一种水利工程施工挡水装置

技术领域

本发明涉及水利工程挡水的技术领域，尤其涉及一种水利工程施工挡水装置。

背景技术

水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源，但其自然存在的状态并不完全符合人类的需要。只有修建水利工程，才能控制水流，防止洪涝灾害，并进行水量的调节和分配，以满足人民生活和生产对水资源的需要。在修建拦断河床等水利工程建筑的时候，为了保证施工场所处于无水状态，需要将水流在指定位置挡住，并保证水流的正常通行，这就是施工导流。

施工导流根据建筑物、河道的形式，进行不同的设计和安排，宽一点的河道，常规采用分期施工，首先将河道的一部分拦截，修建一期围堰隔断水流，让水流从另一侧通过，此时就可以在围堰内部修建一期水工建筑，都拿过该部分水工建筑修建完成后，拆除一期围堰，修建二期围堰，水流通过一期水工建筑内预留的排水通道进行排水，在二期围堰内修建二期水工建筑，将一期水工建筑和二期水工建筑合拢，随后再拆除二期围堰。

若河道较窄，采用分期施工，就会导致由于单侧的通行端面太小，无法保证河道的正常过流，同时施工难度增大，这时候一般采用一次拦断施工方式，即在河床水工建筑的上下游分别修建施工围堰，保证水工建筑可以在围起来的区域内施工，为了保证水流正常通过，一般采用两个方案，若河道在平原区域，采用导流明渠的方式，即在旁边的区域重新开挖一条渠道保证水流正常通过；如果在山区，由于河道两侧山体较高，则采用导流隧道的方式，在山体内开通隧道进行导流。

在对较窄河道进行拦水修建小型河堤建筑时，上述的一次拦断施工方式在进行拦水的同时，还需要对周边区域进行施工，不仅施工成本高，对河道周边的地区、山体造成破坏，而且还会涉及到征地补偿等问题，同时需要在水利工程建筑施工完成后，对河道周边的地区、山体进行复原，劳动强度大。

发明内容

鉴于现有技术存在对较窄河道进行拦水修建小型河堤建筑时，不仅施工成本高的问题，提出了一种水利工程施工挡水装置。

本申请提供了一种水利工程施工挡水装置，其目的在于：不需要对河道周边地区、山体进行破坏，即可完成挡水和导流，降低了施工成本和劳动强度。

本发明的技术方案为：一种水利工程施工挡水装置，挡水装置可以设置为排列的多组，将水利工程施工区域的河道上下游堵住，包括混凝土上游拦水预制座和混凝土下游拦水预制座，所述混凝土上游拦水预制座和混凝土下游拦水预制座之间设置有临时导流单元；

所述临时导流单元包括：设置于混凝土上游拦水预制座上的进水管，设置于混凝土上游拦水预制座和混凝土下游拦水预制座之间的导流箱，设置于导流箱内的横板和竖板，设置于导流箱箱壁上的出水管，以及设置于出水管和混凝土下游拦水预制座之间的排水软管，排水软管可弯折放置在河床上，通过调整弯折位置，阶段性避开施工区域；

所述进水管的下端设置有导水件，且导水件延伸至横板下方的导流箱内。

采用上述技术方案，通过混凝土上游拦水预制座和混凝土下游拦水预制座将河道内水利工程施工位置的上下游全部堵住，施工位置上游的河道通过进水管和导水件将河道引入到导流箱内，河水在导流箱内汇聚并抬升水位，水中沙粒在导流箱的箱底沉降，水流越过竖板后通过出水管和排水软管排到混凝土下游拦水预制座的外侧。

