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申请/专利权人：合肥学院

摘要：本发明公开了一种用于堤坝溃堤口的拦截网及其施工方法，包括若干根钢桩、横向连梁、钢管与帷幕，每根钢桩设有系泊环及其上方的两个预留孔；横向连梁两端附近设置套管，横向连梁一侧壁上焊接一排螺旋套杆；两个钢桩上依次套装有两个横向连梁，其中下方横向连梁底部压住钢桩系泊环，上下两个预留孔内分别插装限位两个横向连梁的两个托杆，帷幕上下端套装在上下横向连梁的螺旋套杆上构成单元拦截网；多个单元拦截网首尾相接构成整个拦截网；通过打入钢桩、组装横向连梁与钢桩、插入钢管、展开与固定帷幕等步骤完成施工。本发明通过钢桩与钢索来承担荷载，承载力大，强度高，能有效降低溃堤口的水流流速，施工简单，能适应溃堤抢险的应急需要。

主权项：1.一种用于堤坝溃堤口的拦截网，其特征在于，包括若干根钢桩、横向连梁、钢管与帷幕，每根钢桩中下部设有系泊环与一个预留孔，上部设一个预留孔；横向连梁两端附近设置套管，横向连梁一侧壁上焊接一排螺旋套杆；帷幕上下端设有与螺旋套杆相配合的套孔；两个钢桩上依次套装有两个横向连梁，其中下方横向连梁底部压住钢桩系泊环，上下两个预留孔内分别插装限位下方横向连梁上部、托住上方横向连梁的托杆，两个横向连梁的螺旋套杆位于同一侧，帷幕上下端通过套孔套装在上下横向连梁的螺旋套杆上构成单元拦截网；多个单元拦截网首尾相接构成整个拦截网；所述的钢桩底部为锥状桩尖，钢桩中下部自下至上设有系泊环与一个预留孔，系泊环与钢桩同轴且内壁与钢桩外壁之间通过连接杆固定，钢桩上部也设有一个预留孔；系泊环与下部预留孔之间间距大于横向连梁两倍高度；所述的横向连梁包括两根平行间隔设置的钢管，两根钢管上下端面分别焊接安装一排条形钢板固定，上下两排条形钢板位置一一对应，横向连梁两端附近设置套管，套管内径大于钢桩外径；套管焊接安装于上下两排最外侧的条形钢板内侧壁上；横向连梁其中一根钢管的外壁沿着水平方向焊接一排螺旋套杆，每根螺旋套杆与条形钢板相互对应；所述的帷幕采用热塑性材料制成带孔洞的矩形柔性围挡结构，帷幕的两端设置与螺旋套杆相匹配的套孔；所述的单元拦截网中上下横向连梁对应的条形钢板空隙中还插装有钢管，钢管位于帷幕非迎水面一侧且工作时接触泥底。

