本发明专利技术涉及一种水利工程汛期险情预测方法，特别涉及一种对洪水期间穿堤涵闸险情进行预测，为防汛抢险提供预警手段的方法，其IPC国际专利分类号E02B 1/00，属于水利领域。本发明专利技术的预测方法，利用检测设备对涵闸与大堤的土石结合部的土样进行检测，确定涵闸土石结合部位在各级水头下的破坏情况，进而对涵闸在各级洪水时的出险情况进行预测，为防汛抢险提供预警和决策依据。本发明专利技术的方案，实用性强，操作简单，投资少，可以在大江大河的防汛抢险中推广应用。
【技术实现步骤摘要】
： 本专利技术涉及一种水利工程汛期险情预测方法，特别涉及一种对洪水期间穿堤涵闸 险情进行预测，为防汛抢险提供预警手段的方法，其IPC国际专利分类号E02B 1/00,属于 水利领域。
技术介绍
： 为了引黄河水，在黄河大堤上建有引黄涵闸，这些穿堤涵闸与堤防的土石结合部 是堤防的薄弱环节，素有"一涵闸一险工"之说，涵闸边墩、岸墙、护坡等混凝土或砌体与土 基或堤身结合部，由于回填土不密实，或者闸体与大堤所承受的荷载不均，引起不均匀沉 降、错缝，发生洪水时，在高水位、长时间浸泡作用下，洪水顺裂缝造成集中绕渗，若颗粒从 渗流出口被带出，进而形成渗流通道，最后甚至会发展成漏洞，引起堤防溃决。因此，开展堤 防与穿堤涵闸土石结合部接触冲刷渗透破坏相关问题研宄，对涵闸在各级洪水时发生险情 的可能性进行预测，具有重要的现实意义。
技术实现思路
： 本专利技术的目的在于提供一种原理简单、易于操作、能够真实反映涵闸与大堤土石 结合部出险的预测方法，为防汛抢险提供预警手段。本专利技术的技术方案： ，包括以下步骤： (一）设置检测设备：所述检测设备包括供水装置和接触冲刷检测仪，所述供水 装置包括回转吊、电动萌芦和水箱，所述电动萌芦固定在所述回转吊上，所述水箱固定在所 述电动萌芦的吊钩上；所述接触冲刷检测仪包括箱体、底座、上缘和顶盖，所述顶盖、上缘和 底座均为矩形钢板，所述顶盖的中部设有可活动顶盖，所述可活动顶盖四周设有多个螺栓， 将可活动顶盖固定在所述顶盖上；所述上缘和底座的四周均设有压槽，所述压槽内设有厚 12mm的硅胶密封条；所述箱体由横截面为矩形的透明有机玻璃方管制成，壁厚为8mm，所述 箱体放置在所述上缘和底座的所述压槽内，在所述箱体的一个侧面设有出水口；所述顶盖 覆盖在所述上缘上，二者之间设有密封圈；所述底座的底部设有进水口，所述水箱通过橡胶 软管与所述进水口连通；所述底座位于所述箱体内的部分设有矩形凹槽，所述凹槽的上部 设有透水钢板，所述透水钢板的透水孔径为01.5mm，所述透水钢板的上表面与所述底座 的上表面在同一个平面上；水流通过所述进水口进入所述凹槽内，然后通过所述透水钢板 上的透水孔的均匀过渡，进入箱体内；多个顶杆穿过所述顶盖、上缘和底座，利用紧固螺栓 将所述顶盖、上缘、箱体和底座固定在一起； (二）土样选取与配制：分别选取大堤与涵闸边墩、岸墙、底板的结合部作为检测 部位，每个检测部位根据土石接触面积的大小确定多个取样点，在每个确定的取样点取检 测用土样，将检测用土样编号、风干后，用木锤击碎，过筛备用，然后以最优含水率和最大干 密度为控制指标，将检测用土样平铺在托盘内，用喷雾器喷洒预计的加水量，分层拌和均匀 后放置到密闭容器内润湿一夜，以使水分均匀分布在土料中； (三）试样制备： (1)正常接触试样制备： 将所述接触冲刷检测仪的可活动顶盖打开，将接触冲刷检测仪竖向放置进行装 样；装样前，选择箱体的其中一个侧面作为观测面，在另外三个侧面的内壁均匀涂抹一层膨 润土防止边壁集中渗漏；每个试样分四层装料，表面平整后振捣压实，每层都根据试样所 需最大干密度击实到预定高度，每层填料时，使颗粒分布均匀且层与层之间要进行剖毛处 理，剖毛深度为1~2cm;击实时，击锤要分布均匀，且试样与箱体内壁接触的周边一定要击 实； (2)接触面存在缺陷时试样制备： (a)接触面存在不密实区的试样制备：先根据密实区和不密实区的压实度分别计 算出每层土的质量和夯实高度，通过控制每层的夯实高度的不同，制造出密实区和不密实 区；每层都压实到所要求的高度以保证压实度；每层填料时，使颗粒分布均匀且层与层之 间要进行剖毛处理，剖毛深度为1~2cm;击实时，击锤要分布均匀，且试样与箱体内壁接触 