进一步的，所述混凝土上游拦水预制座的前侧设置有漂浮物拦截架，所述混凝土上游拦水预制座和进水管的连通处设置于漂浮物拦截架内，进水管的进水端设置有防沙网。

采用上述技术方案，通过漂浮物拦截架对河水中漂浮物进行拦截，防止其进入到临时导流单元内。

进一步的，所述临时导流单元上设置有水流处理单元，所述水流处理单元包括贯穿设置于导流箱顶部和横板的抬沙管，设置于抬沙管管壁上的吐沙管，固定贯穿设置于抬沙管内的螺旋抬沙轴，设置于螺旋抬沙轴顶部的从动管，所述导水件包括贯穿设置于导流箱顶部和横板的导水管，密封转动设置于进水管和导水管之间的驱动管，设置于驱动管外管壁上的主动齿轮，设置于从动管外管壁上的从动齿轮，以及设置于驱动管上的驱动件，驱动件可以为安装在导流箱外箱顶的驱动电机，和设置在驱动电机输出端的驱动齿轮，驱动齿轮和主动齿轮相啮合驱动电机；

所述吐沙管设置在导流箱外，主动齿轮和从动齿轮相啮合。

采用上述技术方案，驱动件带动驱动管和主动齿轮转动，通过主动齿轮和从动齿轮之间的啮合，再带动从动管和螺旋抬沙轴转动，螺旋抬沙轴转动时，将导流箱内箱底沉降的沙粒向抬沙管内抬升，抬升后的沙粒从吐沙管吐出。

进一步的，所述驱动件包括设置于驱动管内的螺旋驱动轴，所述抬沙管的管壁上设置有多个泄水孔，且泄水孔设置在导流箱内。

采用上述技术方案，当河水在驱动管内运动时经过螺旋驱动轴，从而推动驱动管在进水管和导水管之间转动；当混有河水的沙粒在抬沙管内向上抬升时，抬沙管内超过导流箱内水位高度的水会从泄水孔中排出。

进一步的，所述水流处理单元还包括铰接设置于抬沙管外管壁上的卸沙板，呈波浪状首尾相连设置于从动管外管壁上的驱动槽口，设置于抬沙管外管壁上的支撑板和防护架，限位活动贯穿设置于支撑板上的抬升柱，设置于抬升柱柱壁上的驱动销，设置于防护架内的定滑轮组，以及设置于抬升柱和卸沙板之间的传动绳；

所述驱动销远离抬升柱的一端延伸至驱动槽口内，且所述传动绳绕过定滑轮组设置。

采用上述技术方案，从吐沙管吐出的沙粒落在卸沙板上，从动管转动时带动自身驱动槽口同步转动，驱动槽口内的驱动销受到驱动槽口内槽壁的推动，带动抬升柱在支撑板上做往复的上下运动，而抬升柱运动时，通过传动绳拉动卸沙板以自身与抬沙管的铰接处为中心往复抖动，将落到卸沙板上的沙粒抖落下，防止其在卸沙板上堆积堵住吐沙管。

进一步的，所述卸沙板上设置有挡沙条，所述导流箱的箱顶设置有撞击条。

采用上述技术方案，通过挡沙条防止卸沙板上的沙粒从卸沙板与抬沙管的铰接处落到导流箱上，通过撞击条接受卸沙板的撞击。

进一步的，所述临时导流单元和水流处理单元上共同设置有过滤单元，所述过滤单元包括设置于横板和竖板之间的隔板，设置于隔板上的多个出水口，设置于出水口内的过滤网板。

采用上述技术方案，导流箱内水流穿过过滤网板向外排出，而水中沙粒受到过滤网板的阻拦留在导流箱内，防止沙粒在排水软管内运输对排水软管造成磨损。

进一步的，所述过滤单元还包括对应出水口设置于隔板上的反冲罩体，设置于反冲罩体罩壁上的多个出水孔，设置于反冲罩体内的密封塞，设置于密封塞顶端的压柱，设置于反冲罩体和密封塞之间的弹簧，以及设置于压柱顶部弧形的压条；

所述压柱活动贯穿反冲罩体的顶部设置。

采用上述技术方案，密封塞下方的反冲罩体内水从出水孔排出，当压条受到下压力后，会通过压柱推动密封塞在反冲罩体内向下运动，并对弹簧进行拉伸，密封塞将反冲罩体内自身下方的水从过滤网板的上方向下冲出，对过滤网板上堵塞的沙粒进行清理。

