一种用于坞口的充气式止水结构的制作方法

1.本实用新型涉及船坞止水技术领域，尤其涉及一种用于坞口的充气式止水结构。

背景技术：

2.干坞是用于浇筑沉管隧道管节的大型基坑，位于岸边地面以下，有坞口通向水域以浮运沉管管节，并设有坞门；关闭坞门后能将水排干以浇筑沉管管节，是建造沉管隧道的重要构筑物，坞口通过设置止水带进行密封。
3.坞门止水带的作用是阻止水通过坞门、坞墩和坞坎组成的构筑物，使特定区域实现无水施工环境，坞门止水带通常以以下两种方式实现：
4.(1)传统的橡胶止水带：坞门止水带设计参考水闸橡胶止水带设计，坞门与坞墩、坞坎之间设置橡胶止水带，坞门在水压力作用下，对坞墩和坞坎产生压力，压力挤压橡胶止水带，橡胶止水带变形，抵抗水压力，阻止水通过门缝。
5.(2)充气气囊封门止水技术(如cn1970890 a所述)：充气气囊封门止水技术，属于水工工程的施工领域。水工工程施工经常要对水下洞口等进行临时密封，便需解决水下封门的止水问题。此项技术用充气气囊对水下临时封门进行止水，主要应用于沉箱及其他箱体预留孔洞的临时封门止水、涵管的临时封门止水，坞门的止水。
6.上述两种密封结构已有实际工程应用，但是也有其不足的地方：
7.(1)方式一采用被动式止水，坞门两侧的水压差使橡胶止水带形变。水压较大时，橡胶承担较大的压力，对橡胶材料要求高，不但要求具有柔韧性，而且要求具有较大抗压强度；水压较小时，橡胶形变量小，密封效果差。坞门三边设置止水带，在水压力作用下，竖直止水带和水平止水带交接处，坞门发生翘曲，水压力较小，橡胶止形变不足，容易漏水。
8.(2)方式二中充气气囊适用于一次性临时封门进行止水，应用在坞门缝间，由于坞门需多次打开关闭，且需要船只拖拉，运输过程中容易对气囊造成损伤，气囊失去密封作用。除此之外，临江或者临海坞门，水压力变化较大，气囊需要维持较大的气压，保证应对最大水压力，因此，对气囊气密性要求极高。

