用于高地下水位輸水渠道底板的防護裝置，所述防護裝置固定設置于沿輸水渠道縱向坡面的底部，包括外殼、單向閥和蓋板，所述蓋板固定設置在輸水渠道坡面的底部，蓋板上設置有透水孔，所述外殼為一端敞口的殼體，且敞口端與蓋板固定，蓋板與外殼間形成儲水腔；在儲水腔內安裝有單向閥，地下水單向流向儲水腔；所述防護裝置的高程與輸水渠道底板的高程差大于零。在輸水渠道坡面底部設置該防護裝置后，達到了輸水時自動關閉且不增加水頭損失的效果；在地下水位高于渠道水位時單向閥自動打開，消減了高地下水位對渠道底板產生的揚壓力。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及水利水電工程
，是一種用于高地下水位地區輸水渠道底板的防護裝置。
技術介紹
處于高地下水位地區的輸水渠道，輸水結束后底板混凝土常發生破損的現象，原因之一是地下水位高于輸水渠道水位的高程(高程指的是某點沿鉛垂線方向到絕對基面的距離，稱絕對高程，簡稱高程。某點沿鉛垂線方向到某假定水準基面的距離，稱假定高程)，渠底板處于地下水的浮托狀態，其自重無法抵抗地下水揚壓力而產生了結構破壞。現有技術措施已采取了在渠道底板上加設逆止閥門，可將輸水渠道底板附近較高水位的地下水在其產生的揚壓力作用下引入輸水渠道，從而消減水位差帶來的揚壓力(建筑物及其地基內的滲水，對某一水平計算截面的浮托力與滲透壓力之和)對輸水渠道底板的浮托。但由于設置于渠底的逆止閥門其頂部高程一般均高于輸水渠道底板高程3-5cm，改變了輸水渠道原設計尺寸和形態，又加之防護措施不當以及日常維護不及時，經常會放生淤積堵塞現象，起不到應有的作用；同時高出輸水渠道底板的逆止閥門還增大了渠道輸水時的水頭損失(水頭損失：水流在運動過程中單位質量液體的機械能的損失稱為水頭損失；產生水頭損失的原因有內因和外因兩種，外界對水流的阻力是產生水頭損失的主要外因，液體的粘滯性是產生水頭損失的主要內因，也是根本原因)，影響了渠道的輸水能力。如何利用現有技術進行改進、創新，達到更有效的保護高地下水位地區輸水渠道底板的安全穩定，是本專利技術的契入點。
技術實現思路
為克服現有技術中存在的問題，本專利技術提供了一種用于高地下水位輸水渠道底板的防護裝置，可以保護在高地下水位地區輸水渠道底板免受揚壓力破壞的現象，不改變輸水渠道原設計尺寸和形態，不增加渠道淤積和水頭損失，安拆操作簡單、便于檢修維護，克服了現有技術的不足。本專利技術解決技術問題所采取的技術方案是：該種用于高地下水位輸水渠道底板的防護裝置固定設置于沿輸水渠道兩側縱向邊坡的底部，包括外殼、單向閥、蓋板和預埋豎向輸水管，所述蓋板固定設置在輸水渠道邊坡底部的外殼敞口端，蓋板上設置有透水孔，所述透水孔內安裝有過濾網，所述過濾網為單孔安裝或整體安裝或分組安裝；所述外殼為一端敞口的預留殼體，且敞口端與蓋板固定，蓋板與殼體間形成儲水腔；在儲水腔內安裝有單向閥，揚壓力較大時地下水經單向閥流入儲水腔；所述防護裝置不改變輸水渠道原設計尺寸和形態，外殼底高程與輸水渠道底板的高程差控制在5cm～10cm之間。所述預埋豎向輸水管與地下水連通。進一步地，所述單向閥的底部固定設有與單向閥底部錐形口連通的豎向過濾管，所述豎向過濾管與外殼底部的預埋豎向輸水管連接，在豎向過濾管內設有過濾體，所述豎向過濾管與預埋豎向輸水管連接螺紋段設有橡膠止水帶，下部連接段設有一層止水橡膠墊。進一步地，所述防護裝置的蓋板傾斜布置且與輸水渠道邊坡坡面平齊，所述蓋板底部一排透水孔應縱向水平布置且底高程與殼體底高程齊平。進一步地，所述單向閥的閥體帶有錐形口，球體閥芯，在錐形口頂部設有限位網、錐形口上設置一層橡膠墊，單向閥關閉狀態時，所述限位網頂部高程與閥芯頂部高程差小于或等于閥芯的半徑，閥芯關閉狀態時，閥芯落入錐形口并與錐形口上的橡膠墊緊密接觸。