进一步的，所述反冲罩体的顶部开设有泄水口。

采用上述技术方案，密封塞上方的反冲罩体内水可从泄水口排出。

进一步的，所述过滤单元还包括转动设置于导流箱内箱壁上的转动轴，对称设置于导流箱内箱壁上的支撑环，设置于支撑环和转动轴之间的卷簧，呈螺旋状套接在转动轴轴壁上的下压块，对称缠绕设置于转动轴轴壁上的拉绳，拉绳的另一端活动贯穿导流箱的箱顶并设置于卸沙板的底部；每个所述下压块对应一个压条设置。

采用上述技术方案，当卸沙板向上偏转时，对拉绳施加向上的拉力，缠绕在转动轴上的拉绳受力后拉动转动轴进行转动，转动轴收紧卷簧的同时，带动呈螺旋状分布的多个下压块依次撞击压条，压条依次受力向下运动，随着下压块脱离压条，再复位上升。

本发明的有益效果：

1、将混凝土上游拦水预制座和混凝土下游拦水预制座分别放置在河床施工位置的上下游，再使用临时导流单元将混凝土上游拦水预制座和混凝土下游拦水预制座直接连通，排水软管可弯折放置在河床上，通过调整弯折位置，阶段性避开施工区域，使得水利建筑施工位置的河床可以持续保持干燥便于施工，而且不需要修建导流明渠和导流隧道，降低了施工强度和成本。

2、通过水流自身动力，驱动螺旋抬沙轴转动，将导流箱内沙粒持续抬升，并在排出水后，通过吐沙管排出导流箱。

3、从吐沙管排出的沙粒落到卸沙板上，同时通过水流自身动力使得从动管带动驱动槽口转动，驱动槽口内的驱动销受力后，带的限位的抬沙柱做往复的上下运动，使得卸沙板抖动，防止沙粒附着在卸沙板上，堵住吐沙管，导致抬沙管内沙粒无法排出。

4、卸沙板转动时，通过转动轴驱动呈螺旋状分布的多个下压块依次撞击对应的压条，促使多个密封塞依次下压反向冲洗过滤网板，不影响水流通过的同时，保证了过滤网板长期稳定的工作。

附图说明

图1为本发明实施例1的立体示意图一；

图2为本发明实施例1的立体示意图二；

图3为本发明实施例1的导流箱内结构示意图；

图4为本发明实施例2的临时导流单元和水流处理单元之间的位置关系示意图；

图5为本发明实施例2的导流箱内水流处理单元结构示意图；

图6为本发明实施例2的水流处理单元结构立体图；

图7为本发明实施例2的抬沙管和驱动管内结构示意图；

图8为本发明实施例2的转动管部分结构立体图；

图9为本发明实施例3的临时导流单元、水流处理单元和过滤单元的位置关系示意图；

图10为本发明实施例3的临时导流单元、水流处理单元和过滤单元部分位置的结构示意图；

图11为本发明实施例3的过滤单元剖视图；

图12为本发明实施例3的过滤单元立体示意图一；

图13为本发明实施例3的过滤单元立体示意图二。

图中：

1、混凝土上游拦水预制座；2、混凝土下游拦水预制座；3、进水管；4、导流箱；5、横板；6、竖板；7、出水管；8、排水软管；9、漂浮物拦截架；10、抬沙管；11、吐沙管；12、螺旋抬沙轴；13、从动管；14、导水管；15、驱动管；16、主动齿轮；17、从动齿轮；18、螺旋驱动轴；19、泄水孔；20、卸沙板；21、驱动槽口；22、支撑板；23、防护架；24、抬升柱；25、驱动销；26、定滑轮组；27、传动绳；28、撞击条；29、隔板；30、过滤网板；31、反冲罩体；32、出水孔；33、密封塞；34、压柱；35、压条；36、泄水口；37、转动轴；38、支撑环；39、卷簧；40、下压块；41、拉绳。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