的周边一定要击实； (b)接触面存在裂隙的试样制备：接触面裂隙宽度的设置通过具有一定厚度的薄 板控制，制样前，按照检测需要，将一定厚度的薄板紧贴箱体的一个内壁放置，其余三面的 内壁均匀涂抹一层膨润土护壁，然后再进行土样制备，制备过程同正常接触试样制备，土样 制备好后拔出薄板即可进行检测； (四）检测操作 (1)根据水情资料确定各级洪水对应的闸前水位，用闸前水位与检测点的高程差， 作为检测水头，启动电动萌芦，根据检测水头，将水箱提升到相应的高度，对所述接触冲刷 检测仪供水，检查所述接触冲刷检测仪的密封部位是否漏水； (2)根据检测需要选取接触冲刷检测仪的放置方式：检测涵闸底板与大堤的结合 部时，将接触面横向放置；检测涵闸边墩、岸墙与大堤的结合部时，将接触面竖向放置； (3)根据检测需要设置可活动顶盖的状态：检测下游有侧向限制的接触冲刷时， 打开出水口，将可活动顶盖四周的螺栓拧紧，将可活动顶盖与所述顶盖紧密固定在一起；检 测下游无侧向限制的接触冲刷时，关闭出水口，将可活动顶盖拆除，或者将四周的螺栓拧 松，使可活动顶盖与所述顶盖之间保持一定的距离； (4)开始检测：根据检测要求，调节检测水头，然后打开各阀门开始检测；观察并 记录土样从润湿、渗水、破坏、渗漏通道形成的时间及对应的水头； (五）清空接触冲刷检测仪内的土样，装入待检测的土样，重复步骤（三）-(四）； (六）根据检测结果，确定各个检测部位能够抵御的洪水水位及浸泡时间。 本专利技术的预测方法，可对穿堤涵闸土石结合部进行不同洪水条件下的检测，操作 方便且简单易行，实用性强，将单纯的试验设备应用到防汛抢险一线，能够较准确地预测涵 闸在各级洪水时的出险情况，为防汛抢险提供决策依据。【附图说明】： 图1、本专利技术的接触冲刷检测仪俯视图； 图2、本专利技术的接触冲刷检测仪纵剖视图。图中，1为顶盖，2为可活动顶盖，3为密封圈，4为紧固螺栓，5为出水口，6为压槽， 7为上缘，8为箱体，9为顶杆，10为底座，11为透水钢板，12为进水口。【具体实施方式】：下面结合图1-2,对本专利技术做详细说明。本专利技术的，包括以下步骤：(一）设置检测设备：所述检测设备包括供水装置和接触冲刷检测仪，所述供水装 置包括回转吊、电动萌芦和水箱，所述电动萌芦固定在所述回转吊上，所述水箱固定在所述 电动萌芦的吊钩上；所述接触冲刷检测仪包括箱体8、底座10、上缘7和顶盖1，所述顶盖1、 上缘7和底座10均为厚度200mm的矩形钢板，所述顶盖1的中部设有可活动顶盖2,所述可 活动顶盖2由8_厚的有机玻璃制成，通过设置在可活动顶盖2四周的多个螺栓固定在所 述顶盖1上；所述上缘7和底座10的四周均设有压槽6,所述压槽6内设有厚12mm的硅胶 密封条。所述箱体8由横截面为矩形的透明有机玻璃方管制成，壁厚为8mm，所述箱体8放 置在所述上缘7和底座10的所述压槽6内，在所述箱体8的一个侧面设有出水口 5 ;所述 顶盖1覆盖在所述上缘7上，二者之间设有密封圈3 ;所述底座10的底部设有进水口 12,所 述水箱通过橡胶软管与所述进水口 12连通；所述底座10位于所述箱体8内的部分设有矩 形凹槽，所述凹槽的上部设有透水钢板11，所述透水钢板11的透水孔径为01.5mm，所述透 水钢板11的上表面与所述底座10的上表面在同一个平面上；水流通过所述进水口 12进入 所述凹槽内，然后通过所述透水钢板11上的透水孔的均匀过渡，进入箱体8内；多个顶杆9 穿过所述顶盖1、上缘7和底座本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种穿堤涵闸险情预测方法，其特征在于，包括以下步骤：(一)设置检测设备：所述检测设备包括供水装置和接触冲刷检测仪，所述供水装置包括回转吊、电动葫芦和水箱，所述电动葫芦固定在所述回转吊上，所述水箱固定在所述电动葫芦的吊钩上；所述接触冲刷检测仪包括箱体(8)、底座(10)、上缘(7)和顶盖(1)，所述顶盖(1)、上缘(7)和底座(10)均为矩形钢板，所述顶盖(1)的中部设有可活动顶盖(2)，所述可活动顶盖(2)四周设有多个螺栓，将可活动顶盖(2)固定在所述顶盖(1)上；所述上缘(7)和底座(10)的四周均设有压槽(6)，所述压槽(6)内设有厚12mm的硅胶密封条；所