一种用于公路和铁路涵洞快速挡水引流启闭组合装置

摘要

本发明公开了一种用于公路和铁路涵洞快速挡水引流启闭组合装置，包括挖设在地下涵洞进出口处的基坑，在基坑内安装地下矩形槽，在地下矩形槽的路面两端开挖集水槽。地下矩形槽底部通长固定一个顶面为弧面的支挡，弧面底端紧靠水流上游一侧的地下矩形槽的侧壁，并在弧面底端安装一个橡胶囊体，采用空气或水对橡胶囊体充灌。地下矩形槽安装有槽盖，位于水流上游一侧的槽盖与地下矩形槽的顶部通过平开合页相连，并采用通长橡胶片对该铰接处密封防水，位于水流下游一侧的槽盖底壁与地下矩形槽的侧壁连接多个锁链。橡胶囊体鼓胀时槽盖随之转动使得水流沿槽盖流向两边集水槽中。采用本装置可快速挡水引流，时效性好，大幅度节省人力、物力和财力投入。

说明书

技术领域

本发明涉及公路和铁路涵洞防洪挡水装置，尤其涉及利用橡胶囊袋制作的用于公路桥涵洞入口处挡水或引水导流装置。

背景技术

目前，对于涵洞积水问题主要采取修建泵站对积水进行抽排和雨天安排相关人员值守进行行人车辆拦阻。这种方法具有以下缺点：①投资大、效益低，一旦发生需要投入大量排水设备和作业人员；②雨水的强度和发生、持续时间不定，时效性差，不能保证及时对积水进行有效疏导，行人的生命财产安全依旧存在重大风险；③由于雨水的不确定性，不能保证相关人员值守的有效时间，消耗人工和大量时间；④由于雨水的冲刷会携带大量土、石、木、地表垃圾等固体材料堆积在涵洞底部，进一步增加人力及转运负担。

发明内容

本发明目的在于克服已有技术的缺点，提供一种可以快速、有效地处理铁路和公路涵洞雨天积水问题的用于公路和铁路涵洞快速挡水引流启闭组合装置。

本发明的一种用于公路和铁路涵洞快速挡水引流启闭组合装置，包括分别挖设在地下涵洞进出口处的基坑，在每一个所述的基坑内安装地下矩形槽，在每一个所述地下矩形槽外侧位置处的路面的两端分别开挖有集水槽，在每一个地下矩形槽内位于水流流向上游一侧且沿地下涵洞宽度方向的底壁上分别通长固定有一个支挡，所述的支挡的顶面为弧形顶面，所述的支挡的弧形底端顶紧水流流向上游一侧的地下矩形槽的侧壁处，位于水流流向下游一侧的所述的支挡固定在地下矩形槽的底壁上，在所述的弧形顶面上安装有一个橡胶囊体，所述的橡胶囊体位于弧形顶面的弧底侧并通过多个锚固系统与支挡的底壁以及地下矩形槽的底壁固定相连接，在所述的橡胶囊体上开有充排口，所述的充排口与充排管路一端相连，所述的充排管路的另一端穿过地下矩形槽后与地面工作站中的空气压缩机或水泵进行连接，在所述的橡胶囊袋的底壁上连接有多个橡胶复位带；

在所述的地下矩形槽的顶壁上盖有槽盖，位于水流流向上游一侧的所述的槽盖与地下矩形槽的顶部通过铰接合页铰接相连，位于水流流向上游一侧的所述的槽盖的底壁与地下矩形槽的该侧侧壁上连接有一个通长的防水橡胶片，所述的防水橡胶片的两边分别与槽盖的底壁及地下矩形槽的内壁固定密封连接，当所述的槽盖在橡胶囊体支撑下绕铰接合页向上转动过程中，所述的防水橡胶片能够贴紧槽盖和地下矩形槽的相交处设置以对地下矩形槽防水封闭，并且所述的槽盖上拦截的水流能够沿槽盖向两边流入集水槽中，位于水流流向下游一侧所述的槽盖的底壁与地下矩形槽的该侧侧壁上铰接连接多个锁链。

