一种库盆进水塔周边土工膜伸缩节装置
本技术涉及水利工程中土工膜，特别是一种库盆进水塔周边土工膜伸缩节装置。
背景技术：
1、土工膜是一种柔性防水材料，具有优越的防渗性能，已广泛应用于水库库盆防渗。例如，某抽水蓄能电站上水库采用全库盆土工膜防渗，取得了良好的防渗效果。但是，该工程在初期蓄水时曾发生两次严重渗漏，水库放空后发现渗漏区发生在土工膜与混凝土进水塔连接处、土工膜破坏处地基存在明显的不均匀沉降。由于蓄水后混凝土进水塔周边土工膜下可压缩土层在自重和库水压力作用下与进水塔之间发生了较大的不均匀沉降，导致土工膜局部受力过大而产生破坏，引起水库防渗体系局部失效，产生渗漏，对工程安全造成威胁。在该抽水蓄能电站失事案例中，在进水塔基底周边设有土工膜伸缩节，但是由于现有伸缩节设计本身存在的问题而使得其并未发挥作用。
2、对解决此类问题，现有的伸缩节设计可分为三种；第一种是折叠式设计，即在伸缩节处提前单向或双向地折叠一部分土工膜以期在其在受到较大应力的状态下可以拉开这部分被折叠的土工膜起到适应环境变形的作用。第二种是包埋式设计；即在土工膜铺设的环境下提前预留出一个坑，在此坑内包埋一些土工布材料，以期在其在受到较大应力的状态下坑内的土工布材料可以展开以适应环境的变形。第三种设计是凹槽式设计，即在原本铺设土工膜的地方预先挖开一条具有一定高度的凹槽，将土工膜沿着此凹槽布置，然后在其上方填埋一定量的砂石以定形。当受到较大应力时，设计状态下土工膜能顶开上方砂石以起到伸缩的作用。但是上述三种设计在实际施工中应用效果往往并不理想，一方面实际工程中伸缩节局部受到的应力大，其无法避免“夹具效应”；另一方面伸缩节本身预留沉降变形有限，无法适应复杂情况下较大的沉降变形。
3、因此，研发一种库盆进水塔周边土工膜伸缩节装置，对提升进水塔周边整体防渗安全性能和减少后期维护花费具有重要的现实意义和显著实用价值。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种新型的库盆进水塔周边土工膜伸缩节装置，提高土工膜在此情况下的服役能力，减少后期项目维修的成本。
2、为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
3、本实用新型公开了一种库盆进水塔周边土工膜伸缩节装置，包括预沉降坡和竖向伸缩节系统，预沉降坡设置于进水塔基座底部外侧，且竖向伸缩节系统围绕进水塔基座分布，所述竖向伸缩节系统包括土工膜波纹管、助滑机构和锚固机构；
4、所述土工膜波纹管具有竖向变形空间，土工膜波纹管下方在预沉降坡处连接土工膜；
5、所述助滑机构位于土工膜波纹管与进水塔基座之间，用于辅助土工膜波纹管伸缩；
6、所述锚固机构将土工膜波纹管上方固定在进水塔基座上；
7、所述预沉降坡用于协调土工膜波纹管与其下方地基之间的变形。
8、优选地，所述土工膜波纹管由多层环状土工膜依次相叠而成，且土工膜波纹管与土工膜一体成型。
9、优选地，所述助滑机构包括滑槽和滚轮，在进水塔基座的外侧预留有凹槽，所述滑槽设于凹槽内，滚轮在滑槽内自由滑动；
10、所述滑槽内滚轮的数量与土工膜波纹管的波谷数相对应，多个滚轮对应连接在每一个土工膜波纹管波谷端。
11、优选地，所述滑槽长度大于土工膜波纹管伸展状态下的长度。
12、优选地，所述凹槽的数量设置为多个，且多个凹槽呈环形阵列分布于进水塔基座外侧面上。
13、优选地，所述进水塔基座顶部设置有进水塔本体，且进水塔基座埋设于进水塔周边基底内，在进水塔周边基底的上表面覆盖有垫层，且土工膜覆盖在垫层顶部。
14、优选地，所述预沉降坡设置为进水塔基座底部周边布设的一圈锥台状土坡。
15、优选地，所述锚固机构设置为绳索或金属抱箍。
