一種水庫輸水塔防凍脹保護體及其設置方法

2023-05-03 21:47:06 5

一種水庫輸水塔防凍脹保護體及其設置方法
【專利摘要】本發明公開了一種水庫輸水塔防凍脹保護體及其設置方法，水庫輸水塔防凍脹保護體包括土工膜、聚乙烯保溫板、複合土工膜、角鋼和鋼板；其中土工膜設置在輸水塔外表面，聚乙烯保溫板設置於土工膜外表面，複合土工膜設置於聚乙烯保溫板外表面，角鋼設置於複合土工膜外側的輸水塔稜角處，鋼板與角鋼可拆卸連接；設置方法為先將土工膜緊貼在水塔外表面，再將聚乙烯保溫板覆蓋於土工膜上，將聚乙烯保溫板的四邊進行粘貼；然後再在聚乙烯保溫板外面粘貼複合土工膜，最后角鋼布置在輸水塔的稜角上，然後用鋼板通過螺栓與角鋼相連接，將保護體固定。本發明提供的水庫輸水塔防凍脹保護體可以很好的保護水庫輸水塔，防止其在低溫下的損壞。
【專利說明】一種水庫輸水塔防凍脹保護體及其設置方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於水利工程【技術領域】，具體涉及一種水庫輸水塔防凍脹保護體及其設置方法。
【背景技術】
[0002]北方寒冷地區，水庫輸水塔在冬季負溫作用下水面結冰，水庫輸水塔在冰推力作用下會產生凍脹破壞，目前，北方寒冷地區水庫每隔幾天需要人工採取除冰措施對輸水塔進行除冰，以減小對水庫輸水塔的凍脹破壞，而人工除冰增加了工程費用和除冰的難度，因此，開發一種防止水庫輸水塔凍脹破壞的措施，對北方寒冷地區水庫輸水塔的防凍脹具有重要的現實意義。
[0003]

【發明內容】

[0004]解決的技術問題:本發明目的在於為了解決現有技術的不足而提供一種水庫輸水塔防凍脹保護體及其設置方法。
[0005]技術方案:
一種水庫輸水塔防凍脹保護體，包括土工膜、聚乙烯保溫板、複合土工膜、角鋼和鋼板；其中土工膜設置在輸水塔外表面，聚乙烯保溫板設置於土工膜外表面，複合土工膜設置於聚乙烯保溫板外表面，角鋼設置於複合土工膜外側的輸水塔稜角處，鋼板與角鋼可拆卸連接。
[0006]所述的水庫輸水塔防凍脹保護體，可拆卸連接優選為螺栓連接。
[0007]所述的水庫輸水塔防凍脹保護體，土工膜優選為聚丙烯土工膜。
[0008]所述的水庫輸水塔防凍脹保護體，聚丙烯土工膜中優選添加有質量分數為3%的抗老化劑。
[0009]所述的水庫輸水塔防凍脹保護體，所述的複合土工膜優選為聚丙烯材料製成。
[0010]所述的水庫輸水塔防凍脹保護體，所述聚丙烯材料中優選添加有質量分數為3%的抗老化劑。
[0011]一種以上所述的水庫輸水塔防凍脹保護體的設置方法，步驟如下:
(1)將土工膜鋪設於輸水塔外表面；
(2)將聚乙烯保溫板鋪設於土工膜外側；
(3)將複合土工膜鋪設於聚乙烯保溫板外側；
(4)將角鋼分別設置在複合土工膜外側輸水塔的稜角上，將鋼板通過螺栓與角鋼相連接，將保護體內層結構固定。
[0012]以上所述的水庫輸水塔防凍脹保護體在水利工程中的應用。
[0013]有益效果:
本發明所述的水庫輸水塔防凍脹保護體其中各要素間相互協作的原理如下:(1)利用土工膜和複合土工膜的雙重作用防止水庫水分進入輸水塔；(2)聚乙烯保溫板具有防止水庫冰體對輸水塔的破壞作用，同時能適應凍脹變形不均勻作用，從而防止冰推力對輸水塔的破壞；(3)聚乙烯保溫板本身具有保溫防止凍脹破壞作用；(4) 土工膜、複合土工膜、聚乙烯保溫板通過相互協同作用達到防凍脹破壞作用。
