一种双向隐藏式气盾坝的制作方法

本发明涉及灌溉渠道、生态景观河道、排洪河道的水位控制闸坝，尤其涉及对气盾坝驱动结构的改进。

背景技术：

对于渠道、河道进行挡水控制的一般采用闸门、水坝。对于不同应用场合，对闸门、水坝的要求不尽相同。水坝作为固定建筑物，需结合闸门方能进行控制调节水位。但也有小型水坝建筑物具备一定的水位调节功能，例如：橡胶坝、气盾坝等。但大多数固定水坝均需设置闸门进行水位调节。

现有技术中具有以下专利技术：

如国家知识产权局公开的“一种隐藏式弧形闸门、2016101776042、2016-03-25”，为实现可调节挡水高度的目的，提供了一种隐藏式弧形闸门，属于灌溉技术领域。该弧形闸门包括弧形闸板、驱动组件、转动组件。弧形闸板包括：一个弧形面、一个平面和设在弧形面两端的两个端面，三者配合在弧形闸板内部成密封腔体。在水渠的渠底设有闸板槽，转动组件设在密封腔体内；非工作状态时，弧形闸板的弧形面位于闸板槽内，且平面与水渠的渠底在一水平面上；工作状态时，在驱动组件的作用下，弧形闸板可通过转动组件在闸板槽内在0°-90°之间转动，弧形闸板的弧形面和平面均部分地位于闸板槽内，弧形面位于闸板槽外部的部分用于挡水。本发明闸门堰顶高度可调且节约能源。但该案采用机械式驱动机构，存在的弊端，一是缆绳长期处于水下、水上交换作业，造成缆绳易疲劳，易造成损伤；二是水密封性能存疑；对于水资源缺乏区域来说，实用性较低。

另有“2014102544698，一种浮体闸门及其方法，2014-06-10”，该案为克服现有技术中：翻板闸门易卡杂物、橡胶坝易老化、底轴式闸门弧形闸门造价高的问题，提供了一种浮体闸门及其方法。它包括限位块、底止水橡胶、侧止水橡胶、浮体、门叶、支臂、支臂盖板、软管、缓冲橡胶、支座轴、支座、输气管、坝体、空气压缩机。浮体闸门除了具有普通水闸的基本功能，还有两个优点：一方面是可使水闸过流宽度与航道宽度相同，闸门开启时河道坝体以上无挡水建筑物，很好地解决了河道航运与防洪的矛盾；另一方面是生态功能，浮体闸门处于关闭蓄水或者开启泄流时，无垂直阶梯，鱼类及河道物体均可以自由通行，无水流跌落噪音，保持了河道的自然特征。且浮体闸门运输、维修、安装方便，具有很好的应用前景。闸门止水结构长期稳定有效，可避免频繁更换。本发明结构简单，成本低，技术优势明显。本发明适用于水坝蓄水、泄水。但该案存在的问题是：一是只具备单向功能；二是其动作依赖于水槽中有水，如果在干旱地区，难以确保水槽中有水的问题，如何解决水槽中有水的问题，成为制约其在干旱地区使用的主要问题；三是水密封问题，在上、下游水位具有落差时，此种翻板闸门仅仅依靠橡胶密封条无法解决水密封的问题；四是水槽中泥沙淤积问题难以解决，导致闸门沉不到底，影响行洪，严重时，可能导致人员、财产的重大损失。

技术实现要素：

本发明针对以上问题，提供了一种不在水下设置金属驱动构件，不依赖于存水驱动的双向隐藏式气盾坝。

本发明包括设于河道两岸的侧墙、嵌合于河道底面的坝基、铰接在坝基上的盾板结构以及驱动所述盾板结构的驱动气囊，所述盾板结构包括弧形盾板以及处于其背面的桁架结构，使得盾板结构整体横截面为扇形柱体，所述扇形柱体的圆心角为20-90°，所述铰接的支点位于所述扇形柱体的圆心处；所述坝基设有下凹的盾板结构安置槽，使得所述盾板结构下沉入所述安置槽内；所述安置槽朝向所述盾板结构下表面的一面设置有与之支配的斜面；所述驱动气囊固定安装在所述斜面上，使得所述驱动气囊在充气时，驱动所述盾板结构以铰接支点为圆心转动。

在所述导板与所述盾板结构的弧形板面之间设有充气侧密封气囊。

在所述导板的顶端设有上限位挡板。

扇形柱体形状的盾板的下斜面外端设有下限位挡板。

扇形柱体形状的盾板的上斜面上设有蒙皮。

所述安置槽的一侧上部设有凹坎，所述下限位挡板用于伸入凹坎内。

本发明中的气盾坝改变原气盾坝盾板单板结构的模式，采用了桁架结构；并将整体下沉到河床底面以下，在不使用时，可确保水流的平稳，不影响水中鱼类资源的游动、小型船舶的运动；实现了对水流无痕迹的安置效果。相对于传统盾板沿下沿转动，改变为沿远端圆心的转动，支撑力由横向剪切力，转变为轴向顶压力，对盾板铰接支点的锚固结构的可靠性有了极大地提升，大大改变了原有盾板结构底端锚固线易出现故障的问题。盾板构造的改变，还改变了原盾板构造在使用中巨大水瀑声响的问题，按照本发明的结构，水流落下时，水沿斜面流动，不会造成声响。此外，本发明还能够实现双向挡水。

