一种自溢减压井倒悬垂式防倒灌淤堵装置的制作方法

本技术涉及水利和岩土工程产品，具体是一种自溢减压井倒悬垂式防倒灌淤堵装置。

背景技术：

1、自溢减压井是堤防、渠坡及坝基等工程中消除承压水危害的最有效的方法之一，也是一种水利和岩土工程渗控措施，当地层内水压力行形成承压水时，地下水从减压井内自溢出流，自动排水减压。如在南水北调中线工程挖方渠段一级马道边坡上，为消除渠坡土体内的高地下水对渠道边坡及衬砌板安全的影响，在部分渠段布置大量的自溢减压井；在堤防工程中二元结构堤基段为消除管涌险情隐患，自溢减压井是消除堤防管涌隐患最常见的工程措施之一。此类在减压井虽能自溢减压，但其具有间歇性运行特点，据以往研究成果可知，在运行过程中减压井反滤层容易发生生物、化学和机械淤堵，其中最常见的机械淤堵是雨水倒灌淤堵造成。自溢减压井反滤层一旦发生淤堵，则其排水减压井功能大幅降低，这样减压井所在地层即可能发生管涌、渗透破坏或边坡失稳等险情。如何有效解决减压井服役期淤堵问题一直是工程界的难题之一。

2、现有技术其中一种滤芯结构减缓减压井淤堵的方法，主要由常规减压井、塑料滤芯等组成，水流从减压井滤芯传过再从内井管流出，淤堵物质聚集在滤芯内，一旦滤芯淤堵，采用清洗和更换滤芯的方式延缓淤堵从而达到延长减压井服役寿命。这种方法的主要不足之处在于：由于采用常规减压井加装滤芯实现部分淤堵转移至滤芯，通过清洗或更换滤芯解决部分淤堵问题，因此减压井必须采用额外滤芯形式，增加井管结构，造价高，服役期需不断检查滤芯淤堵状态，运维难度较大。

3、现有技术另一种方法是浮球作为防止出水管倒灌结构，其主要工作原理是当水管内部水压大于井管外水压时浮球浮起，水管出水，当外部水压力大于水管内水压时浮球与水管形成封闭，也较为灵敏。但也存在一些不足之处：该结构通过水管变径与浮球之间形成封闭止水，变径后的水管出口与浮球之间通常存在较大缝隙，服役期会造成异物或水生物附着从而使浮球无法封闭水管，也就无法止水，当前南水北调中线挖方渠道大部分衬砌板出现隆起破坏，绝大部分原因是该类类型渠道内布置的单向止水结构失效，无法正常排水减压引起，即浮球无法关闭或者浮球漂出无法复位造成。

4、此外还有拍门式止水防倒灌淤堵方法，该方法较为常见，其原理与浮球止水结构类似，主要通过内外水压差形成封闭止水，但一侧水压力大于另一侧时，拍门开启或关闭。拍门式止水防倒灌结构的主要不足之处在于拍门容易被水中杂物或水生物卡住而失去灵活性，尤其是当拍门连接销磨损破坏或边缘被卡时，会直接导致拍门不灵活或无法关闭，从而影响出水量或止水效果；在水利工程中如泵站排水口的此类拍门结构长期运行基本都会出现拍门失效问题，对工程安全造成严重影响。

5、浮球和拍门式防倒灌结构，在功能上通常是为实现单向排水，如与止水结构连接的水管可能有反滤层时，也有一定防淤堵功能。综上所述，目前已有的防倒灌淤堵装置存在的问题主要有：

6、1、滤芯结构减缓减压井淤堵方法，增加井管结构，造价高，服役期需不断检查滤芯淤堵状态，运维难度较大。

7、2、常规浮球式止水结构，容易发生浮球止水失效或球体难复位，严重影响止水效果。

8、3、拍门式止水结构，容易发生连接销磨损或边缘被杂物卡住，难以止水或影响出水量，影响工程正常运行。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种自溢减压井倒悬垂式防倒灌淤堵装置，解决了目前常见的减压井防倒灌淤堵问题的不足，设备小巧，安装简便，装置靠减压井自溢水压开启，圆锥式倒悬垂可随自溢减压井管内水位一定变化范围内开启相应高度，实现减压井出水口顺畅排水；当地下水水位下降即减压井内水位下降过程中，倒悬垂靠自重下降至限位点，实现减压井管上端、减压井出水口封闭，满足减压井防倒灌淤堵的要求。本实用新型巧妙利用倒悬垂自重与水压关系，实现同时封闭减压井管和减压井水平出水口目标，也是为解决堤防、渠坡工程等减压井已发生倒灌淤堵失效、难以维修的特殊运维环境首次提出的，填补了国内外空白。