[0014]本發明與現狀均質土壩護坡試驗相比，具有如下優點:
1.本發明利用土工膜和複合土工膜雙重作用達到防滲效果，防滲效果明顯優於其他材
料；
2.本發明將聚乙烯保溫板作為防冰推變形緩衝層，聚乙烯保溫板隔熱效果好、不均勻變形小，防冰推能力強，防凍脹效果好；
3.利用鋼板通過螺栓連接角鋼將土工膜、聚乙烯保溫板和複合土工膜固定，進一步加固了保護體，同時方便拆卸與維護。
[0015]4.本發明所用材料成本低、環保，克服了人工除冰代價高、危險性大等缺點。
[0016]本發明提供的水庫輸水塔防凍脹保護體經測試在冬季的凍脹量可以穩定的維持在0.2cm左右，同時表面溫度為_20°C時，保護體內部IOcm處能達到7°C，15cm處能夠達到10°C，可以起到很好地防凍保護作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發明所述水庫輸水塔防凍脹方法的示意圖。
[0018]圖2為本發明所述水庫輸水塔角鋼與鋼板連接示意圖。
[0019]圖3為角鋼與鋼板連接示意圖。
[0020]圖1-圖3中I為土工膜，2為聚乙烯保溫板，3為複合土工膜，4為角鋼，5為鋼板，6為輸水塔，7為螺栓。
[0021]【具體實施方式】:
本發明是提供一種水庫輸水塔防凍脹保護體及其設置方法，利用土工膜、聚乙烯保溫板、複合土工膜作為防凍脹材料，即將土工膜和複合土工膜作為雙重防滲材料阻止水分進入輸水塔，同時利用聚乙烯保溫板作為保溫材料和克服冰推力變形材料，從而達到水庫輸水塔防凍脹效果。下面結合附圖對本發明提供的水庫輸水塔防凍脹保護體及其設置方法進行具體說明。
[0022]實施例1
如圖1所示，為本發明提供的一種水庫輸水塔防凍脹保護體，包括土工膜1、聚乙烯保溫板2、複合土工膜3、角鋼4和鋼板5 ;其中土工膜I緊貼在水庫輸水塔6外表面，土工膜I外側布置聚乙烯保溫板2，在聚乙烯保溫板2外側面粘貼複合土工膜3，將角鋼4卡在輸水塔的稜角，然後用鋼板5與角鋼4連接。
[0023]如圖2所示，為本發明所述水庫輸水塔角鋼與鋼板連接示意圖，包括角鋼4，鋼板5，輸水塔6與螺栓7。其中角鋼4與鋼板5通過螺栓7進行連接。
[0024]如圖3所示，為角鋼與鋼板連接示意圖，可以看出鋼板5放置於角鋼4內側，通過螺栓7進行連接，使用過程中也可以將鋼板5放置於角鋼4外側通過螺栓連接，不影響使用效果。
[0025]本實施例中水庫輸水塔為正四稜柱，輸水塔邊長為5m，周長為20m，輸水塔高為20m ;所用的土工膜為300g/m2,厚為0.3mm,幅寬為2.0m ;聚乙烯保溫板為20kg/m3,厚為6cm，尺寸為5mX 2m(長X寬)；複合土工膜為300g/m2，厚為0.3mm ;幅寬為2m角鋼厚規格為40*5，長為2.2m ;鋼板厚為10mm，寬為100mm，長為4.9m ;螺栓7的直徑為10mm。
[0026]以上水庫輸水塔防凍脹保護體的設置方法如下:
(1)將土工膜I沿著輸水塔6外表面周長方向鋪設一層，鋪設一周後將土工膜I的末端粘貼在已鋪設好的土工膜I上；