技术实现要素：

9.本实用新型针对上述现有的技术缺陷，提供一种用于坞口的充气式止水结构，利用坞门上设置的半圆弧槽，可使气囊在抽气后回缩于槽内，防止气囊在坞门开关过程中出现损伤。
10.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于坞口的充气式止水结构，包括由坞墩和坞坎形成的坞口以及对坞口进行封闭的坞门，所述坞墩和坞坎与所述坞门之间设有止水结构，所述止水结构包括设于所述坞门上的气囊以及用于对气囊进行充气和抽气的稳压调节装置，所述气囊的另一端封闭，所述气囊沿坞口边缘延伸，且所述坞门中与坞墩和坞坎相接触的端面上凹设有用于容纳气囊的第一半圆弧槽，所述坞墩和坞坎上在对应第一半圆弧槽的位置处设有第二半圆弧槽，以使所述气囊充气后填充于第一半圆弧槽和第二
半圆弧槽中形成密封结构，抽气后气囊回缩于所述第一半圆弧槽内。
11.进一步的，所述坞墩和坞坎上均通过紧固件安装有具有所述第二半圆弧槽的槽钢。
12.进一步的，所述坞墩和坞坎与所述坞门之间还设有位于槽钢两侧的枕木。
13.进一步的，所述枕木通过紧固件固定于所述坞墩和坞坎上，且所述枕木与所述坞墩和坞坎之间均设有钢垫块。
14.进一步的，所述气囊通过卡合和/或粘合的方式固定于所述第一半圆弧槽内。
15.进一步的，所述气囊的两侧沿其长度均设有凸耳，所述第一半圆弧槽的两侧均凹设有容纳所述凸耳的卡槽。
16.进一步的，所述气囊通过环氧树脂粘合固定于所述第一半圆弧槽内
17.进一步的，所述稳压调节装置包括与气囊连通的正负压两用气泵以及用于控制正负压两用气泵的控制器。
18.进一步的，所述稳压调节装置还包括用于监测气囊内气压的气压传感器以及多个设于坞门上并用于监测水压的水压传感器，所述正负压两用气泵、气压传感器和水压传感器分别与所述控制器电连接。
19.进一步的，所述水压传感器设于坞门的后端面并沿坞门的宽度分布设置。
20.进一步的，所述水压传感器与气囊的最低点齐平。
21.本实用新型具有以下有益效果：
22.1)坞门关闭时，利用稳压调节装置为气囊进行充气，以使气囊膨胀并填充于两半圆弧槽内，以此实现坞墩和坞坎与坞门之间飞密封封闭；坞门打开时，利用稳压调节装置对气囊进行向外抽气，气囊处于负压状态，气囊会由膨胀的“o”形变成内缩的“u”形，使气囊在抽气后回缩于槽内后再打开坞门，防止气囊在坞门开关过程中出现损伤；坞门再次就位关闭，气囊再次进行充气膨胀即可恢复“o”形，达到止水作用，循环变形使用。
23.2)气囊通过充气的方式主动受力，整体受力均匀，使自身均匀形变，填充坞门与坞墩、坞坎之间的门缝，防止局部漏水。
24.3)通过设置的水压传感器和气压传感器来分布采集气囊的气压和水压，再通过控制器来控制正负压两用气泵的运行，保证气囊内的气压压强始终保持在1-1.05倍水压压强上，可降低气囊的气密性要求，这样可利用持续性的充气和气压检测来确保气囊对坞口的密封性，长期保持止水效果。
25.4)水压传感器与气囊的最低点齐平，即其检测的水压为气囊最低处所受到的水压，而通过该最低处的水压来调整气囊的气压，使气囊不受坞门两侧水位差压力的影响而导致局部气密性差的问题，且利用枕木对坞门的支撑作用，降低了坞门对气囊施加的直接压力，从而不必要求气囊具有较高的抗压强度。
26.本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
27.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：
28.图1为实施例中用于坞口的充气式止水结构的正面透视图；
29.图2为图1中的俯面剖视图；
30.图3为图1中的侧面剖视图；
31.图4为图2中坞门与坞墩之间设置止水结构的局部示意图；
32.图5为图4中气囊抽气后回缩成u形的示意图；
33.图6为图3中坞门与坞坎之间设置止水结构的局部示意图；
34.图7为实施例中稳压调节装置的连接示意图。
具体实施方式
35.为了更充分的理解本实用新型的技术内容，下面将结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步介绍和说明；需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系未给予附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本使用信心和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的部件等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
36.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.实施例1
