[发明专利]一种水库输水塔防冻胀保护体及其设置方法

说明书

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，具体涉及一种水库输水塔防冻胀保护体及其设置方法。

背景技术

北方寒冷地区，水库输水塔在冬季负温作用下水面结冰，水库输水塔在冰推力作用下会产生冻胀破坏，目前，北方寒冷地区水库每隔几天需要人工采取除冰措施对输水塔进行除冰，以减小对水库输水塔的冻胀破坏，而人工除冰增加了工程费用和除冰的难度，因此，开发一种防止水库输水塔冻胀破坏的措施，对北方寒冷地区水库输水塔的防冻胀具有重要的现实意义。

 

发明内容

解决的技术问题：本发明目的在于为了解决现有技术的不足而提供一种水库输水塔防冻胀保护体及其设置方法。 

技术方案：

一种水库输水塔防冻胀保护体，包括土工膜、聚乙烯保温板、复合土工膜、角钢和钢板；其中土工膜设置在输水塔外表面，聚乙烯保温板设置于土工膜外表面，复合土工膜设置于聚乙烯保温板外表面，角钢设置于复合土工膜外侧的输水塔棱角处，钢板与角钢可拆卸连接。 

所述的水库输水塔防冻胀保护体，可拆卸连接优选为螺栓连接。

所述的水库输水塔防冻胀保护体，土工膜优选为聚丙烯土工膜。

所述的水库输水塔防冻胀保护体，聚丙烯土工膜中优选添加有质量分数为3%的抗老化剂。

所述的水库输水塔防冻胀保护体，所述的复合土工膜优选为聚丙烯材料制成。

所述的水库输水塔防冻胀保护体，所述聚丙烯材料中优选添加有质量分数为3%的抗老化剂。

一种以上所述的水库输水塔防冻胀保护体的设置方法，步骤如下：

(1)将土工膜铺设于输水塔外表面； 

(2)将聚乙烯保温板铺设于土工膜外侧；

(3)将复合土工膜铺设于聚乙烯保温板外侧；

(4) 将角钢分别设置在复合土工膜外侧输水塔的棱角上，将钢板通过螺栓与角钢相连接，将保护体内层结构固定。

以上所述的水库输水塔防冻胀保护体在水利工程中的应用。

有益效果：

本发明所述的水库输水塔防冻胀保护体其中各要素间相互协作的原理如下：(1)利用土工膜和复合土工膜的双重作用防止水库水分进入输水塔；(2)聚乙烯保温板具有防止水库冰体对输水塔的破坏作用，同时能适应冻胀变形不均匀作用，从而防止冰推力对输水塔的破坏；(3) 聚乙烯保温板本身具有保温防止冻胀破坏作用；(4)土工膜、复合土工膜、聚乙烯保温板通过相互协同作用达到防冻胀破坏作用。

本发明与现状均质土坝护坡试验相比，具有如下优点：

1. 本发明利用土工膜和复合土工膜双重作用达到防渗效果，防渗效果明显优于其他材料；

2. 本发明将聚乙烯保温板作为防冰推变形缓冲层，聚乙烯保温板隔热效果好、不均匀变形小，防冰推能力强，防冻胀效果好；

3. 利用钢板通过螺栓连接角钢将土工膜、聚乙烯保温板和复合土工膜固定，进一步加固了保护体，同时方便拆卸与维护。

4. 本发明所用材料成本低、环保，克服了人工除冰代价高、危险性大等缺点。

本发明提供的水库输水塔防冻胀保护体经测试在冬季的冻胀量可以稳定的维持在0.2cm左右，同时表面温度为-20℃时，保护体内部10cm处能达到7℃，15cm处能够达到10℃，可以起到很好地防冻保护作用。

附图说明

图1 为本发明所述水库输水塔防冻胀方法的示意图。

图2 为本发明所述水库输水塔角钢与钢板连接示意图。

图3 为角钢与钢板连接示意图。

图1-图3中1为土工膜，2为聚乙烯保温板，3为复合土工膜，4为角钢，5为钢板，6为输水塔，7为螺栓。

具体实施方式：

本发明是提供一种水库输水塔防冻胀保护体及其设置方法，利用土工膜、聚乙烯保温板、复合土工膜作为防冻胀材料，即将土工膜和复合土工膜作为双重防渗材料阻止水分进入输水塔，同时利用聚乙烯保温板作为保温材料和克服冰推力变形材料，从而达到水库输水塔防冻胀效果。下面结合附图对本发明提供的水库输水塔防冻胀保护体及其设置方法进行具体说明。

实施例1

如图1所示，为本发明提供的一种水库输水塔防冻胀保护体，包括土工膜1、聚乙烯保温板2、复合土工膜3、角钢4和钢板5；其中土工膜1紧贴在水库输水塔6外表面，土工膜1外侧布置聚乙烯保温板2，在聚乙烯保温板2外侧面粘贴复合土工膜3，将角钢4卡在输水塔的棱角，然后用钢板5与角钢4连接。