一种基于拦阻自闭的江河溃口快速抢堵系统技术方案

本发明专利技术涉及江河堤防溃口抢堵系统，特别涉及一种中小河流堤防溃口的抢堵系统，属于水利工程领域，其IPC分类号为E02B 1/00，E02B 3/02。本发明专利技术采用的刺状骨架抛投物具有易于运输组装、透水好、抓地牢固的特点，在溃口持续均布抛投刺状骨架抛投物，在溃口处形成刺状骨架抛投物堆积体，拦阻溃口水流中的悬浮物，降低水流冲击力和形成阻水坝体，然后抛投大块石和铅丝石笼，实现溃口的快速堵复，具有显著的社会效益和经济效益。效益和经济效益。效益和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种基于拦阻自闭的江河溃口快速抢堵系统


[0001]本专利技术涉及江河堤防溃口抢堵系统，特别涉及一种中小河流的堤防溃口的抢堵系统，属于水利工程领域，其IPC分类号为E02B 1/00，E02B 3/02。

技术介绍

[0002]我国是一个江河纵横、洪水频发的国家，汛期洪水引发的江河堤防溃口是众多洪水险情中造成损失最严重、影响面最大、抢险最为艰难的重大险情。据有关资料显示，每年洪灾损失占全年损失的近三分之一，江河堤防溃口堵复事关国计民生、十万火急。尤其是对于堤顶狭窄、河道障碍物众多、地处偏僻、交通不便等恶劣因素普遍存在的中小河流堤防溃口，在堤防溃口后临背河全是水的情况下，远途调集的现代化大型机械装备到达现场需要较长时间的卸车、组装和道路展宽、加固等准备过程，往往是溃口已经扩大、灾害也已基本形成的时候才能展开堵口抢险施工，而先期到达的抢险队员因缺乏适宜技术、装备等不得不待命或做一点力所能及的辅助工作，极大的降低了堤防堵口的积极作用和重要意义。
[0003]现有的江河堤防溃口堵复方案，存在的主要问题在于：
[0004](1)我国的大型河流一般都设有流域委员会作为专门的管理机构，设有专业队伍负责平时的管理和养护，各级管理部门也设有专业的抢险队伍，各河段尤其是易出险工程都备有专业的抢险物料，但中小河流堤防平时管理不到位，缺乏专业抢险队伍和抢险物料，一旦出现溃口，发现不及时，调人和物料不及时，准备时间长、速度慢，等到具备堵口的人力、物力条件时，基本上都是在洪水过后，或者口门发展扩大至接近稳定，才在一片汪洋中开始抢险施工，经常是连续奋战4～5天以上方能完成堵口，导致溃口下游严重的人员和财产损失。
[0005](2)溃口堵口后期，随着口门的缩小，流速快速增加，特别是到了最后的10m宽以内时，口门冲击力非常大，例如，2021年郑州7.20暴雨后卫河彭村堤防溃口，最后阶段以连续将多部装满石头的大卡车填入口门，但仍然被激流冲出去近10米远，主要原因在于：一是卡车填入口门内，口门水流冲击力大于石车稳定力而翻滚；二是装满石头的卡车虽重达几十吨，但没有任何抓地能力。
[0006]因此，如何在溃口时尽快将专业抢险器材、物料调运到场，并快速将人力、物力投入有限的场地内，尤其是如何提高合龙成功率，是溃口抢堵亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术为了解决现有江河堤防溃口堵复技术中的不足，提供一种基于拦阻自闭的施工成本低、操作简便高效、安全可靠、就地取材和水、陆、空三位一体的江河溃口快速抢堵系统。本专利技术的技术解决方案如下：
[0008]一种基于拦阻自闭的江河溃口快速抢堵系统，包括裹头防护体、抛投桥、刺状骨架抛投物堆积体、铅丝网石笼与大块石混合进占体和覆盖体；
[0009]所述裹头防护体由内部装填有砂石的铅丝笼串联而成，推抛在削低的断堤头平台
岸边坡面和根脚，用于遏制溃口扩大和稳固断堤头；
[0010]所述抛投桥架设在溃口上空，包括支架底座、支架扶臂、支架轮、支架门、紧拉调节器、锚锭、钢丝绳、滑轮、吊钩和牵拉控制绳，所述锚锭和支架底座埋设和坐落在溃口的两岸，所述钢丝绳连通溃口两岸并通过所述支架门与所述紧拉调节器的一端连接，所述紧拉调节器的另一端与锚锭连接；
[0011]所述刺状骨架抛投物堆积体由抛投在所述溃口一侧区域的多层刺状骨架抛投物组成，所述刺状骨架抛投物通过所述抛投桥均布抛投在溃口的一侧区域，抛投区域应大于口门宽度的3/4；所述刺状骨架抛投物堆积体顶部初始与溃口水面基本齐平，后期受覆盖体覆压和进占机械压密而下降；
[0012]所述刺状骨架抛投物包括拦阻钢管、拦阻钢杆、拦阻钢钩和导向板；所述导向板固定在所述拦阻钢管的尾端，且所述导向板的方向与所述拦阻钢管的长度方向垂直；所述拦阻钢杆间隔固定在所述拦阻钢管上，所述拦阻钢钩为倒刺形，间隔焊接在所述拦阻钢杆上；
[0013]所述铅丝网石笼与大块石混合进占体由铅丝网石笼与大块石混合推抛在溃口的另一侧区域形成；所述铅丝网石笼与大块散石混合进占体和所述刺状骨架抛投物堆积体自溃口两侧同时施工；