38.如图1-4所示，本实施例所示的一种用于坞口的充气式止水结构，其中，坞口的形成主要是由两个左右设置的坞墩2和横跨设于两坞墩2下端的坞坎3围闭而成的u形口，该坞口一般利用可活动式的坞门1对其进行封闭，利用坞门的开启与关闭来实现坞口水流的通断，而为了实现坞门关闭时的水密性，在坞墩2和坞坎3与坞门1之间设有止水结构10，该止水结构10包括固定设于坞门1上且充气后截面为“o”形的气囊5以及用于对气囊5进行充气和抽气的稳压调节装置6，气囊5的另一端封闭，气囊5沿坞口边缘延伸，即气囊沿两坞墩和坞墩的边缘设置，气囊5延伸后形成环绕坞口设置的u字形(如图1所示)，且坞门1中与坞墩2和坞坎3相接触的前端端面上凹设有用于容纳气囊5的第一半圆弧槽21，坞墩2和坞坎3上在对应第一半圆弧槽的位置处设有第二半圆弧槽41，使气囊充气后一半位于第一半圆弧槽21中，另一半位于第二半圆弧槽中，以使气囊充气后填充于第一半圆弧槽和第二半圆弧槽中并形成抵紧的密封结构，另外因气囊是固定于坞门上的，即气囊充气后其一半部分才会填充于第二半圆弧槽中，而抽气后位于第二半圆弧槽中的气囊会回缩于入第一半圆弧槽内，使气囊形成一u形结构。
39.上述中，坞门关闭时，利用稳压调节装置为气囊进行充气，以使气囊膨胀并填充于两半圆弧槽内，以此实现坞墩和坞坎与坞门之间飞密封封闭；坞门打开时，利用稳压调节装置对气囊进行向外抽气，气囊处于负压状态，气囊会由膨胀的“o”形变成内缩的“u”形(如图5所示)，使气囊在抽气后回缩于槽内后再打开坞门，防止气囊在坞门开关过程中出现损伤；坞门再次就位关闭，气囊再次进行充气膨胀即可恢复“o”形，达到止水作用，循环变形使用；气囊通过充气的方式主动受力，整体受力均匀，使自身均匀形变，填充坞门与坞墩、坞坎之
间的门缝，防止局部漏水。
40.具体的，坞墩2和坞坎3上均通过紧固件8安装有具有第二半圆弧槽41的槽钢4；在具体运用过程中，一般来说，坞墩2和坞坎3均采用混泥土浇筑而成，在其上开圆弧槽的话会形成粗糙不平的面，一是不方便与充气后的气囊形成紧密接触，二是容易对气囊进行磨损而导致气囊损坏，因此此处中增加具有第二半圆弧槽41的槽钢4来与气囊进行配合实现密封，而槽钢上的槽方便加工且表面平整。
41.本实施例中，坞墩2和坞坎3与坞门1之间还设有位于槽钢4两侧的枕木7，利用枕木来对坞门进行支撑，用于降低坞门对气囊施加的直接压力，从而不必要求气囊具有较高的抗压强度；具体的，枕木7通过紧固件8固定于坞墩2和坞坎3上，且枕木7与坞墩2和坞坎3之间均设有钢垫块9，一是为了加大其与坞墩2和坞坎3之间的接触面积，以分散承受的压力，二是提高受压处的强度，避免坞墩2和坞坎3的受压出现损坏。
42.本实施例中，气囊5通过卡合和/或粘合的方式固定于第一半圆弧槽21内；具体的，气囊5的两侧沿其长度均设有凸耳51，第一半圆弧槽21的两侧均凹设有容纳凸耳51的卡槽22，利用卡合的结构方便更换气囊；当然的是，卡合和粘合可同时使用，可进一步增加气囊和坞门之间的结合力和密封性，即在上述卡合的基础上，气囊5通过环氧树脂粘合固定于第一半圆弧槽21内。
43.本实施例中，如图7所示，稳压调节装置6包括与气囊5连通的正负压两用气泵11、用于控制正负压两用气泵11的控制器12、与气囊连通并用于监测气囊5内气压的气压传感器13以及多个设于坞门1上并用于监测水压的水压传感器14，正负压两用气泵11、气压传感器13和水压传感器14分别与控制器12电连接，利用正负压两用气泵11来实现对气囊的充气和抽气，而控制器的则用来控制正负压两用气泵11开启正压模式对气囊进行充气或开启负压模式对气囊进行抽气；还通过设置的水压传感器和气压传感器来分布采集气囊的气压和水压，再通过控制器来控制正负压两用气泵的运行，保证气囊内的气压压强始终保持在1-1.05倍水压压强上，可降低气囊的气密性要求，这样可利用持续性的充气和气压检测来确保气囊对坞口的密封性，长期保持止水效果。
44.本实施例中，水压传感器14有三个，且均设于坞门的后端受压的端面上并沿坞门的宽度分布设置，即三个水压传感器14分设于坞门的后端两侧和中间处，可得到多点处的水压，并以最大的水压来调节气囊内的气；另外水压传感器14与气囊5的最低点齐平，即水压传感器设于气囊所位于的最低水位处，即其检测的水压为气囊最低处所受到的水压，而通过该最低处的水压来调整气囊的气压，使气囊不受坞门两侧水位差压力的影响而导致局部气密性差的问题。
45.于其它实施例中，紧固件为螺栓。
46.实施例2
47.本实施例所示的一种用于坞口的充气式止水结构的施工方法，用于修建如实施例1所述的充气式止水结构，具体包括以下步骤：
48.第一步：场地平整，施工围堰，施工坞墩、坞坎以及垫层，其中坞墩和坞坎预埋具有第二半圆弧形才的槽钢，且两者中预埋的槽钢相连；
49.第二步：在工厂中利用钢材制作具有第一半圆弧形槽的坞门，将气囊卡合嵌入坞门，并利用将环氧树脂粘合气囊和坞门；
50.第三步：在坞门上安装水压传感器、气压传感器、正负压两用气泵和控制器，正负压两用气泵与气囊的一端连接；
51.第四步：操作正负压两用气泵开启负压模式，抽取气囊内的空气，成负压状态，而后封闭气囊的第一端端口，运输至施工现场；
52.第五步：坞门拖移至关闭位置，操作正负压两用气泵开启正压模式，气囊充满门缝，实现止水作用，施工场地内即可开始抽水。
53.以上对本实用新型实施例所提供的术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

