薄壁量水堰的施工方法与流程

1.本发明涉及水堰，尤其是涉及一种薄壁量水堰的施工方法。


背景技术：

2.近几年，国家为了保障粮食安全，全面实施藏粮于地、藏粮于技战略，提高粮食综合生产能力，加快推进高标准农田建设。高标准农田工程最大特点“短、平、快”，且水利建筑物数量庞大，这就要求各水利建筑物结构型式尽量简化，使其适应高标准农田建设要求，缩短工期，以便不影响农民下一季的耕种。
3.量水堰是农田水利项目必配的建筑物，普遍采用不锈钢材质或混凝土制成的一体式结构，其尺寸、型式需根据渠道尺寸、型式确定，造成量水堰尺寸和型式多样，这使得量水堰的制作量大、加工周期长、重量大、施工不便、尺寸加工精度要求高，不能满足农田水利工程的快速建设要求，并且无法满足农田水利的精细化和高质量发展的要求。因而，如何提高量水堰的加工效率、降低施工难度、提高施工效率对农田建设项目至关重要。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种薄壁量水堰的施工方法，水堰为分体式结构，重量轻，便于运输和现场装配，可根据渠道的截面现场裁切，通用性高，满足农田水利工程的快速施工需求。
5.为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：本发明所述的薄壁量水堰的施工方法，所述施工方法是将薄壁量水堰安装在渠道的预留槽内，所述薄壁量水堰包括水堰主体，设置在所述水堰主体上的排淤口、密封设置在所述排淤口上的封堵结构；所述水堰主体为装配式结构，包括自下而上卡装在所述预留槽内的堰槛和堰顶结构，所述堰槛的高度≥水堰主体高度的3/5；所述堰顶结构包括自下而上依次插接的第一堰顶和第二堰顶，所述第二堰顶至少为一个；所述堰顶结构的中部开设有三角形、矩形或梯形结构的堰口，所述堰口的每个口沿处设置有堰口板，所述堰口板通过螺栓与所述堰顶结构相固连；位于所述排淤口上沿处的所述堰槛上设置有弧形槽，且所述弧形槽设置在所述水堰主体的背水面；所述封堵结构包括与所述弧形槽转动配合的连接件和固定在所述连接件上的排淤门；所述堰槛上安装有沿所述排淤口圆周方向设置的磁吸密封连接件，所述磁吸密封连接件将所述排淤门密封在排淤口处；所述施工方法，包括以下步骤：步骤s1，在工厂批量加工堰槛、第一堰顶和第二堰顶和堰口板，将堰槛、第一堰顶、第二堰顶和堰口板运输至施工现场；步骤s2，根据渠道宽度和形状对堰槛进行裁切，在堰槛的中部区域按设计尺寸裁切得到排淤口；在堰槛的顶部和底部分别涂抹一道止水胶，将堰槛自上而下卡装在预留槽
内，使堰槛插装在渠道内部空间的最下部；步骤s3，根据渠道宽度、形状及堰口型式对第一堰顶进行裁切，在裁切好的第一堰顶的顶部涂抹一道止水胶，沿预留槽自上而下将第一堰顶卡装在堰槛上；步骤s4，根据渠道宽度、形状及堰口型式对第二堰顶进行裁切，在裁切好的第二堰顶的顶部涂抹一道止水胶，然后将第二堰顶卡装在第一堰顶上；步骤s5，根据堰口的口沿长度裁切堰口板，利用螺栓将堰口板固定在堰口处；步骤s6，在迎水侧的水堰主体与预留槽相接处涂抹止水胶；步骤s7，在堰槛的背水面安装弧形槽，沿着排沙口的周向安装磁吸密封连接件，并将排淤门上部的连接件安装在弧形槽内，使排淤门悬挂在排沙口处；步骤s8，在渠道附近安装光伏杆塔、太阳能光伏板和集成式储能设备，将磁吸控制器固定在光伏杆塔上，将集成式储能设备安装在光伏杆塔内部，为磁吸控制器和电磁铁提供电源。