本发明的有益效果是：

1.造价低，各个部件的结构设计简单、制作方便、施工便捷、工期短并且可循环使用。

2.当面临较大雨水流量时，仅需一人便可快速完成挡水引流操作，时效性好，不需要多次抽排和洞内堆积物转运，节省了人员、机械的投入。

3.视雨量大小橡胶囊袋可充灌至不同程度，带动槽盖的转动可以抵挡不同流量大小的雨水，槽盖抬起的程度也会对过往行人车辆起到一定警示作用。

4.险情过后，排尽橡胶囊体内的气或水，橡胶囊体可自动回收至弧形槽内，槽盖自动恢复至原有地面，不影响正常通行，具有显著经济效益。

附图说明

图1为本发明的挡水引流启闭组合装置及集水槽在涵洞中位置的剖面图；

图2为本发明的挡水引流启闭组合装置安装完成后的结构示意图；

图3为图2所示的组合装置的橡胶囊袋的锚固系统细部结构示意图；

图4为图2所示的装置在雨量不是很大时开启该组合装置用于抵挡小流量雨水的结构示意图；

图5为图4所示的装置在行人车辆通过时该启闭装置的槽盖恢复至地面的结构示意图；

图6为图2所示装置在雨量较大时橡胶囊充灌至槽盖旋转到最大高度时的结构示意图；

图7为图6所示装置沿道路行进方向的整体结构俯视图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明技术方案进一步说明。

如附图所示，本发明的一种用于公路和铁路涵洞快速挡水引流启闭组合装置，分别位于地下涵洞18-2进出口处，在所述的进出口处分别进行路面开挖，然后在开挖槽中对地下矩形槽4进行修建安装，所述涵洞18-2的正上方为公路或铁路18-1，在位于水流流向17上游一侧的每一个所述地下矩形槽的左右两侧的路面1上分别开挖有集水槽18-3，通过集水槽18-3连通地下排水管路进行排泄水。

本发明的一种用于公路和铁路涵洞快速挡水引流启闭组合装置，包括分别挖设在地下涵洞18-2进出口处的基坑，在每一个所述的基坑内安装有地下矩形槽4，在每一个所述地下矩形槽4外侧位置处的路面1的两边分别开挖有集水槽18-3，在位于水流流向17上游一侧的每一个地下矩形槽4内的底壁上且沿地下涵洞宽度方向分别通长固定一个支挡7，所述的支挡7的顶面为弧形顶面，所述的支挡7的弧形顶面的弧底端顶紧位于水流流向17上游一侧的地下矩形槽4的侧壁处，位于水流流向17下游一侧的所述的支挡7通过固定螺栓9固定在地下矩形槽4的底壁上。在所述的弧形顶面上安装有一个橡胶囊体10，所述的橡胶囊体10位于弧形顶面的弧底侧通过多个锚固系统16与支挡7的底壁以及地下矩形槽4的底壁固定相连。在所述的橡胶囊体10上开有充排口12，所述的橡胶囊体10通过充排口12进行充气或充水，所述的充排口12与充排管路一端相连，所述的充排管路的另一端穿过地下矩形槽4后与地面工作站中的空气压缩机或水泵进行连接，用于橡胶囊体10的充水或充气。在所述的橡胶囊袋10的底壁上连接有多个橡胶复位带11，所述的橡胶囊袋10完成挡水后在橡胶复位带11牵引下支设在支挡7上。

作为本发明的一种优选的实施方式，每一个所述的锚固系统16包括上卡件和止水海绵片16-6，所述的橡胶囊袋10夹在上卡件和止水海绵片16-6之间，所述的上卡件包括从上至下依次设置的不锈钢垫圈16-2、防护板的底板16-7、上压板16-4和橡胶垫片16-5。所述的橡胶囊袋10通过依次穿过上卡件、橡胶囊袋10、止水海绵片16-6、支挡7及地下矩形槽4底壁的螺丝钉16-1彼此间进行固定相连。所述的防护板由弧形顶板16-3和底板16-7通过平开合页16-8连接，所述的弧形顶板16-3位于螺丝钉16-1上方，为了防止橡胶囊袋10在使用时与螺丝钉16-1产生磨损破坏。

在所述的地下矩形槽4的顶壁上盖有槽盖5，位于水流流向17上游一侧的所述的槽盖5与地下矩形槽的顶部通过铰接合页13相连，所述的槽盖5底壁采用门钉钮结构6增加橡胶囊袋10与槽盖5底壁之间的阻力，防止槽盖5在反复旋转中对橡胶囊袋10造成磨损破裂。