实施例1，参照图1-3，为本发明第一个实施例，提供了一种水利工程施工挡水装置，挡水装置可以设置为排列的多组，将水利工程施工区域的河道上下游堵住，挡水装置包括分别设置在河床施工位置上下游的混凝土上游拦水预制座1和混凝土下游拦水预制座2，混凝土上游拦水预制座1和混凝土下游拦水预制座2之间安装有临时导流单元。

临时导流单元包括：连通在混凝土上游拦水预制座1上的进水管3，设置在混凝土上游拦水预制座1和混凝土下游拦水预制座2之间河床上的导流箱4，导流箱4上可设置箱门，打开箱门可对导流箱4内进行维护，连接在导流箱4内的横板5和竖板6，连通在导流箱4箱壁上的出水管7，以及连通在出水管7和混凝土下游拦水预制座2之间的排水软管8，排水软管8可弯折放置在河床上，通过调整弯折位置，阶段性避开施工区域；进水管3的下端设置有导水件，且导水件延伸至横板5下方的导流箱4内，导水件可以为导水管体。

具体的，通过混凝土上游拦水预制座1和混凝土下游拦水预制座2将河道内水利工程施工位置的上下游全部堵住，施工位置上游的河道通过进水管3和导水件将河道引入到导流箱4内，河水在导流箱4内汇聚并抬升水位，水中沙粒在导流箱4的箱底沉降，水流越过竖板6后通过出水管7和排水软管8排到混凝土下游拦水预制座2的外侧。

参照图1-2，混凝土上游拦水预制座1的前侧连接有漂浮物拦截架9，混凝土上游拦水预制座1和进水管3的连通处设置于漂浮物拦截架9内，进水管3的进水端设置有防沙网。

具体地，通过漂浮物拦截架9对河水中漂浮物进行拦截，使得漂浮物被阻拦在漂浮物拦截架9的外侧，河水通过漂浮物拦截架9的底部可以顺利进入到进水管3中，防止河水中漂浮物进入到临时导流单元内。

使用过程中，先规划水利建筑施工位置，随后将混凝土上游拦水预制座1和混凝土下游拦水预制座2分别放置在河床施工位置的上下游，混凝土上游拦水预制座1拦截的水通过进水管3进入到导流箱4内，使得水中沙粒沉降，再将水从出水管7和排水软管8从混凝土下游拦水预制座2排出，使得水利建筑施工位置的河床可以持续保持干燥便于施工，而且不需要修建导流明渠和导流隧道，降低了施工强度和成本。

实施例2，参照图4-6，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：临时导流单元上安装有水流处理单元，水流处理单元包括贯穿连接在导流箱4顶部和横板5的抬沙管10，连通在抬沙管10管壁上的吐沙管11，转动贯穿连接在抬沙管10上的螺旋抬沙轴12，连接在螺旋抬沙轴12顶部的从动管13，导水件包括贯穿连接在导流箱4顶部和横板5的导水管14，密封转动连接在进水管3和导水管14之间的驱动管15，套接在驱动管15外管壁上的主动齿轮16，套接在从动管13外管壁上的从动齿轮17，以及安装在驱动管15上的驱动件，驱动件可以为安装在导流箱4外箱顶的驱动电机，和连接在驱动电机输出端的驱动齿轮，驱动齿轮和主动齿轮16相啮合驱动电机；吐沙管11设置在导流箱4外，主动齿轮16和从动齿轮17相啮合，主动齿轮16和从动齿轮17之间的齿数比为N：1，N大于1。

具体的，驱动件带动驱动管15和主动齿轮16转动，通过主动齿轮16和从动齿轮17之间的啮合，再带动从动管13和螺旋抬沙轴12转动，螺旋抬沙轴12转动时，将导流箱4内箱底沉降的沙粒向抬沙管10内抬升，抬升后的沙粒从吐沙管11吐出。