進一步地，所述單向閥的閥體帶有錐形口，球體閥芯，在錐形口頂部設有限位板，限位板中心設有限位孔，限位板邊緣為通水網，單向閥關閉狀態時，所述限位板距錐形口底高程間的距離和限位孔的直徑應以閥芯全部打開時其底高程到錐形口底高程差小于或等于閥芯的半徑為控制依據，閥芯關閉狀態時，閥芯落入錐形口內并與其錐形口上的橡膠墊緊密接觸。進一步地，所述單向閥的閥體帶有錐形口，球體閥芯，在外殼內部頂壁上設有限位桿，所述限位桿底部設有喇叭狀的限位圈，所述限位圈的底部正對閥芯，單向閥關閉狀態時，所述限位圈高程與閥芯頂部高程差小于閥芯的半徑，閥芯關閉狀態時，閥芯落入錐形口內并與錐形口上的橡膠墊緊密接觸。進一步地，所述單向閥的閥芯是比重大于水的比重的空心橡膠球體，具有一定彈性，所述閥芯底部設有配重塊，配重塊的密度大于閥芯的密度，閥芯和其底端設置配重塊的自重之和應大于水的比重10％～20％。進一步地，還包括第二單向閥，所述第二單向閥與預埋豎向輸水管連通，第二單向閥芯的頂部設有封閉的腔體，所述第二單向閥的腔體與所述單向閥通過腔體出水口的連通管和預埋輸水彎管連接，所述連通管的一端與腔體連通，另一端與預埋輸水彎管的一端連通，所述預埋輸水彎管的另一端與單向閥的豎向過濾管連接相通。進一步地，所述防護裝置可以根據輸水渠道運行和檢修的需要進行安裝或拆卸維護，操作簡便、快捷。進一步地，所述蓋板、外殼、錐形口、豎向過濾管、預埋豎向輸水管、限位網、限位板、限位桿、連通管和預埋輸水彎管構件可采用不銹的合金材料或工程塑料制造。綜上，本專利技術的上述技術方案的有益效果是：1.在輸水渠道兩側坡面底部對稱設置若干組該防護裝置后，單向閥能根據地下水產生揚壓力的大小適時調節，可自動關閉或打開，消減了高地下水位時對渠道底板的揚壓力。2.該防護裝置設置于渠道兩側坡面的底部，略高于渠道底板高程，外殼蓋板與渠道邊坡保持在同一坡面上，不改變渠道的原設計尺寸和形態，避免了阻水和渠道底部淤積現象造成對單向閥的堵塞及破壞，使防護裝置能保持正常工作狀態，同時不增加渠道輸水時的水頭損失。3.該防護裝置安裝在傾斜的渠道邊坡底部便于安拆、維護和常規檢修。4.該防護裝置利用串聯原理，將兩個單向閥串聯在一起，其工作保證率毋庸置疑。附圖說明圖1為本專利技術安裝于輸水渠道坡面的剖面示意圖；圖2為本專利技術實施例一圖1中A部分的局部放大圖；圖3為本專利技術實施例二圖1中A部分的局部放大圖；圖4為本專利技術實施例三圖1中A部分的局部放大圖；圖5為本專利技術立體結構示意圖；圖6為本專利技術蓋板中過濾網第一種安裝方式結構示意圖；圖7為本專利技術蓋板中過濾網第二種安裝方式結構示意圖；圖8為本專利技術過濾網第二種安裝方式中過濾網的結構示意圖；圖9為本專利技術蓋板中過濾網第三種安裝方式結構示意圖；圖10為本專利技術過濾網第三種安裝方式中過濾網的結構示意圖；圖11為本專利技術實施例四圖1中A部分的局部放大圖；圖12為本專利技術閥芯結構示意圖；圖13為本專利技術過濾體結構示意圖；圖14為本專利技術第二實施例限位板平面示意圖。圖中：1殼體，2單向閥，21閥芯，22錐形口，221橡膠墊，23配重塊，24豎向過濾管，241橡膠止水帶，242橡膠止水墊，25過濾體，251粗砂粒過濾，252一級無紡布過濾，253一級高分子聚合物過濾，254二級無紡布過濾，255二級高分子聚合物過濾、26限位網，27限位板，271限位孔，272通水網，28限位桿，281限位圈，3蓋板，31透水孔，32過濾網，4儲水腔，5輸水渠道，51渠道邊坡，52底板，6掛鉤，7第二單向閥，71第二單向閥閥芯，72第二單向閥錐形口，721第二單向閥錐形口橡膠墊，73第二單向閥配重塊，74第二單向閥豎向過濾管，75第二單向閥過濾體，8連通管，9預埋豎向輸水管，10腔體，11預埋輸水彎管。具體實施方式以下結合附圖1～14對本專利技術的特征和原理進行詳細說明，所舉實施例僅用于解釋本專利技術，并非以此限定本專利技術的保護范圍。如圖1所示，該專利技術設計的防護裝置固定設置于沿輸水渠道5長度方向渠道兩側邊坡51的底部，防護裝置殼體1底高程略高于輸水渠道5底板52頂高程，又因其未本文檔來自技高網...