6.本发明的水堰主体为分体式结构，可批量预制和现场装配，加工周期短，能够满足农田水利工程的快速施工需求；另外，现场装配时可根据渠道的断面进行现场裁切，能满足不同渠道的装配需求；水堰主体采用分体式结构，每块板的重量轻，在安装时无需借助起吊设备，施工简单方便，进而提高了施工效率；本发明在堰槛上安装有可以自行启、闭的排淤门，在非排淤时排淤门通过磁吸密封连接件密封，封堵在排淤口处，避免漏水；当排淤门上游侧淤沙的压力大于磁吸密封连接件的的磁吸力时，排淤门被泥沙和水冲开，实现及时排淤。即本发明可根据泥沙淤积量自动清淤，使渠道维护更简单，大大节约维护成本。
7.本发明在渠道附近安装有太阳能光伏板和集成式储能设备，并配套设置有光伏发电、信号接口，为磁吸密封连接件提供电能，为实现灌溉渠道的信息化管理提供极大便利条件。另外，将集成式储能设备安装在光伏发电杆塔内部，具有防水、安全性更高、节约土地。
8.优选的，所述堰口板为槽型结构，其包括平行相对设置的第一侧边和第二侧边，还包括水平设置在第一侧边一端的水平边和将所述水平边、第二侧边连接在一起的斜连接边，且水平边的延长线和第二侧边的夹角为不小于45
°
的锐角。本发明中的堰口板为一侧开口的槽型结构，重量轻，便于运输；在堰口的口沿处安装槽型结构的堰口板，有效保证水流形态。
9.优选的，所述第一堰顶的厚度大于所述堰槛的厚度，且所述第一堰顶的底面开设有与堰槛相匹配的拼接槽，第一堰顶通过所述拼接槽卡装在堰槛上；所述第一堰顶的顶部和第二堰顶的顶部均具有结构相同的凸齿，第二堰顶的底部具有与所述凸齿配合的凹槽，第一堰顶和第二堰顶之间、第二堰顶和第二堰顶之间通过凸齿和凹槽适配卡接在一起。堰槛和第一堰顶之间，第一堰顶和第二堰顶之间，以及第二堰顶和第二堰顶之间通过榫卯连接，安装简便，效率高，还降低了堰槛和堰顶的加工精度。
10.更优选的，所述连接件为与所述弧形槽转动配合的连接杆，所述排淤门的上部具有与所述连接杆连接的斜面且自所述斜面竖向向下延伸的密封面。排淤门折弯设计，确保密封面与排淤口平行，密封面与磁吸密封连接件紧密贴合，实现了排淤口在非排淤状态下的密封，避免漏水。
11.更优选的，所述磁吸密封连接件包括设置安装盒、电磁铁和止水胶条，所述安装盒
沿所述排淤口圆周方向设置，所述电磁铁填充设置在所述安装盒内，且所述止水胶条嵌设在所述电磁铁内。在实际安装时，安装盒成矩形环结构，止水胶条和电磁铁嵌设在安装盒内，实现了密封面和磁吸密封连接件的紧密贴合，确保防水性能。在实际工作时，磁吸控制器预设电磁铁的最大吸附磁力，当淤沙施加给排淤门的压力大于预设的最大吸附磁力时排淤门被泥沙顶开，实现排淤；当上游侧施加给排淤门的压力小于最大吸附磁力时排淤门被封堵在排淤口处，实现了自动排淤，使渠道维护更简单，大大节约了维护成本。
12.与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明的水堰主体为分体式结构，可批量预制和现场装配，加工周期短，能够满足农田水利工程的快速施工需求；另外，现场装配时可根据渠道的断面进行现场裁剪，能满足不同渠道的装配需求；根据渠道流量参数，还可以将水堰主体的堰口加工成不同结构，如不同角度的三角形堰口，矩形堰口或斜度不同的梯形堰口等；水堰主体采用分体式结构，每块板的重量轻，在安装时无需借助起吊设备，施工简单方便，进而提高了施工效率。
13.本发明在堰槛上安装有可以自行开启和关闭的排淤门，可根据泥沙淤积量自动清淤，使渠道维护更简单，大大节约维护成本，并设置有光伏发电、储能及信号接口，能为灌溉渠道实现信息化提供极大便利条件；本发明将集成式储能设备安装在光伏发电杆塔内部，具有防水、安全性更高、节约土地。
附图说明
14.图1是本发明水堰主体的施工完成状态图。
15.图2是本发明中堰槛的侧视图（顶部和底部涂抹有止水胶）。
16.图3是本发明中第一堰顶的示意图。
