一种基于水动力的自动拆卸式水下支护装置

技术领域

本发明涉及节能环保和水利工程的技术领域，尤其涉及一种基于水动力的自动拆卸式水下支护装置。

背景技术

水下墙体是水利建筑物中的常用构造，墙体周边施工时，为了保障原水利工程正常运转，墙体将出现内侧临水、外侧空置的状态，墙体外侧施工时，墙体的两侧压力失衡，存在安全隐患。

比如，需要增加水利发电功率时，为减小地形地貌勘探和施工的工程量，与旧引水渠道并行开挖新建引水渠道，并将旧渠道其中一个墙体作为新旧渠道的共用墙体是一种高效快捷的施工方式。但在开挖新渠道时，共用墙体朝向新渠道一侧没有水压，为避免共用墙体两侧压力失衡造成的安全隐患，需要将旧渠道停用，这就导致了发电中断，影响经济效益。如旧渠道不停用，满水发电时，需要在共用墙体朝向新渠道的一侧进行支护，普通的支护装置存在对墙体支护荷载不均匀、拆装工程量大等缺陷，人工拆除支护装置影响新渠道投入使用的进度。

又比如，原电站渠首枢纽由两孔泄洪冲沙闸、一孔进水闸及右岸砂砾石坝组成。实际运行中，在两孔泄洪冲沙闸闸门全开仍不能满足下泄洪水流量时，通过右岸砂砾石坝自溃的方式宣泄剩余洪水流量。多泥沙河流上的电站枢纽，由于河流泥沙量大，右岸砂砾石坝前淤积严重，溃坝泄流较为困难，给工程运行带来安全隐患。梯级电站中上一级电站渠首闸门及启闭设备为弧形闸门配卷扬式启闭机，提门速度较快，本级电站渠首闸门及启闭设备为平板闸门配螺杆式启闭机，起降速度较慢。在发生洪水或上一级电站设备事故非正常泄水时，本级电站渠首由于泄流能力严重不足，不能及时调整渠首水位，闸前水位陡涨，存在较大安全隐患。所以需要在本级电站渠首枢纽旧的泄洪冲沙闸旁新建泄洪冲沙闸，也会出现墙体内侧临水运行，墙体外侧施工的工况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于水动力的自动拆卸式水下支护装置，能够在墙体内侧临水的情况下进行墙体外侧的建设工作，保持施工期间墙体内侧的需水要求，兼顾墙体内侧正常运转和墙体外侧施工的安全性，且在墙体外侧施工完成并蓄水后能够自动拆除支护装置，使墙体外侧的建设成果能够更早地投入使用。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种基于水动力的自动拆卸式水下支护装置，包括墙体，墙体外侧墙面上涂布有黏合涂层，黏合涂层的外侧设置钢板，钢板的外侧设置支护装置，在墙体外侧施工时支护装置固定在墙体外侧的防渗铺盖并抵接所述钢板，在墙体外侧完工并蓄水时支护装置自动脱离。

作为本发明的一种优选技术方案，所述墙体和钢板的顶部设置n形钢箍，n形钢箍将钢板夹紧在所述墙体上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述支护装置为三个条形的工字钢围合形成的直角三角形结构，支护装置的两个直角边分别通过固定器固定在墙体外侧的防渗铺盖和钢板上，固定器为U形卡扣，U形卡扣配设销孔和销钉，销钉将支护装置的两个直角边锁在U形卡扣内。

作为本发明的一种优选技术方案，所述销钉的顶端配设浮力球或拉环，浮力球或拉环均连接有拉绳，所述支护装置的斜边上设置至少1个变向机构，所述n形钢箍上设置牵引机构，拉绳绕过变向机构后连接在牵引机构上，拉绳上设置至少1个浮子。

作为本发明的一种优选技术方案，所述浮力球或拉环与变向机构之间的拉绳张紧后与销钉中轴线的夹角小于等于45°；

作为本发明的一种优选技术方案，变向机构包括L形杆和套在L形杆上的转筒；

作为本发明的一种优选技术方案，变向机构为定滑轮；

作为本发明的一种优选技术方案，变向机构为圆环。

作为本发明的一种优选技术方案，所述钢板朝向黏合涂层的一侧均布锚柱，锚柱插入黏合涂层。

作为本发明的一种优选技术方案，所述黏合涂层为水泥涂层，粘合涂层的厚度大于等于所述锚柱的长度。

作为本发明的一种优选技术方案，所述U形卡扣62的敞口朝向水流下游方向

作为本发明的一种优选技术方案，所述墙体对应的支护装置的数量为

式中，n为支护装置数量，L

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明能够在墙体内侧临水的情况下进行墙体外侧的建设工作，保持施工期间墙体内侧的需水要求，兼顾墙体内侧正常运转和墙体外侧施工的安全性，且在墙体外侧施工完成并蓄水后能够自动拆除支护装置，使墙体外侧的建设成果能够更早地投入使用。

