一种大尺度隧道封堵装置的制作方法

本发明涉及一种隧道封堵装置，具体涉及一种大尺度隧道封堵装置。

背景技术：

1、对大型泄洪隧洞进行封堵维护作业，目前尚无有效的解决办法，究其原因：主要难点在于隧洞尺度较大，深度较深，导致因封堵产生的压力巨大，可达上万吨。而常规作为管道封堵的橡胶材质，其强度较低，为了抵抗巨大的阻水压力，主尺度和壁厚均较大，难以制造；而小型隧洞采用的封堵门形式，其质量和体积都较大，容易造成隧洞水工混凝土结构的破坏，危害到隧洞的使用安全性。

2、鉴于上述，本发明提出了一种刚性内核和弹性囊的复合隧道封堵装置，其设计了用于大型水库洪洞封堵方案，整体结构轻便、施工灵活，可用于水下大尺度隧洞的封堵作业。

技术实现思路

1、本公开的主要目的在于提供了一种大尺度隧道封堵装置，以有效解决发明人在上述背景技术提出的问题。

2、为达成上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种大尺度隧道封堵装置，包括刚性内核、弹性囊、第一电磁开关阀、第二电磁开关阀、泵和第三电磁开关阀，所述刚性内核整体呈碗型或杯型，开口朝向隧洞上游，即高压侧，主要作用是减轻整体的重量，所述刚性内核包括多个舱室，舱室呈中心对称的网格状，沿周向分布，所述舱室划分为密闭水舱、通水舱及干舱，所述密闭水舱为水密结构，且第二电磁开关阀和泵安装在其内，通过第二电磁开关阀和泵调节内部充水的质量，通过调节多个密闭水舱的水量和分布，可以调节整个封堵装置的重心、浮心及水中姿态，所述通水舱拥有敞开的通水口，封堵装置入水后，即自动注水，其功能是作为弹性囊排水的通道，所述干舱为水密的无水舱，内部搭载电子舱及其他不可与水直接接触的装置，所述弹性囊整体为封闭的环形，内部中空，充水后可膨胀，与隧洞内壁紧贴，形成封堵所需的摩擦力，所述刚性内核与弹性囊的内环面紧固链接，所述通水舱处开有通孔，用于注水，所述第三电磁开关阀安装在通水舱内，所述第一电磁开关阀与位于刚性内核轴心部位的通水舱相连，用于调节封堵装置上下游的压力差。

4、优选的，所述刚性内核的外观呈锥台形，其锥面有形成类似塞子的效果，阻碍弹性囊向高压侧移动，并降低弹性囊的剪切力，减小其厚度。

5、优选的，所述弹性囊越靠近下游侧，所承受的剪力越大，因此厚度也越大。

6、优选的，所述第二电磁开关阀用于向密闭水舱中注水，所述泵用于从密闭水舱中抽水，两者共同实现密闭水舱内水量的调节，且两者的数量和分布与刚性内核密闭水舱的数量和分布一致，成对出现。

7、优选的，所述第三电磁开关阀为两位三通阀，进水口通过水管与水面连接，用于向弹性囊中注水，出水口用于将弹性囊中的水排出。

8、优选的，所述弹性囊外观为变径波纹状，利用膨胀时相邻波纹之间的挤压，可以起到保护弹性囊摩擦面的作用。

9、优选的，所述通水舱的个数和分布与弹性囊的充水体积和第三电磁开关阀的通量有关。

10、鉴于此，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

11、本申请中，采用了碗型或杯型的刚性内核，内部设置多种规格和功能的舱室，降低了整体重量，有利于调节装置在水中的姿态；设计了波纹状变径的中空弹性体囊，结合刚性内核的锥面，有效降低了弹性囊的剪切力，优化了弹性囊的厚度和整体重量；结合液压回路的设计，实现了出入大尺度隧洞，解决了目前大尺度隧洞无法执行封堵作业的技术难点。

