一种涉城市河道施工明管导流的出水口消能防冲结构的制作方法

1.本发明属于河道消能防冲技术领域，特别涉及一种涉城市河道施工明管导流的出水口消能防冲结构。


背景技术：

2.目前，大量市政、水利及河道治理工程都会涉及占用城市河道进行施工。通常情况下，城市河道肩负着防洪防汛、生态作用、城市景观等一项或多项功能。占用河道施工时，为创造干地施工条件，需要采用围堰等围护措施将施工区与河道水体隔离。当采用全断面围堰施工时，为保证施工区围护结构安全，同时尽量降低涉河施工对河道功能的影响，需要采取施工导流将河道水流通过预定方式绕过施工场地导向下游。导流方案的选定，关系到整个工程施工的工期、质量、造价和安全渡汛，事先要做出周密的设计。针对城市河道相对狭窄，河道两侧不具备明渠导流条件，围堰下埋设涵管导流流向小且影响施工等情况，采用临时泵站加岸边明敷管道进行导流是涉城市河道施工常用的导流方式之一。管道过流断面与河道过流断面相比较小，通过相同流量的情况下，有压管道出水口水流流速高，动能大，极易造成河床冲刷，甚至引起河道岸坡失稳、坍塌。有压管道出水口水流对河道冲刷及水流消能是涉城市河道施工期导流需要考虑的重要因素之一。城市河道多为窄浅河道，河床存在较厚的淤泥，常规的消力池结构需要创造干地施工条件，施工难度极大，且费时费力；出水口增设消能阀可较好地解决出水口水流消能问题，但大管径锥形阀费用昂贵。
3.因此，有需要提供涉城市河道施工明管导流的出水口消能防冲结构，特别地，如能够结合现场可利用的工程材料制作消能防冲结构，并利用现场机械设备快捷方便地安装，对于明管导流出水口位置的消能防冲则是更好的。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种涉城市河道施工明管导流的出水口消能防冲结构。
5.为此，本发明的上述目的通过如下技术方案实现：一种涉城市河道施工明管导流的出水口消能防冲结构，包括沿着流向依次设置的消能箱、抗冲护底以及用于向上支撑消能箱的消能箱固定平台；所述防冲护底用于防护河底；所述消能箱由底板、两个侧壁以及后挡板组成，所述后挡板上设有导流水管，所述导流水管与消能箱内空间相连通，所述底板上设有多个消能齿；所述底板在靠近抗冲护底侧设置壅高消能部，所述壅高消能部用于增强消能箱对水流的消能作用；处于消能箱内沿着水流方向的轴线一侧的任意相邻两个消能齿所形成的通道朝向消能箱的侧壁方向且使得进入消能齿所形成的通道内的水流相对于上游呈散开状态。
6.在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用如下技术方案：作为本发明的一种优选技术方案：多个消能齿按消能箱内沿着水流方向的轴线呈
对称设置，且轴线两侧的消能齿所形成的开口朝向下游侧抗冲护底所在方向。
7.作为本发明的一种优选技术方案：所述消能齿采用现场钢板边角料以焊接在底板上，以用于增强消能箱对水流的消能作用。
8.作为本发明的一种优选技术方案：所述侧壁与底板之间设有箱内支护结构，所述箱内支护结构为角钢，所述角钢分别焊接至侧壁和底板上，用于增强消能箱整体结构的刚度。
9.作为本发明的一种优选技术方案：所述消能箱固定平台由型钢立柱、型钢主梁、型钢次梁组成；所述型钢主梁和型钢次梁形成框架以向上承托消能箱的底板；所述型钢立柱的上端焊接至型钢主梁上，所述型钢立柱的下端打入至河底。
10.作为本发明的一种优选技术方案：所述型钢立柱、型钢主梁和型钢次梁采用工字钢或者槽钢。
11.作为本发明的一种优选技术方案：所述抗冲护底包括多个平铺的钢筋笼以及设置在钢筋笼内的填充石材，用于防止通过消能箱之后水流的剩余能量冲水河底。
12.作为本发明的一种优选技术方案：所述壅高消能部为向上倾斜的底板末端或者向上倾斜的钢板，用于壅高消能箱内的水位，便于形成水跃，增强消能效果。
