本發(fā)明屬于水利工程，特別涉及一種快速封堵堤壩潰決口的裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、堤壩作為水利工程的重要組成部分，在防洪抗災(zāi)中扮演著關(guān)鍵角色。然而，隨著全球氣候變化加劇和極端天氣事件頻發(fā)，河流和湖泊水位的劇烈波動(dòng)使堤壩的安全性面臨更大的挑戰(zhàn)，特別是堤壩潰決已成為堤壩安全管理中的一大難題。潰壩若不及時(shí)有效地進(jìn)行封堵，潰決口會(huì)越來越大，從而引發(fā)嚴(yán)重的水災(zāi)，給人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重威脅。

2、現(xiàn)有的堤壩潰決封堵技術(shù)包括拋石堵口法、鉛絲籠裝石拋堵法、打樁進(jìn)占法、沉船堵口法、關(guān)門合龍法等。拋石堵口法、鉛絲籠裝石拋堵法、沉船堵口法等是利用石料或裝滿石塊或土袋的船只本身的重量來封堵決口。但是堤壩決口處水流湍急，單個(gè)的拋石或鉛絲籠裝石重量不足以抵抗水流產(chǎn)生的推力，易被水流沖走，短時(shí)間內(nèi)不易完成封堵，存在決堤口擴(kuò)大的風(fēng)險(xiǎn)。而沉船堵口法采用體積較大的船體作為封堵物，代價(jià)高昂，船體會(huì)受到水流的橫向沖刷力，操作不當(dāng)?shù)脑?，存在翻船的危險(xiǎn)，同時(shí)船體都有一定的吃水深度，能否采用船體封堵取決于決口處水位深度。

3、現(xiàn)有潰口封堵技術(shù)均是采用人工拋石封堵，拋石之后依靠封堵物的自重來堵住潰口，沒有辦法避免所填封堵物被水流沖刷，不能完全按照操作者的計(jì)劃封堵在所拋位置。因此，有必要提出一種可以按照操作者意愿快速封堵堤壩潰決口的裝置及封堵方法來解決堤壩潰壩口的快速封堵問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種快速封堵堤壩潰決口的裝置及方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中封堵堤壩潰決口花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)且操作較為復(fù)雜、但無法保證封堵質(zhì)量的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

3、一種快速封堵堤壩潰決口的裝置，包括鋼管樁，鋼管樁打設(shè)在潰決口四角的堤壩上；

4、封堵網(wǎng)，鋪設(shè)在潰決口處，并在封堵網(wǎng)內(nèi)堆填有封堵物；

5、滑輪組，包括定滑輪組和動(dòng)滑輪組，定滑輪組固定在所述鋼管樁的上部，動(dòng)滑輪組通過調(diào)整繩索的纏繞與定滑輪組連接，調(diào)整繩索的一端固定在定滑輪組上，另一端與固定在堤壩上的卷?yè)P(yáng)機(jī)連接；

6、凱夫拉牽引繩，凱夫拉牽引繩的一端與動(dòng)滑輪組連接，另一端以多點(diǎn)連接的方式與所述封堵網(wǎng)的邊緣連接。

7、所述鋼管樁包括依次螺紋連接的鋼管樁上節(jié)、若干鋼管樁中節(jié)和鋼管樁下節(jié)，鋼管樁上節(jié)的側(cè)面設(shè)置有螺紋口，用于連接所述定滑輪組的螺栓安裝在螺紋口中。

8、所述鋼管樁下節(jié)的底部設(shè)置有錐尖，側(cè)面設(shè)置有螺旋形承壓板。

9、所述封堵網(wǎng)的四邊采用雙層縫合加固結(jié)構(gòu)，并在縫合處使用高強(qiáng)度聚酯纖維線，雙層縫合加固結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌設(shè)有凱夫拉繩。

10、所述鋼管樁頂部設(shè)置有激光位移傳感器，所述封堵網(wǎng)位于水流方向上的兩邊邊部設(shè)置有作為激光定位標(biāo)志的反射板，激光位移傳感器與堤壩上設(shè)置的自動(dòng)控制器信號(hào)連接。

11、所述凱夫拉牽引繩和封堵網(wǎng)之間設(shè)置有拉力傳感器，拉力傳感器與堤壩上設(shè)置的控制器信號(hào)連接。

12、所述控制器設(shè)置在潰決口兩側(cè)的堤壩上，分別與同側(cè)的激光位移傳感器及拉力傳感器連接，并控制同側(cè)的卷?yè)P(yáng)機(jī)工作。