2、一种自溢减压井倒悬垂式防倒灌淤堵装置，包括减压井管、设于减压井管中的底部限位圈、顶部限位杆、以及位于底部限位圈和顶部限位杆之间的圆锥式倒悬垂，所述减压井管位于底部限位圈和顶部限位杆之间的侧壁上开设有减压井水平溢流口，圆锥式倒悬垂包括上部圆柱体和下部椎体，减压井管内无水或水位低时下部椎体靠自重落于底部限位圈上，上部圆柱体将减压井水平溢流口密封，当减压井管水位上升时下部椎体脱离底部限位圈带动上部圆柱体向上运动，上部圆柱体将减压井水平溢流口打开排水。

3、进一步的，所述底部限位圈和顶部限位杆与减压井管内壁连接。

4、进一步的，所述圆锥式倒悬垂两侧设有两个椎体限位销，椎体限位销滑动设于减压井管侧壁的限位槽导轨内。

5、进一步的，所述圆锥式倒悬垂采用轻型塑料材质制成。

6、进一步的，所述减压井水平溢流口与减压井管垂直连接。

7、本项实用新型与现有技术相比，具有明显的优势，由于结构简单小巧，安装简便，圆锥式倒悬垂可实现在限定范围内灵活稳定活动，减压井管内无水或水位低时，圆锥式倒悬垂落于底部限位圈形成对井管和水平溢流口封闭，当减压井溢流时倒悬垂靠水压力自启，所有结构无需额外动力或特殊维护，装置可实现防止自溢减压井滤层因倒灌产生淤堵。

技术特征：

1.一种自溢减压井倒悬垂式防倒灌淤堵装置，其特征在于：包括减压井管(6)、设于减压井管(6)中的底部限位圈(2)、顶部限位杆(5)、以及位于底部限位圈(2)和顶部限位杆(5)之间的圆锥式倒悬垂(1)，所述减压井管(6)位于底部限位圈(2)和顶部限位杆(5)之间的侧壁上开设有减压井水平溢流口(7)，圆锥式倒悬垂(1)包括上部圆柱体和下部椎体，减压井管(6)内无水或水位低时下部椎体靠自重落于底部限位圈(2)上，上部圆柱体将减压井水平溢流口(7)密封，当减压井管(6)水位上升时下部椎体脱离底部限位圈(2)带动上部圆柱体向上运动，上部圆柱体将减压井水平溢流口(7)打开排水。

2.如权利要求1所述的自溢减压井倒悬垂式防倒灌淤堵装置，其特征在于：所述底部限位圈(2)和顶部限位杆(5)与减压井管(6)内壁连接。

3.如权利要求1所述的自溢减压井倒悬垂式防倒灌淤堵装置，其特征在于：所述圆锥式倒悬垂(1)两侧设有两个椎体限位销(4)，椎体限位销(4)滑动设于减压井管(6)侧壁的限位槽导轨(3)内。

4.如权利要求1所述的自溢减压井倒悬垂式防倒灌淤堵装置，其特征在于：所述圆锥式倒悬垂(1)采用轻型塑料材质制成。

5.如权利要求1所述的自溢减压井倒悬垂式防倒灌淤堵装置，其特征在于：所述减压井水平溢流口(7)与减压井管(6)垂直连接。

技术总结一种自溢减压井倒悬垂式防倒灌淤堵装置，包括减压井管、设于减压井管中的底部限位圈、顶部限位杆、以及位于底部限位圈和顶部限位杆之间的圆锥式倒悬垂，减压井管位于底部限位圈和顶部限位杆之间的侧壁上开设有减压井水平溢流口，圆锥式倒悬垂包括上部圆柱体和下部椎体，减压井管内无水或水位低时下部椎体靠自重落于底部限位圈上，上部圆柱体将减压井水平溢流口密封，当减压井管水位上升时下部椎体脱离底部限位圈带动上部圆柱体向上运动将减压井水平溢流口打开排水。本技术安装简便，无需维护，圆锥式倒悬垂可以实现减压井水上涨过程中浮起，实现减压井口开启自溢排水减压，井内无水时靠自重下落封闭井管，防止雨水浑水倒灌淤堵减压井反滤层。技术研发人员：苏霞,李明新,温乐天,高森,郝泽嘉,崔皓东,李玲,汪啸,王金龙,范越,李鸣威受保护的技术使用者：中国南水北调集团中线有限公司技术研发日：20231113技术公布日：2024/6/5