本发明的动作驱动部件可满足在水下设置的需要，无需进行电气类的水密封防护。无需依赖存水即可实现驱动。本发明可广泛应用于：缺水地区水资源调节，丰水区域排洪泄洪，城市调水兼具景观效果的场合。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是图1中a部局部放大图，

图3是本发明中盾板结构下沉形式的示意图，

图4是本发明立体图一，

图5是本发明立体图二，

图6是本发明工作状态示意图一，

图7是本发明工作状态示意图二，

图8是本发明工作状态示意图三，

图9是本发明工作状态示意图四，

图10是本发明优化实施方式的结构示意图一，

图11是本发明优化实施方式的结构示意图二，

图中1是河道，

2是侧墙，21是弧形刚性导板，

3是坝基，31是安置槽，310是底沟，311是冲洗进水口，312是冲洗出沙口，313是斜面，32是铰接支承基础，33是凹坎；

4是盾板结构，41是桁架结构，42为蒙皮，

5是驱动气囊，

6是铰接座，

71是驱动气囊气路，72是密封气囊气路，

81是充气底密封气囊，82是充气侧密封气囊，

91是下限位挡板，92是上限位挡板，

图中空心箭头为水流方向示意。

具体实施方式

下面结合附图1-5进一步说明本发明的具体内容。

包括设于河道1两岸的侧墙2、嵌合于河道1底面的坝基3、铰接在坝基3上的盾板结构4以及驱动盾板结构4的驱动气囊5，盾板结构4包括弧形盾板以及处于其背面的桁架结构41，使得盾板结构4整体横截面为扇形柱体，扇形柱体的圆心角为20-90°，铰接的支点位于扇形柱体的圆心处；坝基3设有下凹的盾板结构安置槽31，使得盾板结构4能够整体下沉入安置槽31内；安置槽31朝向盾板结构4下表面的一面设置有与之支配的斜面313；驱动气囊5固定安装在斜面313上，使得驱动气囊5在充气时，驱动（顶起）盾板结构4以铰接支点为圆心转动。铰接支点是在坝基3的后侧口缘设置一道铰接支承基础32，若干个铰接座6固定连接其上，受力方向为水平方向。桁架结构为常规结构，其中桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构。桁架结构常用于大跨度的厂房和桥梁等公共建筑中。

在盾板安置槽3朝向盾板结构4弧形面板的上缘口设置有充气底密封气囊81。这样从实际上和理论上均能最大化实现底缘的水密封。

在两侧墙2上分别设有与盾板结构4两端弧形适配的弧形刚性导板21，便于可靠导向。

在导板21与盾板结构4的弧形板面之间设有充气侧密封气囊82。这样就解决了侧面的密封问题。

在所述导板的顶端设有上限位挡板92。就是在弧形导板的顶端设置一伸出的刚性限位凸块，起到防止扇形柱体形状的盾板结构，在遇到冲击水流时，出现过翻的情况。

扇形柱体形状的盾板结构4的上斜面上设有蒙皮42。这样能实现水流的反向挡水。

如图10-11所示，扇形柱体形状的盾板结构4的下斜面外端设有下限位挡板91。下限位挡板91可以采用刚硬材质，也可以选用橡胶等弹性材质；可以在盾板结构长度方向上满布设，也可以呈块状间隔布设。在满布设满开时，不仅能起到限位作用，还能起到一定的双向挡水作用。

图10、11是本发明中防止翻转的实施例。在安置槽31的一侧上部设置凹坎33（凹坎和斜面313相对），凹坎即设于安置槽侧壁的凹槽，凹坎33和下限位挡板91相互作用下（即下限位挡板伸入凹坎内），能够增加一道底边的密封。此外，还能够在来水汹涌时，承担部分水流冲击载荷，防止上限位挡板92不堪水流冲击负载，造成整体后翻。

盾板安置槽3的底部设有冲洗水路结构。主要为设于底部的底沟310，处于底沟310一侧的冲洗出沙口312，以及高于底沟310的冲洗进水口311。在有沉沙时，能够进行清理。

下面结合图6-9说明一下本发明的工作状况和原理。

图6为正向挡水状态（按照图示左右方向，左侧来水设为正向），盾板结构4满顶时的工作状态，此时，驱动气囊气路71提供工作气压给驱动气囊5，满负荷顶起盾板结构4；在盾板结构4到位后，密封气囊气路72提供工作气压给充气底密封气囊81、充气侧密封气囊82；盾板弧形板面、充气底密封气囊81、充气侧密封气囊82共同作用，实现挡水作业。受力关系是铰接支点承载盾板结构整体的左向（偏下）的作用力。当漫水时，由于存在蒙皮42，不会有水流冲击的噪音。

图7为下沉状态，此时盾板结构下沉到底。可以维持水面水流平静。也可以是无水状态下的检修作业。

图8是反向挡水状态（按照图示左右方向，右侧来水设为反向），水流会流进安置槽31，但充气底密封气囊81能够实现密封，实现挡水。此时作用力方向右向（偏上）。

图9为半水状态（不管左右侧来水的情况）。由于本发明采用的是设置在坝基口缘和侧墙上的固定充气密封气囊，因此，可实现挡水。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容的理念，所作的等效结构或等效功能变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。