[0014]所述覆盖体覆盖在所述刺状骨架抛投物堆积体上面，由大块石、铅丝石笼和石子等组成。
[0015]进一步地，所述拦阻钢管11外径160mm，壁厚5mm，长度15～20m；所述拦阻钢杆12外径22mm，长度1.5～2.0m；所述拦阻钢钩13长0.2～0.3m，所述导向板14为直径1.0m、壁厚3mm的圆形钢板。
[0016]本专利技术的专利技术点及其技术效果在于：
[0017](1)现有溃口抢险器材的致命缺陷是难以抓地、不透水导致易被冲走。本专利技术采用的刺状骨架抛投物有效克服了上述缺陷。刺状骨架抛投物阻水面积很小，高度透水，抛投后顺水流方向入水，由于其阻水小，自重大，很快沉入河底，其指向下方的刺状拦阻钢杆插入河床，实现快速抓地，稳固于河床上，均布抛投、密布于河床设定范围的刺状骨架抛投物形成底床防护层，减小口门河床地面流速和冲刷，后续抛投的多层刺状骨架抛投物之间通过拦阻钢杆互相支撑和拉扯，形成口门刺状骨架抛投物堆积体，水流穿越刺状骨架抛投物堆积体空档的过程中，水流中的植物根系、杂草等悬浮物被刺状拦阻钢杆和拦阻钢钩拦阻，刺状骨架抛投物堆积体棚架空档逐渐被拦阻的水流悬浮物所填塞，堆积体透水逐步减小，持续减缓口门流速；悬浮在河水中的根系、杂草等，比重非常接近于1，被挂阻后不会过大减小刺状骨架抛投物在口门水流中的重量和稳定性，棚架的刺状骨架抛投物通过其刺状拦阻钢杆的互相拉扯和底层抓地而实现累积拦阻水流中悬浮物后的整体稳定，保证刺状骨架抛投物堆积体累积阻拦水流中悬浮物后不被水流冲走或冲垮(即实现了本专利技术所述的拦阻自闭)。
[0018](2)现有溃口抢险器材另一个重大缺陷是：为了能够在水流湍急的溃口口门内立住脚，只能采用单体巨大的器材，而这类器材在交通极为不便的抢险现场运输极为困难，组装速度慢，不能快速、连续投入溃口，导致口门抢堵缓慢和意义降低。本专利技术采用的抢险工具包括抛投桥、刺状骨架抛投物、裹头防护体、进占材料等，没有大的单体，利于运输和现场组装，甚至是单兵分体携带、现场组装，实现快速输送、快速组装、快速连续投放，真正实现
短时间内全面展开抢险作业，抢早、抢小，快速堵口。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的快速抢堵系统第一阶段平面布置图；
[0020]图2为本专利技术的快速抢堵系统第一阶段上游立视图；
[0021]图3为本专利技术的快速抢堵系统第二阶段平面布置图；
[0022]图4为本专利技术的快速抢堵系统第二阶段上游立视图；
[0023]图5为本专利技术的刺状骨架抛投物侧视图；
[0024]图6为本专利技术的刺状骨架抛投物横断面剖视图；
[0025]图7为本专利技术的铅丝网片示意图；
[0026]图8为本专利技术的铅丝笼示意图。
[0027]图中，支架底座1，支架扶臂2，支架轮3，支架门4，紧拉调节器5，锚锭6，钢丝绳7，滑轮8，吊钩9，牵拉控制绳10，拦阻钢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于拦阻自闭的江河溃口快速抢堵系统，包括裹头防护体、抛投桥、刺状骨架抛投物堆积体、铅丝网石笼与大块石混合进占体(18)和覆盖体；所述裹头防护体由内部装填有砂石的铅丝笼串联而成，推抛在削低的断堤头平台岸边坡面和根脚，用于遏制溃口扩大和稳固断堤头；所述抛投桥架设在溃口上空，包括支架底座(1)、支架扶臂(2)、支架轮(3)、支架门(4)、紧拉调节器(5)、锚锭(6)、钢丝绳(7)、滑轮(8)、吊钩(9)和牵拉控制绳(10)，所述锚锭(6)和支架底座(1)埋设和坐落在溃口的两岸，所述钢丝绳(7)连通溃口两岸并通过所述支架门(4)与所述紧拉调节器(5)的一端连接，所述紧拉调节器(5)的另一端与锚锭(6)连接；所述刺状骨架抛投物堆积体由抛投在所述溃口一侧区域的多层刺状骨架抛投物组成，所述刺状骨架抛投物通过所述抛投桥均布抛投在溃口的一侧区域，抛投区域应大于口门宽度的3/4；所述刺状骨架抛投物堆积体顶部初始与溃口水面基本齐平，后期受覆盖体覆压和进占机械压密而下降；所述刺状骨架抛...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹林燕，耿明全，张瑞艳，江恩慧，赵连军，姚秀芝，苏茂荣，靳学东，张晓雪，仓博，孙伟芳，齐海龙，李燕，李海青，王振涵，杨俊杰，王颖，赵璞，殷娅楠，张振寒，耿继涛，耿淼蕊，李继辉，赵盈，
申请(专利权)人：黄河水利委员会黄河水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：