13、所述鋼管樁上節(jié)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)，每個(gè)鋼管樁上節(jié)連接一個(gè)定滑輪組。

14、本發(fā)明提出的另一個(gè)技術(shù)方案為：一種快速封堵堤壩潰決的方法，該方法采用所述的快速封堵堤壩潰決口的裝置，包括如下步驟：

15、第一步，根據(jù)堤壩潰決口的大小和形狀，選擇相匹配的封堵網(wǎng)；

16、第二步，組裝鋼管樁，并將鋼管樁打設(shè)在潰決口四角的堤壩上，直至樁底到達(dá)堅(jiān)硬的、不透水的土層；

17、第三步，將定滑輪組安裝在鋼管樁上，然后將調(diào)整繩索的一端固定在定滑輪組的支架上，另一端多次繞過動(dòng)滑輪組和定滑輪組后連接在對(duì)應(yīng)的卷?yè)P(yáng)機(jī)上；

18、第四步，將凱夫拉牽引繩的一端與動(dòng)滑輪組的支架連接，另一端以多點(diǎn)連接的方式通過拉力傳感器連接在封堵網(wǎng)的邊緣；

19、第五步，啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，將封堵網(wǎng)在水流方向的兩端提起一定的高度，確保封堵網(wǎng)能夠覆蓋潰決口；

20、第六步，在封堵網(wǎng)內(nèi)堆放封堵物對(duì)潰決口進(jìn)行封堵。

21、進(jìn)一步的，第六步中，首先在封堵網(wǎng)底部鋪設(shè)裝滿礫石的防水袋，形成基礎(chǔ)層；然后在基礎(chǔ)層上堆放砂袋，砂袋應(yīng)按照從外向內(nèi)、從低到高的順序進(jìn)行擺放，形成多層次的封堵結(jié)構(gòu)。

22、具體的，封堵網(wǎng)的上端設(shè)置有激光定位標(biāo)志，作為激光位移傳感器的靶標(biāo)，激光位移傳感器持續(xù)監(jiān)測(cè)靶標(biāo)的位移；在進(jìn)行第六步操作或完成封堵后，當(dāng)靶標(biāo)在順?biāo)鞣较蛭灰瞥^一定值時(shí)，激光位移傳感器將位移信號(hào)發(fā)送至自動(dòng)控制器，控制堤壩上的卷?yè)P(yáng)機(jī)啟動(dòng)，拉緊封堵網(wǎng)，保證所填封堵物按要求堆放在計(jì)劃位置；當(dāng)封堵物拉緊后，激光位移傳感器測(cè)量出靶標(biāo)所在位置，向自動(dòng)控制器發(fā)送信號(hào)，自動(dòng)控制器停止卷?yè)P(yáng)機(jī)工作。

23、具體的，在進(jìn)行第六步操作或完成封堵后，當(dāng)拉力傳感器所測(cè)拉力高于某一定值時(shí)，通過自動(dòng)控制器發(fā)送卷?yè)P(yáng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)，釋放凱夫拉牽引繩，減小凱夫拉牽引繩受力，拉力達(dá)到一定值后，停止卷?yè)P(yáng)機(jī)；當(dāng)拉力傳感器所測(cè)拉力低于某一定值時(shí)，通過自動(dòng)控制器發(fā)送卷?yè)P(yáng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)，拉緊凱夫拉牽引繩，增大凱夫拉牽引繩受力，拉力達(dá)到一定值后，停止卷?yè)P(yáng)機(jī)。

24、本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：1、本發(fā)明的方法和裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，施工步驟簡(jiǎn)單，通過合理配置滑輪組和鋼管樁，能夠迅速完成封堵工作，大大縮短了應(yīng)急處置的時(shí)間，適合應(yīng)對(duì)突發(fā)性的堤壩潰決災(zāi)害。

25、2、本發(fā)明減少了傳統(tǒng)圍堵方法中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的破壞，施工過程中無需大規(guī)模的土方作業(yè)，且裝置可重復(fù)使用，減少了對(duì)環(huán)境的影響，有助于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的堤壩管理。

26、3、本發(fā)明能夠適應(yīng)不同大小的管涌口和各種復(fù)雜的地質(zhì)條件，動(dòng)滑輪組的設(shè)計(jì)使得封堵裝置能夠適應(yīng)不同的水流強(qiáng)度和地形變化，具有廣泛的適用性和較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。

