法得到有效保障的问题。
【IPC分类】E02B9/06
【公开号】CN205382471
【申请号】CN201620109278
【发明人】乔娟, 张书华, 刘洋, 吴厚发, 张伟, 钟荣彩, 赵凡, 姚朗, 张立仁, 曾娟
【申请人】三峡大学科技学院
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2016年2月3日