(2)將4塊聚乙烯保溫板2沿著土工膜I外側面鋪設一層，將相鄰聚乙烯保溫板的四邊用膠帶進行粘貼；
(3)在鋪設完畢的聚乙烯保溫板2的外側面沿周長鋪設一層複合土工膜3，複合土工膜3的繞聚乙烯保溫板2 —周后，用土工膜焊接機將複合土工膜3的末端粘貼在已鋪設好的複合土工膜3上；
(4)將角鋼4布置在輸水塔的稜角上，然後用8塊鋼板5通過螺栓7與角鋼4相連接，正四稜柱4個面各用2塊鋼板，並將土工膜1、聚乙烯保溫板2和複合土工膜3固定在輸水塔6上。
[0027]本實施例中土工膜I和複合土工膜3都由聚丙烯材料製備而成，因通過試驗表明該材料能夠更好地適應低溫環境，在低溫環境下性能穩定，能夠起到優良的防漏效果；同時聚丙烯材料中含有質量分數為3%的抗老化劑，能夠起到很好的抗老化作用。因為通過反覆對比試驗得出在含有質量分數為3%的抗老化劑時抗老化作用最好，膜的使用壽命也更長。當然在實際使用過程中也可以選用其他材料製備的土工膜和複合土工膜，以及是否加入抗氧化劑和加入抗氧化劑的量，這些都屬於本發明的保護範圍內，本實施例只是通過試驗得出的最優實施例。
[0028]在本發明的水庫輸水塔防凍脹保護體表面垂直安裝位移傳感器、溫度傳感器，進行效果測試，試驗結果如下:
本發明水庫輸水塔防凍脹保護體凍脹量
【權利要求】
1.一種水庫輸水塔防凍脹保護體，其特徵在於，包括土工膜(I)、聚乙烯保溫板(2)、複合土工膜(3)、角鋼(4)和鋼板(5);其中土工膜(I)設置在輸水塔外表面，聚乙烯保溫板(2)設置於土工膜(I)外表面，複合土工膜(3)設置於聚乙烯保溫板(2)外表面，角鋼(4)設置於複合土工膜(3)外側的輸水塔稜角處，鋼板(5)與角鋼(4)可拆卸連接。
2.根據權利要求1所述的水庫輸水塔防凍脹保護體，其特徵在於，可拆卸連接為螺栓連接。
3.根據權利要求1所述的水庫輸水塔防凍脹保護體，其特徵在於，土工膜(I)為聚丙烯土工膜。
4.根據權利要求3所述的水庫輸水塔防凍脹保護體，其特徵在於，聚丙烯土工膜中添加有質量分數為3%的抗老化劑。
5.根據權利要求1所述的水庫輸水塔防凍脹保護體，其特徵在於，複合土工膜(3)為聚丙烯材料製成。
6.根據權利要求5所述的水庫輸水塔防凍脹保護體，其特徵在於，聚丙烯材料中添加有質量分數為3%的抗老化劑。
7.—種權利要求1-6任一項所述的水庫輸水塔防凍脹保護體的設置方法，其特徵在於，步驟如下: (1)將土工膜(I)鋪設於輸水塔外表面； (2)將聚乙烯保溫板(2)鋪設於土工膜(I)外側； (3)將複合土工膜(3)鋪設於聚乙烯保溫板(2)外側； (4)將角鋼(4)分別設置在複合土工膜(3)外側輸水塔的稜角上，將鋼板(5)通過螺栓與角鋼(4)相連接，將保護體內層結構固定。
8.權利要求1-6任一項所述的水庫輸水塔防凍脹保護體在水利工程中的應用。
【文檔編號】E02D31/10GK103806472SQ201410083864
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年3月7日 優先權日:2014年3月7日
【發明者】李卓, 範光亞, 何勇軍, 盛金保 申請人:南京水利科學研究院