27、4、本發(fā)明采用激光位移傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多功能網(wǎng)的位移，并自動(dòng)控制卷?yè)P(yáng)機(jī)啟動(dòng)與停止，可保證潰決口封堵物的有效效果。

28、5、本發(fā)明所采用的網(wǎng)和滑輪組等材料具有較高的性價(jià)比，且設(shè)計(jì)易于安裝和拆卸，降低了應(yīng)急處置的材料和設(shè)備成本，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)特征：

1.一種快速封堵堤壩潰決口的裝置，其特征在于，包括鋼管樁，鋼管樁打設(shè)在潰決口四角的堤壩上；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速封堵堤壩潰決口的裝置，其特征在于，所述鋼管樁包括依次螺紋連接的鋼管樁上節(jié)、若干鋼管樁中節(jié)和鋼管樁下節(jié)，鋼管樁上節(jié)的側(cè)面設(shè)置有螺紋口，用于連接所述定滑輪組的螺栓安裝在螺紋口中。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速封堵堤壩潰決口的裝置，其特征在于，所述鋼管樁下節(jié)的底部設(shè)置有錐尖，側(cè)面設(shè)置有螺旋形承壓板。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速封堵堤壩潰決口的裝置，其特征在于，所述封堵網(wǎng)的四邊采用雙層縫合加固結(jié)構(gòu)，并在縫合處使用高強(qiáng)度聚酯纖維線，雙層縫合加固結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌設(shè)有鋼絲繩。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速封堵堤壩潰決口的裝置，其特征在于，所述鋼管樁頂部設(shè)置有激光位移傳感器，所述封堵網(wǎng)位于水流方向上的上端邊部設(shè)置有作為激光定位標(biāo)志的反射板，激光位移傳感器與堤壩上設(shè)置的自動(dòng)控制器信號(hào)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的快速封堵堤壩潰決口的裝置，其特征在于，所述凱夫拉牽引繩和封堵網(wǎng)之間設(shè)置有拉力傳感器，拉力傳感器與堤壩上設(shè)置的自動(dòng)控制器信號(hào)連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的快速封堵堤壩潰決口的裝置，其特征在于，所述自動(dòng)控制器設(shè)置在潰決口兩側(cè)的堤壩上，分別與同側(cè)的激光位移傳感器及拉力傳感器連接，并控制同側(cè)的卷?yè)P(yáng)機(jī)工作。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速封堵堤壩潰決口的裝置，其特征在于，所述鋼管樁上節(jié)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)，每個(gè)鋼管樁上節(jié)連接一個(gè)定滑輪組。

9.一種快速封堵堤壩潰決口的方法，該方法采用權(quán)利要求1-8所述的快速封堵堤壩潰決口的裝置，其特征在于，包括如下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的快速封堵堤壩潰決的方法，其特征在于，第六步中，首先在封堵網(wǎng)底部鋪設(shè)裝滿礫石的防水袋，形成基礎(chǔ)層；然后在基礎(chǔ)層上堆放砂袋，砂袋應(yīng)按照從外向內(nèi)、從低到高的順序進(jìn)行擺放，形成多層次的封堵結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種快速封堵堤壩潰決口的裝置及方法，該裝置包括鋼管樁，鋼管樁打設(shè)在潰決口四角的堤壩上；封堵網(wǎng)，鋪設(shè)在潰決口處，并在封堵網(wǎng)內(nèi)堆填有封堵物；滑輪組，包括定滑輪組和動(dòng)滑輪組，定滑輪組固定在所述鋼管樁的上部，動(dòng)滑輪組通過調(diào)整繩索的纏繞與定滑輪組連接，調(diào)整繩索一端固定在定滑輪組上，另一端與堤壩上的卷?yè)P(yáng)機(jī)連接；凱夫拉牽引繩，其一端與動(dòng)滑輪組連接，另一端以多點(diǎn)連接的方式與封堵網(wǎng)邊緣連接；所述方法包括鋼管樁打設(shè)、滑輪組安裝、滑輪組與封堵網(wǎng)連接以及封堵結(jié)構(gòu)形成等步驟。本發(fā)明能夠迅速有效地對(duì)堤壩潰口進(jìn)行封堵，避免更嚴(yán)重的水土流失和堤防失穩(wěn)，同時(shí)減少傳統(tǒng)封堵方法中人工操作的復(fù)雜性和時(shí)間耗費(fèi)。

技術(shù)研發(fā)人員：邊漢亮,張宗立,張建偉,徐向春,溫森,王永鋒,于永超,張光輝,楊青波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9