17.图4是图3的侧视图。
18.图5是本发明中第二堰顶的示意图。
19.图6是图5的侧视图。
20.图7是本发明中堰口板的示意图。
21.图8图7的侧视图。
22.图9是本发明中堰槛和封堵结构的断面图。
23.图10是图1中堰槛的放大图（略去了排淤门）。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
25.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.本发明提供了一种薄壁量水堰的施工方法，由于水堰主体为分体式结构，尺寸较
小且重量轻，便于运输且无需借助起吊设备，可根据渠道结构现场裁切和装配，满足不同渠道的需求，提高了装配效率；还能实现智能排淤，节约维护成本。
27.具体地，结合图1可知，本发明的薄壁量水堰设置在渠道1的预留槽2内，其包括安装在预留槽2的水堰主体、设置在水堰主体上的排淤口、密封设置在排淤口上的封堵结构；其中，水堰主体包括自下而上卡装在预留槽2内的堰槛3和堰顶结构，堰槛3的高度一般为水堰主体高度的3/5；堰顶结构包括自下而上依次插接的第一堰顶4.1和第二堰顶4.2；堰顶结构的中部开设有呈三角形结构的堰口（当然，根据实际需求堰口也可以是矩形口或梯形口）等。
28.水堰主体为分体式结构，可批量预制和现场装配，加工周期短，能够满足农田水利工程的快速施工需求；现场装配时可根据渠道1的断面进行现场裁剪，能满足不同渠道1的装配需求；由于堰顶结构和堰槛3为分体式结构，重量轻，在安装时无需借助起吊设备，施工简单方便，提高了施工效率。
29.结合图2-4可知，堰槛3为矩形结构，其高度一般取水堰主体高度的3/5，安装时在堰槛3的顶部和底部分别涂抹止水胶a，确保堰槛3底部和预留槽2的密封防水性能；第一堰顶4.1的厚度略大于堰槛3的厚度，在第一堰顶4.1的底部开设有与其长度方向一致的拼接槽b，拼接槽b的宽度与堰槛3的厚度一致，使第一堰顶4.1的底部卡装在堰槛3的顶部，且堰槛3的顶部还涂抹止水胶，确保堰槛3和第一堰顶4.1的可靠连接。
30.在实际加工时，第一堰顶4.1和第二堰顶4.2之间，以及第二堰顶4.2和第二堰顶4.2之间均通过榫卯结构连接，进而实现水堰主体的快速装配，提高装配效率。具体地，结合图1和4-6所示，第一堰顶4.1的顶部和第二堰顶4.2的顶部均设置有与其长度方向一致的凸齿c，第二堰顶4.2的底部具有与其长度方向一致的凹槽d。装配时将第二堰顶4.2底部的凹槽d与第一堰顶4.1的凸齿c匹配插接，实现第一堰顶4.1和第二堰顶4.2的快速插接。
31.在装配时可在凹槽d内涂抹止水胶a，确保每个连接缝的防水性能。第一堰顶4.1和第二堰顶4.2的高度优选一致，可根据堰顶设计高度灵活选择第二堰顶4.2的数量，也可以将最上方的第二堰顶4.2截去一定高度，具体见图1。
32.结合图1和7-8可知，堰口的口沿处通过螺栓固定连接有堰口板5，具有定型作用。堰口板5包括平行设置的第一侧边5.1和第二侧边5.2，还包括水平设置在第一侧边5.1一端的水平边5.3和将水平边5.3、第二侧边5.2连接在一起的斜连接边5.4，使堰口板5为一侧开口的槽型结构，重量轻，安装简便。在实际加工时，水平边5.3的延长线和第二侧边5.2的夹角α≥45
°
，进一步保证水流形态。