13.本发明提供一种涉城市河道施工明管导流的出水口消能防冲结构，与现有技术相比，具有如下有益效果：（1）、在消能箱的底板上设有多个消能齿辅助消能，且在底板靠近抗冲护底侧设置壅高消能部产生水跃消能，可以联合增强消能箱对水流的消能作用，同时消能齿所形成的通道有利于延长水流的路径，从而达到较好的水力消能效果；（2）、在消能箱的下游侧铺设具有石笼的防冲护底，对河底进行防护，避免水流剩余能量对河底的冲刷；（3）、此外，消能齿可以采用现场钢板边角料以焊接在底板上，采用现场的工字钢、槽钢作为型钢立柱、型钢主梁、型钢次梁结构，并利用现场施工机械将型钢立柱打入河底，可快速便捷地制作消能箱的支撑平台，还可以通过焊接钢板制作消能箱，充分利用现场已有材料，替代常规的消力池结构或者消能阀，并且可以带水作业，避免了常规消力池需要旱地施工的问题和消能阀高昂的费用问题。
附图说明
14.图1为本发明所提供的涉城市河道施工明管导流的出水口消能防冲结构的俯视图；图2为图1中a-a方向的剖视图；图3为图1中b-b方向的剖视图；图4为图1中c-c方向的剖视图；图中：1-底板；2-侧壁；3-消能齿；4-后挡板；5-箱内支护结构；6-型钢主梁；7-型钢次梁；8-型钢立柱；9-抗冲护底；10-导流水管。
具体实施方式
15.参照附图和具体实施例对本发明作进一步详细地描述。
16.如图1至图4所示，涉河道施工明管导流的出水口消能防冲结构主要包括底板1、两个侧壁2、消能齿3、后挡板4、箱内支护结构5、型钢主梁6、型钢次梁7、型钢立柱8、抗冲石笼9。
17.具体地，涉河道施工明管导流的出水口消能防冲结构，包括三部分，分别为消能箱、消能箱固定平台、抗冲护底。
18.消能箱由底板1、侧壁2、后挡板4、箱内支护结构5及消能齿3组成，其尺寸l1、b1根据水力消能计算确定；消能箱固定平台由型钢立柱8、型钢主梁6、型钢次梁7组成，用于支撑消能箱；抗冲护底9由多个平铺的抗冲石笼（钢筋笼以及设置在钢筋笼内的填充石材）组成，用于防护河底。后挡板4上设有导流水管10。多个消能齿3按消能箱内沿着水流方向的轴线呈对称设置，且轴线两侧的消能齿3所形成的开口朝向下游侧抗冲护底9所在方向，处于消能箱内沿着水流方向的轴线一侧的任意相邻两个消能齿3所形成的通道倾斜朝向消能箱下游侧的侧壁。
19.底板1、侧壁2和后挡板4采用厚度大于1 cm的钢板，焊接成箱体结构；箱内支护结构5采用角钢或型钢制作，其两端分别焊接在侧壁2和底板4上，用于增强箱体结构的整体刚度；消能齿3采用现场钢板边角料，并焊接在底板1上，用于辅助增强消能箱内水流消能。
20.底板1末端加工成向上倾斜的斜坡或斜向加焊一段钢板以形成壅高消能部，用于壅高消能箱内的水位，便于形成水跃，增强消能效果。
21.型钢立柱8结合现场可用材料，选用工字刚或槽钢，并利用现场施工机械打入河底一定深度，型钢规格和打入深度根据结构稳定计算确定；型钢主梁7、型钢次梁6结合现场可用材料，选用工字钢或槽钢，型钢规格根据结构稳定计算确定；型钢主梁6焊接在型钢立柱8上，型钢次梁6焊接在型钢主梁7上。
22.抗冲护底9可采用现场钢筋焊接成笼并充填石材，或采购合金网兜填充石材制作而成，吊放至河底指定位置，用于防止通过消能箱之后水流的剩余能量冲水河底，其铺设范围l2、b2根据水力抗冲计算确定。
23.上述涉河道施工明管导流的出水口消能防冲结构通过如下步骤实施：（1）、施打型钢立柱8；（2）、焊接型钢主梁7至型钢立柱8上，焊接次梁6至型钢主梁7上；（3）、铺设底板1并与边缘次梁6焊接固定；（4）、在底板1上焊接侧壁2和后挡板4；（5）、在底板1与侧壁2之间焊接箱内支护结构5；（6）、在底板1上焊接消能齿3；（7）、吊放抗冲护底9；（8）、通水使用。
24.上述具体实施方式用来解释说明本发明，仅为本发明的优选实施例，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本发明的保护范围。