[发明专利]一种挖方渠道衬砌板下承压水精细调控装置及方法

说明书

本发明提供一种挖方渠道衬砌板下承压水精细调控装置及方法，所述装置包括潜水泵、水压传感器、水泵进水管、水泵出水管、密封塞、控制器、监控终端，潜水泵设于围堰内水面以下，水泵进水管和水泵出水管与潜水泵连接，渠道衬砌板底部设有排水孔，水泵进水管与水压传感器经密封塞包裹与渠道衬砌板底部的排水孔连接并形成密封，潜水泵通过第一线缆与控制器连接，水压传感器通过第二线缆与控制器连接，控制器通过第三线缆与监控终端连接。本发明体积小可移动，安装简便，在挖方衬砌下有承压水渠道检修时布置于围堰内，可实现衬砌板下水压力精细调控，以保证检修期衬砌板的安全稳定。

技术领域

本发明涉及南水北调中线工程等挖方渠段检修领域，具体是一种挖方渠道衬砌板下承压水精细调控装置及方法。

背景技术

承压水渗流控制是南水北调中线等挖方渠段衬砌板稳定安全的重要保障，是挖方渠段施工、运行及检修期渠道衬砌板和渠坡稳定安全关键工程措施之一。通常情况下有地下承压水的挖方渠段，在渠道衬砌板下砂垫层内铺设纵横向透水塑料管网，并在边坡坡脚或渠底板中间管网交叉部位设置逆止阀，通过逆止阀实现地下承压水自动排水减压，从而保证衬砌板不发生抗浮稳定问题；工程运行中，如果发生渠基承压水压力突然增加而逆止阀不能及时有效排水减压，将发生衬砌板抗浮失稳破坏，目前南水北调中线工程所发现的破坏现象绝大部分属于这种问题。

目前输水渠道维修通常利用围堰或节制闸抽干渠水形成大范围干地维修环境，这需要渠道中断输水。随着南水北调中线工程运行，渠道的检修维修需求日益增加；而南水北调中线工程已是沿线及北京等城市的重要水源，不能断水维修，这也是南水北调中线运维特殊要求。南水北调中线渠道水深通常在5m～8m，针对渠坡和渠底损坏的衬砌板维修目前只能采用水下维修，此方法不足之处在于，水下维修施工难度大，成本高。另外，也有采用围堰挡水但不抽干围堰内的水，形成静水围堰然后再进行水下维修，该方式不足之处在于，只能用于局部较浅的渠坡衬砌板维修，无法在渠道底部水位较深处维修。如果采用渠道不断水条件下形成局部干地围堰维修渠坡和渠底衬砌板，在挖方渠段且可能存在承压水的渠段必然会面临衬砌抗浮稳定问题。在可能存在承压水的挖方渠段，现有的渗控技术就是采用逆止阀自动排水减压，或在渠道外侧每隔一段布置深水井，维修期间，可以通过深水井抽水降低挖方段衬砌板下水压力。该方式的不足之处在于，在需要维修的渠段逆止阀通常是失效的，并且围堰抽水会造成衬砌板上下水压力差过大而失稳。另外，如通过渠道外侧深水井抽水减压的方式，维修开始前及过程中需要长时间大量抽水，并且需要采取可靠的监测手段监测衬砌板下水压力变化，这在实际难以实现。综上所述，目前已有的承压水渗流控制装置存在的问题主要有：

1、常规逆止阀在需要维修的渠段通常是失效的，围堰抽水过程中会造成衬砌板失稳。

2、常规渠道外侧深水井抽水降压，耗时且难以监测衬砌板下水压力变化。

3、当采用围堰内水下维修衬砌板时，施工难度大，成本高，且目前无法实现渠底施工。

发明内容

本发明提供一种挖方渠道衬砌板下承压水精细调控装置，解决了目前南水北调挖方渠段不中断输水条件下围堰干地维修施工过程中可能出现的衬砌板抗浮失稳问题；实现根据衬砌板下承压水安全阈值控制水泵启停，水压传感器可实现水压力1mm级精度控制，能实现自动实时动态排水减压，保证衬砌板为维修期间的安全稳定；本发明也是为解决南水北调中线不能断水维修的特殊运维环境首次提出的，填补了国内外空白。

一种挖方渠道衬砌板下承压水精细调控装置，包括潜水泵、水压传感器、水泵进水管、水泵出水管、密封塞、控制器、监控终端，潜水泵设于围堰内水面以下，水泵进水管和水泵出水管与潜水泵连接，渠道衬砌板底部设有排水孔，水泵进水管与水压传感器经密封塞包裹与渠道衬砌板底部的排水孔连接并形成密封，潜水泵通过第一线缆与控制器连接，水压传感器通过第二线缆与控制器连接，控制器通过第三线缆与监控终端连接。

进一步的，所述潜水泵由与控制器相连接的第一线缆供电，控制器根据水压传感器监测的水压信号与预设水压阈值控制潜水泵的启停。