参照图7，驱动件包括连接在驱动管15内的螺旋驱动轴18，抬沙管10的管壁上开设有多个泄水孔19，且泄水孔19设置在导流箱4内。

具体的，当河水在驱动管15内运动时经过螺旋驱动轴18，从而推动驱动管15在进水管3和导水管14之间转动；当混有河水的沙粒在抬沙管10内向上抬升时，抬沙管10内超过导流箱4内水位高度的水会从泄水孔19中排出。

参照图4-8，水流处理单元还包括铰接设置于抬沙管10外管壁上的卸沙板20，呈波浪状首尾相连开设在从动管13外管壁上的驱动槽口21，连接在抬沙管10外管壁上的支撑板22和防护架23，限位活动贯穿连接在支撑板22上的抬升柱24，连接在抬升柱24柱壁上的驱动销25，连接在防护架23内的定滑轮组26，以及连接在抬升柱24和卸沙板20之间的传动绳27；驱动销25远离抬升柱24的一端延伸至驱动槽口21内，且传动绳27绕过定滑轮组26设置。

具体的，从吐沙管11吐出的沙粒落在卸沙板20上，从动管13转动时带动自身驱动槽口21同步转动，驱动槽口21内的驱动销25受到驱动槽口21内槽壁的推动，带动抬升柱24在支撑板22上做往复的上下运动，而抬升柱24运动时，通过传动绳27拉动卸沙板20以自身与抬沙管10的铰接处为中心往复抖动，将落到卸沙板20上的沙粒抖落下，防止其在卸沙板20上堆积堵住吐沙管11。

参照图5-6，卸沙板20上连接有挡沙条，导流箱4的箱顶连接有撞击条28。

具体地，通过挡沙条防止卸沙板20上的沙粒从卸沙板20与抬沙管10的铰接处落到导流箱4上，通过撞击条28接受卸沙板20的撞击。

使用过程中，通过驱动件带动驱动管15和主动齿轮16转动，再通过从动齿轮17之间的啮合带动从动管13和螺旋抬沙轴12转动，螺旋抬沙轴12转动时将导流箱4内箱底沉降的沙粒向抬沙管10内抬升，当混有河水的沙粒在抬沙管10内向上抬升时，抬沙管10内超过导流箱4内水位高度的水会从泄水孔19中排出，直至沙粒到达吐沙管11位置被吐出到卸沙板20上，从动管13带动驱动槽口21同步转动，驱动槽口21内的驱动销25受到驱动槽口21内槽壁的推动，带动抬升柱24做往复的上下运动，并通过传动绳27拉动卸沙板20以自身与抬沙管10的铰接处为中心往复抖动，将落到卸沙板20上的沙粒抖落下，防止其在卸沙板20上堆积堵住吐沙管11。其余结构与实施例1的结构相同。

实施例3，参照图10-11，为本发明的第三个实施例，该实施例不同于第二个实施例的是：临时导流单元和水流处理单元上共同设置有过滤单元，过滤单元包括连接在横板5和竖板6之间的隔板29，开设在隔板29上的多个出水口，连接在出水口内的过滤网板30。

具体的，导流箱4内水流穿过过滤网板30向外排出，而水中沙粒受到过滤网板30的阻拦留在导流箱4内，防止沙粒在排水软管8内运输对排水软管8造成磨损。

参照图10-13，过滤单元还包括对应出水口连接在隔板29上的反冲罩体31，呈环形均匀等距开设在反冲罩体31罩壁上的多个出水孔32，密封滑动连接在反冲罩体31内的密封塞33，连接在密封塞33顶端的压柱34，连接在反冲罩体31和密封塞33之间的弹簧，以及连接在压柱34顶部弧形的压条35；压柱34活动贯穿反冲罩体31的顶部设置。

具体的，密封塞33下方的反冲罩体31内水从出水孔32排出，当压条35受到下压力后，会通过压柱34推动密封塞33在反冲罩体31内向下运动，并对弹簧进行拉伸，密封塞33将反冲罩体31内自身下方的水从过滤网板30的上方向下冲出，对过滤网板30上堵塞的沙粒进行清理。