16、优选地，所述土工膜波纹管与土工膜的材质均采用hdpe土工膜。
17、本实用新型具有如下有益效果：
18、1、通过预沉降坡和竖向伸缩节系统对土工膜进行保护，土工膜波纹管作为可伸缩结构对荷载的感知更加灵敏，适应不同荷载作用的能力更强，配合滑槽和滚轮辅助土工膜波纹管进行伸缩，提高竖向伸缩节系统的稳定性，能够适应库盆进水塔基底地基变形，防止进水塔基座底部附近土工膜波纹管受力过大而产生破坏，还能避免土工膜波纹管扭转损坏，有效保障了土工膜波纹管的安全工作；
19、2、通过将土工膜波纹管与土工膜的组合结构套接在进水塔基座外侧，并覆盖在预沉降坡和垫层上，利用锚固机构固定顶端，并配合助滑机构的协调作用，无需进行人为或机械的控制，伸缩节系统在库水压力作用下自动适应进水塔周边地基沉降变形，该结构简单，便于运行维护。
技术特征：
1.一种库盆进水塔周边土工膜伸缩节装置，其特征在于：包括预沉降坡(23)和竖向伸缩节系统，预沉降坡(23)设置于进水塔基座(24)底部外侧，且竖向伸缩节系统围绕进水塔基座(24)分布，所述竖向伸缩节系统包括土工膜波纹管(12)、助滑机构和锚固机构(11)；
2.根据权利要求1所述的一种库盆进水塔周边土工膜伸缩节装置，其特征在于：所述土工膜波纹管(12)由多层环状土工膜依次相叠而成，且土工膜波纹管(12)与土工膜(22)一体成型。
3.根据权利要求1所述的一种库盆进水塔周边土工膜伸缩节装置，其特征在于：所述助滑机构包括滑槽(13)和滚轮(14)，在进水塔基座(24)的外侧预留有凹槽，所述滑槽(13)设于凹槽内，滚轮(14)在滑槽(13)内自由滑动；
4.根据权利要求3所述的一种库盆进水塔周边土工膜伸缩节装置，其特征在于：所述滑槽(13)长度大于土工膜波纹管(12)伸展状态下的长度。
5.根据权利要求3所述的一种库盆进水塔周边土工膜伸缩节装置，其特征在于：所述凹槽的数量设置为多个，且多个凹槽呈环形阵列分布于进水塔基座(24)外侧面上。
6.根据权利要求1所述的一种库盆进水塔周边土工膜伸缩节装置，其特征在于：所述进水塔基座(24)顶部设置有进水塔本体(21)，且进水塔基座(24)埋设于进水塔周边基底内，在进水塔周边基底的上表面覆盖有垫层(25)，且土工膜(22)覆盖在垫层(25)顶部。
7.根据权利要求1所述的一种库盆进水塔周边土工膜伸缩节装置，其特征在于：所述预沉降坡(23)设置为进水塔基座(24)底部周边布设的一圈锥台状土坡。
8.根据权利要求1所述的一种库盆进水塔周边土工膜伸缩节装置，其特征在于：所述锚固机构(11)设置为绳索或金属抱箍。
9.根据权利要求1所述的一种库盆进水塔周边土工膜伸缩节装置，其特征在于：所述土工膜波纹管(12)与土工膜(22)的材质均采用hdpe土工膜。
技术总结
本技术公开了一种库盆进水塔周边土工膜伸缩节装置，包括预沉降坡和竖向伸缩节系统，预沉降坡设置于进水塔基座底部外侧，且竖向伸缩节系统围绕进水塔基座分布，所述竖向伸缩节系统包括土工膜波纹管、助滑机构和锚固机构；所述土工膜波纹管具有竖向变形空间。本装置通过预沉降坡和竖向伸缩节系统对土工膜进行保护，土工膜波纹管作为可伸缩结构对荷载的感知更加灵敏，适应不同荷载作用的能力更强，配合滑槽和滚轮辅助土工膜波纹管进行伸缩，提高竖向伸缩节系统的稳定性，能够适应库盆进水塔基底地基变形，防止进水塔基座底部附近土工膜波纹管受力过大而产生破坏，还能避免土工膜波纹管扭转损坏，有效保障了土工膜波纹管的安全工作。
技术研发人员：吴俊成,岑威钧,王力波,李泉材,毛阳,陈轶骁,孔容川
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：20240420
技术公布日：2024/12/5