技术特征：

1.一种大尺度隧道封堵装置，其特征在于：包括刚性内核(1)、弹性囊(2)、第一电磁开关阀(3)、第二电磁开关阀(4)、泵(5)和第三电磁开关阀(6)，所述刚性内核(1)整体呈碗型或杯型，开口朝向隧洞上游，即高压侧，所述刚性内核(1)包括多个舱室，舱室呈中心对称的网格状，沿周向分布，所述舱室划分为密闭水舱(1.1)、通水舱(1.2)及干舱(1.3)，所述密闭水舱(1.1)为水密结构，且第二电磁开关阀(4)和泵安装在其内，通过第二电磁开关阀(4)和泵(5)调节内部充水的质量，所述通水舱(1.2)拥有敞开的通水口，所述干舱(1.3)为水密的无水舱，内部搭载电子舱及其他不可与水直接接触的装置，所述弹性囊(2)整体为封闭的环形，内部中空，所述刚性内核(1)与弹性囊(2)的内环面紧固链接，所述通水舱(1.2)处开有通孔，用于注水，所述第三电磁开关阀(6)安装在通水舱(1.2)内，所述第一电磁开关阀(3)与位于刚性内核(1)轴心部位的通水舱(1.2)相连，用于调节封堵装置上下游的压力差。

2.根据权利要求1所述的一种大尺度隧道封堵装置，其特征在于：所述刚性内核(1)的外观呈锥台形，其锥面有形成类似塞子的效果，阻碍弹性囊(2)向高压侧移动，并降低弹性囊(2)的剪切力，减小其厚度。

3.根据权利要求2所述的一种大尺度隧道封堵装置，其特征在于：所述弹性囊(2)越靠近下游侧，所承受的剪力越大，因此厚度也越大。

4.根据权利要求1所述的一种大尺度隧道封堵装置，其特征在于：所述第二电磁开关阀(4)用于向密闭水舱(1.1)中注水，所述泵(5)用于从密闭水舱(1.1)中抽水，两者共同实现密闭水舱(1.1)内水量的调节，且两者的数量和分布与刚性内核(1)密闭水舱(1.1)的数量和分布一致，成对出现。

5.根据权利要求3所述的一种大尺度隧道封堵装置，其特征在于：所述第三电磁开关阀(6)为两位三通阀，进水口通过水管与水面连接，用于向弹性囊(2)中注水，出水口用于将弹性囊(2)中的水排出。

6.根据权利要求1所述的一种大尺度隧道封堵装置，其特征在于：所述弹性囊(2)外观为变径波纹状，利用膨胀时相邻波纹之间的挤压，可以起到保护弹性囊(2)摩擦面的作用。

7.根据权利要求1所述的一种大尺度隧道封堵装置，其特征在于：所述通水舱(12)的个数和分布与弹性囊(2)的充水体积和第三电磁开关阀(6)的通量有关。

技术总结
本申请属于隧道封堵技术领域，尤其是涉及一种大尺度隧道封堵装置，包括刚性内核、弹性囊、第一电磁开关阀、第二电磁开关阀、泵和第三电磁开关阀，所述刚性内核整体呈碗型或杯型，开口朝向隧洞上游，即高压侧，主要作用是减轻整体的重量，所述刚性内核包括多个舱室，舱室呈中心对称的网格状，沿周向分布，所述舱室划分为密闭水舱、通水舱及干舱。本发明中，采用了碗型或杯型的刚性内核，内部设置多种规格和功能的舱室，降低了整体重量，有利于调节装置在水中的姿态；设计了波纹状变径的中空弹性体囊，有效降低了弹性囊的剪切力，结合液压回路的设计，实现了出入大尺度隧洞，解决了目前大尺度隧洞无法执行封堵作业的技术难点。

技术研发人员：查荣瑞,李小冬,马云华,张岗,王海燕,刘润兵,徐剑,苏武华,张巍明,高寒,王选凡,朱存利
受保护的技术使用者：华能澜沧江水电股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15