参照图13，反冲罩体31的顶部开设有泄水口36。

具体的，密封塞33上方的反冲罩体31内水可从泄水口36排出。

参照图10-13，过滤单元还包括转动设置于导流箱4内箱壁上的转动轴37，对称设置于导流箱4内箱壁上的支撑环38，设置于支撑环38和转动轴37之间的卷簧39，呈螺旋状套接在转动轴37轴壁上的下压块40，对称缠绕设置于转动轴37轴壁上的拉绳41，拉绳41的另一端活动贯穿导流箱4的箱顶并设置于卸沙板20的底部；每个下压块40对应一个压条35设置。

具体的，当卸沙板20向上偏转时，对拉绳41施加向上的拉力，缠绕在转动轴37上的拉绳受力后拉动转动轴37进行转动，转动轴37收紧卷簧39的同时，带动呈螺旋状分布的多个下压块40依次撞击压条35，压条35依次受力向下运动，随着下压块40脱离压条35，再复位上升。

使用过程中，导流箱4内水流穿过过滤网板30向外排出，而水中沙粒受到过滤网板30的阻拦留在导流箱4内，防止沙粒在排水软管8内运输对排水软管8造成磨损，而卸沙板20向上偏转时，通过拉绳41拉动转动轴37转动，收紧卷簧39的同时，使得多个下压块40依次撞击压条35，压条35受到下压力后通过压柱34推动密封塞33在反冲罩体31内向下运动，并对弹簧进行拉伸，密封塞33将反冲罩体31内自身下方的水从过滤网板30的上方向下冲出，对过滤网板30上堵塞的沙粒进行清理，多个密封塞33依次下压清理过滤网板30，不影响水流通过的同时，保证了过滤网板30长期稳定的工作，当卸沙板20向下偏转时，在卷簧39复位力的作用下，拉绳41、转动轴37和下压块40均复位转动，并再一次的对过滤网板30进行清理。其余结构与实施例2的结构相同。

综合实施例1-3，本发明水利工程施工挡水装置的工作原理如下：

先规划水利建筑施工位置，随后将混凝土上游拦水预制座1和混凝土下游拦水预制座2分别放置在河床施工位置的上下游，混凝土上游拦水预制座1拦截的水通过进水管3、驱动管15和导水管14进入到导流箱4内，河水中沙粒在导流箱4中沉降；导流箱4内水流穿过过滤网板30向外排出，而水中沙粒受到过滤网板30的阻拦留在导流箱4内，而去除沙粒的水再从水从出水管7和排水软管8从混凝土下游拦水预制座2排出。

河水经过驱动管15内的螺旋驱动轴18时，会带动驱动管15转动，而通过主动齿轮16和从动齿轮17的传动后，从动管13和螺旋抬沙轴12会随之转动，螺旋抬沙轴12转动时将导流箱4内箱底沉降的沙粒向抬沙管10内抬升，抬沙管10内超过导流箱4内水位高度的水会从泄水孔19中排出，直至沙粒到达吐沙管11位置被吐出到卸沙板20上，从动管13带动驱动槽口21同步转动，驱动槽口21内的驱动销25受到驱动槽口21内槽壁的推动，带动抬升柱24做往复的上下运动，并通过传动绳27拉动卸沙板20以自身与抬沙管10的铰接处为中心往复抖动，将落到卸沙板20上的沙粒抖落下，防止其在卸沙板20上堆积堵住吐沙管11。

卸沙板20向上转动时，通过拉绳41拉动转动轴37转动，收紧卷簧39的同时，使得多个下压块40依次撞击压条35，压条35受到下压力后通过压柱34推动密封塞33在反冲罩体31内向下运动，并对弹簧进行拉伸，密封塞33将反冲罩体31内自身下方的水从过滤网板30的上方向下冲出，对过滤网板30上堵塞的沙粒进行清理，多个密封塞33依次下压清理过滤网板30，不影响水流通过的同时，保证了过滤网板30长期稳定的工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。