33.结合图1和9-10可知，排淤口f开设在堰槛3的中部区域，排淤口f上方的堰槛3上横向设置有一呈弧形槽6，弧形槽6开口向上且固定在水堰主体的背水面；封堵结构包括与弧形槽6转动配合的连接件和固定在连接件上的排淤门8，连接件为与弧形槽6转动配合的连接杆7（断面为圆柱形结构），确保其能在弧形槽6内转动，进一步保证排淤门8的开启和关闭；堰槛3上安装有沿排淤口f圆周方向设置的磁吸密封连接件，磁吸密封连接件包括设置安装盒9.1、电磁铁9.2和止水胶条9.3，安装盒9.1沿排淤口f圆周方向设置，电磁铁9.2填充设置在安装盒9.1内且为两圈，止水胶条9.3嵌设在两圈电磁铁9.2内，有效保证排淤门8和堰槛3之间的密封连接；
在实际安装时，本发明所述的薄壁量水堰，还包括用于调节所述电磁铁9.2磁力的磁吸控制器9.4。磁吸控制器预设电磁铁9.2的最大吸附磁力（具体可根据堰前淤沙压力进行设定），当淤沙施加给排淤门8的压力大于预设磁力时排淤门8被泥沙顶开，实现排淤；当上游侧施加给排淤门8的压力小于预设磁力时排淤门8被封堵在排淤口处，实现自动排淤，节约维护成本。
34.在实际工程中，可在水堰安装位置附近安装光伏杆塔和太阳能光伏板，并将储能装置安装在光伏杆塔的内部，为磁吸控制器9.4和电磁铁9.2提供电源。
35.本发明所述的薄壁量水堰的施工方法，包括以下内容：步骤s1，在工厂批量加工堰槛3、第一堰顶4.1和第二堰顶4.2和堰口板5，将堰槛3、第一堰顶4.1和第二堰顶4.2和堰口板5运输至施工现场；步骤s2，根据渠道宽度和形状对堰槛进行裁切，在堰槛的中部区域按设计尺寸裁切得到排淤口；在堰槛3的顶部和底部分别涂抹止一道止水胶a，将堰槛3自上而下卡装在预留槽2内，使堰槛3位于渠道内部空间的最下部；步骤s3，根据渠道1宽度、形状及堰口型式对第一堰顶4.1进行裁切，在裁切好的第一堰顶4.1的顶部涂抹一道止水胶，然后将第一堰顶4.1沿着预留槽2自上而下将第一堰顶4.1卡装在堰槛3上；步骤s4，根据渠道1宽度、形状及堰口型式对第二堰顶4.2进行裁切，沿着预留槽2自上而下将第二堰顶4.2卡装在第一堰顶4.1上；步骤s5，根据堰口长度裁切堰口板，利用螺栓将堰口板5固定在堰口处；步骤s6，在迎水侧的水堰主体与预留槽2相接处涂抹止水胶；步骤s7，在堰槛3的背水面安装弧形槽6，沿着排沙口f的周向安装磁吸密封连接件，并将排淤门8的连接件安装在弧形槽6内，使排淤门悬挂在排沙口处；步骤s8，在渠道附近安装光伏杆塔10、太阳能光伏板11和集成式储能设备12，将磁吸控制器9.4固定在光伏杆塔10上，将集成式储能设备12安装在光伏杆塔10内部，为磁吸控制器9.4和电磁铁提供电源。
36.本发明的堰槛3和第一堰顶4.1、第二堰顶4.2可根据渠道1的断面形状进行灵活裁剪（渠道的断面结构和渠道流量不同密切相关，根据渠道流量设计需求，渠道断面形状可以是u形、矩形或梯形等），能够满足不同渠道的装配需求，通用性高；在装配时由于堰槛3和堰顶的重量轻，不需吊装设备辅助，既能人工完成加工、安装，操作简单，施工方便，降低施工成本。
37.最后还需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。因而，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种薄壁量水堰的施工方法，所述施工方法是将薄壁量水堰安装在渠道的预留槽内，其特征在于：所述薄壁量水堰包括水堰主体，设置在所述水堰主体上的排淤口、密封设置在所述排淤口上的封堵结构；所述水堰主体为装配式结构，包括自下而上卡装在所述预留槽内的堰槛和堰顶结构，所述堰槛的高度≥水堰主体高度的3/5；所述堰顶结构包括自下而上依次插接的第一堰顶和第二堰顶，所述第二堰顶至少为一个；所述堰顶结构的中部开设有三角形、矩形或梯形结构的堰口，所述堰口的每个口沿处设置有堰口板，所述堰口板通过螺栓与所述堰顶结构相固连；位于所述