述箱体(8)由横截面为矩形的透明有机玻璃方管制成，壁厚为8mm，所述箱体(8)放置在所述上缘(7)和底座(10)的所述压槽(6)内，在所述箱体(8)的一个侧面设有出水口(5)；所述顶盖(1)覆盖在所述上缘(7)上，二者之间设有密封圈(3)；所述底座(10)的底部设有进水口(12)，所述水箱通过橡胶软管与所述进水口(12)连通；所述底座(10)位于所述箱体(8)内的部分设有矩形凹槽，所述凹槽的上部设有透水钢板(11)，所述透水钢板(11)的透水孔径为所述透水钢板(11)的上表面与所述底座(10)的上表面在同一个平面上；水流通过所述进水口(12)进入所述凹槽内，然后通过所述透水钢板(11)上的透水孔的均匀过渡，进入箱体(8)内；多个顶杆(9)穿过所述顶盖(1)、上缘(7)和底座(10)，利用紧固螺栓(4)将所述顶盖(1)、上缘(7)、箱体(8)和底座(10)底座(10)底座(10)底座(10)固定在一起；(二)土样选取与配制：分别选取大堤与涵闸边墩、岸墙、底板的结合部作为检测部位，每个检测部位根据土石接触面积的大小确定多个取样点，在每个确定的取样点取检测用土样，将检测用土样编号、风干后，用木锤击碎，过筛备用，然后以最优含水率和最大干密度为控制指标，将检测用土样平铺在托盘内，用喷雾器喷洒预计的加水量，分层拌和均匀后放置到密闭容器内润湿一夜，以使水分均匀分布在土料中；(三)试样制备：(1)正常接触试样制备：将所述接触冲刷检测仪的可活动顶盖(2)打开，将接触冲刷检测仪竖向放置进行装样；装样前，选择箱体(8)的其中一个侧面作为观测面，在另外三个侧面的内壁均匀涂抹一层膨润土防止边壁集中渗漏；每个试样分四层装料，表面平整后振捣压实，每层都根据试样所需最大干密度击实到预定高度，每层填料时，使颗粒分布均匀且层与层之间要进行剖毛处理，剖毛深度为1～2cm；击实时，击锤要分布均匀，且试样与箱体(8)内壁接触的周边一定要击实；(2)接触面存在缺陷时试样制备：(a)接触面存在不密实区的试样制备：先根据密实区和不密实区的压实度分别计算出每层土的质量和夯实高度，通过控制每层的夯实高度的不同，制造出密实区和不密实区；每层都压实到所要求的高度以保证压实度；每层填料时，使颗粒分布均匀且层与层之间要进行剖毛处理，剖毛深度为1～2cm；击实时，击锤要分布均匀，且试样与箱体(8)内壁接触的周边一定要击实；(b)接触面存在裂隙的试样制备：接触面裂隙宽度的设置通过具有一定厚度的薄板控制，制样前，按照检测需要，将一定厚度的薄板紧贴箱体(8)的一个内壁放置，其余三面的内壁均匀涂抹一层膨润土护壁，然后再进行土样制备，制备过程同正常接触试样制备，土样制备好后拔出薄板即可进行检测；(四)检测操作(1)根据水情资料确定各级洪水对应的闸前水位，用闸前水位与检测点的高程差，作为检测水头，启动电动葫芦，根据检测水头，将水箱提升到相应的高度，对所述接触冲刷检测仪供水，检查所述接触冲刷检测仪的密封部位是否漏水；(2)根据检测需要选取接触冲刷检测仪的放置方式：检测涵闸底板与大堤的结合部时，将接触面横向放置；检测涵闸边墩、岸墙与大堤的结合部时，将接触面竖向放置；(3)根据检测需要设置可活动顶盖(2)的状态：模拟下游有侧向限制的接触冲刷时，打开出水口(5)，将可活动顶盖(2)四周的螺栓拧紧，将可活动顶盖(2)与所述顶盖(1)紧密固定在一起；模拟下游无侧向限制的接触冲刷时，关闭出水口(5)，将可活动顶盖(2)拆除，或者将四周的螺栓拧松，使可活动顶盖(2)与所述顶盖(1)之间保持一定的距离；(4)开始检测：根据检测要求，调节检测水头，然后打开各阀门开始检测；观察并记录土样从润湿、渗水、破坏、渗漏通道形成的时间及对应的水头；(五)清空接触冲刷检测仪内的土样，装入待检测的土样，重复步骤(三)‑(四)；(六)根据检测结果，确定各个检测部位能够抵御的洪水水位及浸泡时间。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董纪全，于文堂，周盼山，申君荣，边一飞，方冠卿，张传河，董继坤，王海雷，
申请(专利权)人：董纪全，
类型：发明
国别省市：山东;37
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