黏合涂层与墙体和钢板均有较高的结合度，使支护装置的点荷载变为均布荷载；固定器拆装方便，能够极大加快施工进度，尤其能借助水流和浮力进行自动拆除，节省了人力物力。

牵引机构和拉绳能够在浮力不够拆除销钉的情况下，人工将销钉拆除，保障支护装置都能全部拆除，避免对水流的阻挡。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明支护装置的局部放大图。

图中：1、墙体 2、黏合涂层 3、钢板 4、支护装置5、n形钢箍6、固定器 7、墙体内侧8、墙体外侧 9、牵引机构 10、防渗铺盖 61、直角边62、U形卡扣 63、销钉 64、浮力球 65、拉环 66、拉绳67、变向机构 68、斜边 69、浮子。

具体实施方式

本发明一个具体实施方式的结构中包括墙体1，墙体外侧8墙面上涂布有黏合涂层2，黏合涂层2的外侧设置钢板3，钢板3的外侧设置支护装置4，在墙体外侧8施工时支护装置4固定在墙体外侧8的防渗铺盖上并抵接所述钢板3，在墙体外侧8完工并蓄水时支护装置4自动脱离.

所述墙体2和钢板3的顶部设置n形钢箍5，n形钢箍5将钢板3夹紧在所述墙体1上。

所述支护装置4为三个条形的工字钢围合形成的直角三角形结构，支护装置4的两个直角边61分别通过固定器6固定在墙体外侧8的防渗铺盖和钢板3上，固定器6为U形卡扣62，U形卡扣62配设销孔和销钉63，销钉63将支护装置4的两个直角边61锁在U形卡扣62内。

所述销钉63的顶端配设浮力球64或拉环65，浮力球64或拉环65均连接有拉绳66，所述支护装置4的斜边68上设置至少1个变向机构67，所述n形钢箍5上设置牵引机构9，拉绳66绕过变向机构67后连接在牵引机构9上，拉绳66上设置至少1个浮子69。浮子69既能起到辅助拉动销钉63的作用，又能标记销钉63是否被有效拉出。

所述浮力球64或拉环65与变向机构之间的拉绳66张紧后与销钉63中轴线的夹角小于等于45°；通过变向机构67的设计，避免拉绳66与销钉63的夹角过大，销钉63能够更顺畅地被拉出。

变向机构67包括L形杆和套在L形杆上的转筒。

所述钢板3朝向黏合涂层2的一侧均布锚柱，锚柱插入黏合涂层2。

所述黏合涂层2为水泥涂层，粘合涂层2的厚度大于等于所述锚柱的长度。

当墙体1两侧水位自平衡，销钉63因浮力从U形卡扣62脱出后，在水流的推动力作用下，支护装置4从U形卡扣62内脱离，完成拆除工作。

所述墙体对应的支护装置的数量为

式中，n为支护装置4的数量，L

在其他实施例中，U形卡扣62配合螺栓对支护装置4进行固定，螺栓末端有叶轮，叶轮在水流的冲击下能够旋转，带动螺栓拆除。

使用时，本发明能够在墙体内侧7临水的情况下进行墙体外侧8的建设工作，保持施工期间墙体内侧7的需水要求，兼顾墙体内侧7正常运转和墙体外侧8施工的安全性，且在墙体外侧8施工完成并蓄水后能够自动拆除支护装置4，使墙体外侧8的建设成果能够更早地投入使用。

墙体外侧8蓄水后，墙体内侧7和墙体外侧8的水压平衡，支护装置4不受墙体1的压力，销钉63与U形卡扣62之间没有摩擦力，便于销钉顺利取出。

黏合涂层2与墙体1和钢板3均有较高的结合度，使支护装置4的点荷载变为均布荷载；固定器6拆装方便，能够极大加快施工进度，尤其能借助水流和浮力进行拆除，节省了人力物力。

牵引机构67和拉绳66能够在浮力不够拆除销钉63的情况下，人工将销钉63拆除，保障支护装置4能全部拆除，避免支护装置4对水流的阻挡。

上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。