排淤口上沿处的所述堰槛上设置有弧形槽，且所述弧形槽设置在所述水堰主体的背水面；所述封堵结构包括与所述弧形槽转动配合的连接件和固定在所述连接件上的排淤门；所述堰槛上安装有沿所述排淤口圆周方向设置的磁吸密封连接件，所述磁吸密封连接件将所述排淤门吸附在排淤口处；所述施工方法，包括以下步骤：步骤s1，在工厂批量加工堰槛、第一堰顶和第二堰顶和堰口板，将堰槛、第一堰顶、第二堰顶和堰口板运输至施工现场；步骤s2，根据渠道宽度和形状对堰槛进行裁切，在堰槛的中部区域按设计尺寸裁切得到排淤口；在堰槛的顶部和底部分别涂抹一道止水胶，将堰槛自上而下卡装在预留槽内，使堰槛插装在渠道内部空间的最下部；步骤s3，根据渠道宽度、形状及堰口型式对第一堰顶进行裁切，在裁切好的第一堰顶的顶部涂抹一道止水胶，沿预留槽自上而下将第一堰顶卡装在堰槛上；步骤s4，根据渠道宽度、形状及堰口型式对第二堰顶进行裁切，将第二堰顶卡装在第一堰顶上；步骤s5，根据堰口的口沿长度裁切堰口板，利用螺栓将堰口板固定在堰口处；步骤s6，在迎水侧的水堰主体与预留槽相接处涂抹止水胶；步骤s7，在堰槛的背水面安装弧形槽，沿着排沙口的周向安装磁吸密封连接件，并将排淤门上部的连接件安装在弧形槽内，使排淤门悬挂在排沙口处；步骤s8，在渠道附近安装光伏杆塔、太阳能光伏板和集成式储能设备，将磁吸控制器固定在光伏杆塔上，将集成式储能设备安装在光伏杆塔内部。2.根据权利要求1所述的薄壁量水堰的施工方法，其特征在于：所述堰口板为槽型结构，其包括平行相对设置的第一侧边和第二侧边，还包括水平设置在第一侧边一端的水平边和将所述水平边、第二侧边连接在一起的斜连接边，且水平边的延长线和第二侧边的夹角为不小于45
°
的锐角。3.根据权利要求1所述的薄壁量水堰的施工方法，其特征在于：所述第一堰顶的厚度大于所述堰槛的厚度，且所述第一堰顶的底面开设有与堰槛相匹配的拼接槽，第一堰顶通过所述拼接槽卡装在堰槛上；所述第一堰顶的顶部和第二堰顶的顶部均具有结构相同的凸齿，第二堰顶的底部具有与所述凸齿配合的凹槽，第一堰顶和第二堰顶之间、第二堰顶和第二堰顶之间通过凸齿和凹槽适配卡接在一起。4.根据权利要求1所述的薄壁量水堰的施工方法，其特征在于：所述连接件为与所述弧
形槽转动配合的连接杆，所述排淤门的上部具有与所述连接杆连接的斜面且自所述斜面竖向向下延伸的密封面。5.根据权利要求1所述的薄壁量水堰的施工方法，其特征在于：所述磁吸密封连接件包括设置安装盒、电磁铁和止水胶条，所述安装盒沿所述排淤口圆周方向设置，所述电磁铁填充设置在所述安装盒内，且所述止水胶条嵌设在所述电磁铁内。

技术总结
本发明公开了一种薄壁量水堰的施工方法，该施工方法是将薄壁量水堰安装在渠道的预留槽内，包括：加工堰槛、第一堰顶和第二堰顶和堰口板；根据渠道宽度和形状对堰槛进行裁切，在堰槛的顶部和底部分别涂抹一道止水胶，将堰槛插装在预留槽内；对第一堰顶、第二堰顶分别裁切，按顺序插装到预留槽内；在堰口处安装堰口板；在迎水侧涂抹止水胶，在背水侧安装排淤门。本发明的水堰可批量预制和现场装配，加工周期短，重量轻，在安装时无需借助起吊设备，施工简单方便，进而提高施工效率，满足农田水利工程的快速施工需求；现场装配时可根据渠道进行现场裁剪，能满足不同渠道的装配需求；根据渠道流量参数，还可以将水堰主体的堰口加工成不同结构。结构。结构。


技术研发人员：许昌 耿波 萧燕子 陈书丽 梁春光 王文成 张扬 薛飞 原文洋 靳艳玲
受保护的技术使用者：黄河勘测规划设计研究院有限公司
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/10/19