技术特征：

1.一种用于坞口的充气式止水结构，包括由坞墩和坞坎形成的坞口以及对坞口进行封闭的坞门，其特征在于，所述坞墩和坞坎与所述坞门之间设有止水结构，所述止水结构包括设于所述坞门上的气囊以及用于对气囊进行充气和抽气的稳压调节装置，所述气囊的另一端封闭，所述气囊沿坞口边缘延伸，且所述坞门中与坞墩和坞坎相接触的端面上凹设有用于容纳气囊的第一半圆弧槽，所述坞墩和坞坎上在对应第一半圆弧槽的位置处设有第二半圆弧槽，以使所述气囊充气后填充于第一半圆弧槽和第二半圆弧槽中形成密封结构，气囊抽气后回缩于所述第一半圆弧槽内。2.根据权利要求1所述的用于坞口的充气式止水结构，其特征在于，所述坞墩和坞坎上均通过紧固件安装有具有所述第二半圆弧槽的槽钢。3.根据权利要求2所述的用于坞口的充气式止水结构，其特征在于，所述坞墩和坞坎与所述坞门之间还设有位于槽钢两侧的枕木。4.根据权利要求3所述的用于坞口的充气式止水结构，其特征在于，所述枕木通过紧固件固定于所述坞墩和坞坎上，且所述枕木与所述坞墩和坞坎之间均设有钢垫块。5.根据权利要求4所述的用于坞口的充气式止水结构，其特征在于，所述气囊通过卡合和/或粘合的方式固定于所述第一半圆弧槽内。6.根据权利要求5所述的用于坞口的充气式止水结构，其特征在于，所述气囊的两侧沿其长度均设有凸耳，所述第一半圆弧槽的两侧均凹设有容纳所述凸耳的卡槽。7.根据权利要求5所述的用于坞口的充气式止水结构，其特征在于，所述气囊通过环氧树脂粘合固定于所述第一半圆弧槽内。8.根据权利要求1-7任一项所述的用于坞口的充气式止水结构，其特征在于，所述稳压调节装置包括与气囊连通的正负压两用气泵以及用于控制正负压两用气泵的控制器。9.根据权利要求8所述的用于坞口的充气式止水结构，其特征在于，所述稳压调节装置还包括用于监测气囊内气压的气压传感器以及多个设于坞门上并用于监测水压的水压传感器，所述正负压两用气泵、气压传感器和水压传感器分别与所述控制器电连接。10.根据权利要求9所述的用于坞口的充气式止水结构，其特征在于，所述水压传感器设于坞门的后端面并沿坞门的宽度分布设置，且所述水压传感器与气囊的最低点齐平。

技术总结

本实用新型公开了一种用于坞口的充气式止水结构，包括由坞墩和坞坎形成的坞口以及对坞口进行封闭的坞门，所述坞墩和坞坎与所述坞门之间设有止水结构，所述止水结构包括设于所述坞门上的气囊以及用于对气囊进行充气和抽气的稳压调节装置，所述气囊的另一端封闭，所述气囊沿坞口边缘延伸，且所述坞门中与坞墩和坞坎相接触的端面上凹设有用于容纳气囊的第一半圆弧槽，所述坞墩和坞坎上在对应第一半圆弧槽的位置处设有第二半圆弧槽，以使所述气囊充气后填充于第一半圆弧槽和第二半圆弧槽中形成密封结构，气囊抽气后回缩于所述第一半圆弧槽内。本实用新型利用坞门上设置的半圆弧槽，可使气囊在抽气后回缩于槽内，防止气囊在坞门开关过程中出现损伤。坞门开关过程中出现损伤。坞门开关过程中出现损伤。