位于水流流向17上游一侧的所述的槽盖5的底壁与地下矩形槽的该侧侧壁上连接有一个通长的防水橡胶片14，所述的防水橡胶片14的两边可以通过螺钉15分别与槽盖5的底壁及地下矩形槽的内壁固定连接，当所述的槽盖5在橡胶囊体10支撑下绕铰接合页13向上转动时，所述的防水橡胶片14能够紧贴槽盖5和地下矩形槽4的相交处设置以对地下矩形槽4封闭，防止雨水经过地下矩形槽进入涵洞，所述的槽盖5上拦截的水流能够沿槽盖5向两边流入集水槽18-3中。

位于水流流向17下游一侧所述的槽盖5的底壁与地下矩形槽的该侧侧壁之间铰接连接有多个锁链8，每一个所述的锁链可以包括多个轻质合金片，所述的多个轻质合金片之间通过平开合页进行铰接，所述的铰接轻质合金片两端可以分别通过连接件3与槽盖5的底壁以及地下矩形槽的侧壁固定连接。所述的铰接轻质合金片的尺寸根据槽盖旋转的角度确定即可。

所述的锁链主要是为了限制槽盖5旋转的幅度以及行人车辆通行和保护地下矩形槽4内的橡胶囊体10；优选的，在位于水流流向17下游一侧的地下矩形槽4侧壁的顶壁上安装有缓冲橡胶垫2，使得该装置在启闭过程中槽盖5末端与槽壁间存在一个缓冲减振作用。

所述的地下矩形槽4中安装的橡胶囊体10通过空气压缩机或水泵进行充灌，橡胶囊体10鼓胀后带动槽盖5转动，在挡水时，水流会沿着槽盖5临水一侧向两边的集水槽18-3中聚集，所述的槽盖5充当一个挡水堤坝将水流引流至道路两边的集水槽18-3中，集水槽连通排污通道进行排水。

本系统的施工方法如下：

1.快速挡水引流启闭组合装置应分别设置在地下涵洞18-2的进出口处，在所述的进出口处进行开挖并修建安装地下矩形槽4，如图1所示。所述地下矩形槽4位置处的路面两端进行开挖分别修建集水槽18-3，如图7所示。然后集水槽18-3连通地下排水管路进行排泄水。

2.将支挡7通过锚固螺栓9固定在地下矩形槽4的底板上，其次将橡胶囊袋10通过锚固系统16(如图2所示)固定在地下矩形槽4的底板上，最后在水流流向17上游一侧将槽盖5与地下矩形槽4的槽壁进行铰接连接并在连接处采用防水橡胶片14进行封闭处理，如图2所示；

3.对橡胶囊袋10进行预充灌，检验橡胶囊袋是否发生漏气漏水现象，确保完好无损后，排除橡胶囊袋中的气或水，在水流流向17下游一侧采用连接件3将锁链8分别与槽盖5的末端以及地下矩形槽4的槽壁进行连接，如图2所示；

3.在雨量较小时，为增加雨水天气涵洞的通行率，充灌的橡胶囊袋10带动槽盖5转动至适当高度如图4所示，此时行人车辆可以通过槽盖5而顺利行人，当行人车辆位于槽盖5上方时，充灌的橡胶囊袋10受地面行人车辆荷载而挤压变形全部位于地下矩形槽4中，锁链8自动回收至地下矩形槽中，且槽盖5与地面保持一个水平面如图5所示。待行人车辆通过后，受挤压的充灌的橡胶囊袋10慢慢恢复至初始状态同时带动槽盖5转动至最初的适当挡水高度，恢复挡水引流作用，如图4所示。

4.当雨量较大时，提高橡胶囊袋的充灌程度继续抬高槽盖5的高度，使之达到最大挡水状态如图6所示，此时禁止行人车辆通行。

5.涵洞截流疏导完成后，逐渐排尽橡胶囊袋内部的气或水，橡胶囊袋在橡胶复位带牵引下存储在弧形槽中，槽盖5在自重作用下自动恢复至原有路面，涵洞正常通行。下一次雨水来临时，先检修橡胶囊袋的密封性，然后反复采用以上步骤进行挡水或引水导流。