【技術保護點】
用于高地下水位輸水渠道底板的防護裝置，其特征在于：所述防護裝置固定設置于沿輸水渠道兩側縱向邊坡的底部，包括外殼、單向閥、蓋板和預埋豎向輸水管，所述蓋板固定設置在輸水渠道邊坡底部的外殼敞口端，蓋板上設置有透水孔，所述透水孔內安裝有過濾網，所述過濾網為單孔安裝或整體安裝或分組安裝；所述外殼為一端敞口的預留殼體，且敞口端與蓋板固定，蓋板與殼體間形成儲水腔；在儲水腔內安裝有單向閥，揚壓力較大時地下水經單向閥流入儲水腔；所述防護裝置不改變輸水渠道原設計尺寸和形態，外殼底高程與輸水渠道底板的高程差控制在5cm～10cm之間。所述預埋豎向輸水管與地下水連通。
【技術特征摘要】
1.用于高地下水位輸水渠道底板的防護裝置，其特征在于：所述防護裝置固定設置于沿輸水渠道兩側縱向邊坡的底部，包括外殼、單向閥、蓋板和預埋豎向輸水管，所述蓋板固定設置在輸水渠道邊坡底部的外殼敞口端，蓋板上設置有透水孔，所述透水孔內安裝有過濾網，所述過濾網為單孔安裝或整體安裝或分組安裝；所述外殼為一端敞口的預留殼體，且敞口端與蓋板固定，蓋板與殼體間形成儲水腔；在儲水腔內安裝有單向閥，揚壓力較大時地下水經單向閥流入儲水腔；所述防護裝置不改變輸水渠道原設計尺寸和形態，外殼底高程與輸水渠道底板的高程差控制在5cm～10cm之間。所述預埋豎向輸水管與地下水連通。2.根據權利要求1所述用于高地下水位輸水渠道底板的防護裝置，其特征在于：所述單向閥的底部固定設有與單向閥底部錐形口連通的豎向過濾管，所述豎向過濾管與外殼底部的預埋豎向輸水管連接，在豎向過濾管內設有過濾體，所述豎向過濾管與預埋豎向輸水管連接螺紋段設有橡膠止水帶，下部連接段設有一層止水橡膠墊。3.根據權利要求1所述用于高地下水位輸水渠道底板的防護裝置，其特征在于：所述防護裝置的蓋板傾斜布置且與輸水渠道邊坡坡面平齊，所述蓋板底部一排透水孔應縱向水平布置且底高程與殼體底高程齊平。4.根據權利要求1所述用于高地下水位輸水渠道底板的防護裝置，其特征在于：所述單向閥的閥體帶有錐形口，球體閥芯，在錐形口頂部設有限位網、錐形口上設置一層橡膠墊，單向閥關閉狀態時，所述限位網頂部高程與閥芯頂部高程差小于或等于閥芯的半徑，閥芯關閉狀態時，閥芯落入錐形口并與錐形口上的橡膠墊緊密接觸。5.根據權利要求1所述用于高地下水位輸水渠道底板的防護裝置，其特征在于：所述單向閥的閥體帶有錐形口，球體閥芯，在錐形口頂部設有限位板，限位板中心設有限位孔，限...
【專利技術屬性】
技術研發人員：賈翠蘭，劉冠麟，田志剛，徐運海，王玉太，魏兆珍，劉莉莉，劉云，張立華，程素珍，安凱軍，鞏向峰，郝曉輝，王光輝，楊大偉，
申請(專利權)人：山東省水利科學研究院，
類型：發明
國別省市：山東;37
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