全文数据：一种用于堤坝溃堤口的拦截网及其施工方法[0001]技术领域：本发明涉及堤坝溃堤口抢险技术，尤其涉及一种用于堤坝溃堤口的拦截网及其施工方法。[0002]背景技术：在洪涝灾害期间，部分堤坝在长时间高水位浸泡下堤体松软，在水压力作用下有可能发生溃堤，进而引起较大的灾害。如2010年6月20日，江西抚河唱凯堤在超警戒水位作用下发生溃堤，形成347米长、4米多深的决口，导致大片房屋被淹、近1〇万人被迫离开家园，造成严重的经济损失和社会影响；2〇13年8月23日黑龙江干流同抚大堤东段同江市八岔乡下游出现溃口，溃口宽度发展至4加m，致使48个村庄3200多人被迫转移;历史上黄河、淮河均发生过多次决堤，造成巨大的人员与财产损失。[0003]堤坝决口是突发性突发事件，灾情会随时间推移而越发严重，必须迅速组织抢险救援。快速封堵决口并加固复堤，以控制事态进一步恶化，这是根本性措施。若堤坝决口水流速度过大，会把抛入的石渣、块石料、钢筋石笼、铅丝石笼、砂卵石等材料冲走，大大降低堵复效果，浪费施工材料。因此，堤坝溃堤决口堵复施工时，有必要采取措施降低决口处的水流速度。[0004]如在1"8年S月7日至12日的长江九江干堤决口封堵过程中，就在决口处前方7〜8m处沉了包括1艘长75m、载重1650t的运煤船在内的8艘船只，并在沉船的外侧抛投袋装碎石、砂包、粮食、钢筋笼，打木桩和钢管桩，形成了一个长200m、宽2m高4m的半月形围堰，削减了决口流量、降低了流速，减缓了决口向两侧的扩展，为后续溃堤口的钢木土石封堵施工提供了坚实的第一道防线。[0005]但也可以看出，这类在决口前方的沉船措施虽对降低流速有一定作用，但代价巨大，物资耗损大，施工具有一定的盲目性，是紧急情况下的不得已选择。亟待寻求一种工程量较小、所用物资少、施工速度快的降低决口流速的抢险办法。[0006]若能在决口前方设置一个具有足够强度的拦截网，用来降低决口的流速，替代常见的沉船措施，势必促进现有技术的革新与进步。[0007]发明内容：为了弥补现有技术问题的不足，本发明的目的是提供一种用于堤坝溃堤口的拦截网及其施工方法，其结构简单、施工方便、组装灵活，能有效降低溃堤口的水流流速，为溃堤口的堵复施工提供第一道安全防线。[0008]本发明的技术方案如下：用于堤坝溃堤口的拦截网，其特征在于，包括若干根钢粧、横向连梁、钢管与帷幕，每根钢桩中下部设有系泊环与一个预留孔，上部设一个预留孔;横向连梁两端附近设置套管，横向连梁一侧壁上焊接一排螺旋套杆;帷幕上下端设有与螺旋套杆相配合的套孔；两个钢桩上依次套装有两个横向连梁，其中下方横向连梁底部压住钢桩系泊环，上下两个预留孔内分别插装限位下方横向连梁上部、托住上方横向连梁的托杆，两个横向连梁的螺旋套杆位于同一侧，帷幕上下端通过套孔套装在上下横向连梁的螺旋套杆上构成单元拦截网；多个单元拦截网首尾相接构成整个拦截网。[0009]所述的用于堤坝溃堤口的拦截网，其特征在于，所述的钢桩底部为锥状粧尖，钢粧中下部自下至上设有系泊环与一个预留孔，系泊环与钢粧同轴且内壁与钢桩外壁之间通过连接杆固定，钢粧上部也设有一个预留孔;系泊环与下部预留孔之间间距大于横向连梁两倍高度。[0010]所述的用于堤坝溃堤口的拦截网，其特征在于，所述的横向连梁包括两根平行间隔设置的钢管，两根钢管上下端面分别焊接安装一排条形钢板固定，上下两排条形钢板位置对应，横向连梁两端附近设置套管，套管内径大于钢粧外径;套管焊接安装于上下两排最外侧的条形钢板内侧壁上;横向连梁其中一根钢管的外壁沿着水平方向焊接一排螺旋套杆，每根螺旋套杆与条形钢板相互对应。[0011]所述的用于堤坝溃堤口的拦截网，其特征在于，所述的帷幕采用热塑性材料制成带孔洞的矩形柔性围挡结构，帷幕的两端设置与螺旋套杆相匹配的套孔。[0012]所述的用于堤坝溃堤口的拦截网，其特征在于，所述的单元拦截网中上下横向连梁对应的条形钢板空隙中还插装有钢管，钢管位于帷幕非迎水面一侧且工作时接触泥底。[0013]一种用于堤坝溃堤口的拦截网的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：1、组装横向连梁与钢桩：把多个横向连梁首尾相接的套住各钢粧压在系泊环上，用托杆穿入钢粧的两个预留孔并进行固定，再把另外一组横向连梁同样首尾相接的套住各钢桩压在最上方的托杆上，上下两排各横向连梁的螺旋套杆位于同一侧，把各帷幕一端的套孔穿入、固定在钢粧底部各横向连梁上的螺旋套杆上，在各钢桩的系泊环上绑定钢索，然后把各帷幕卷缩、简单固定在底部各横向连梁上螺旋套杆的一侧，由此完成横向连梁与钢桩的组装；2、打入钢桩：把组装好的钢桩运至堤坝溃堤口的上方，选择合适位置依次把各钢桩铅直的打入泥中，各横向连梁带螺旋套杆的一侧位于迎水面，使各横向连梁与钢桩组成的结构体系在溃堤口上方形成一定长度的半月形围堰形状;各钢桩的入土深度为桩尖至系泊环之间的距离；3、插入钢管：在各钢桩的上方绑定钢索，并与绑定在钢粧下方系泊环上的钢索一起，拉至溃堤口迎水面一侧一定距离的位置进行锁定、固定;把各钢管插入上下两排横向连梁对应的条形钢板空隙中，使各钢管均匀的贯穿上下两排横向连梁的空隙且接触泥底；4、展开与固定帷幕：把卷缩、固定在钢粧下方的各帷幕解开且逐步向上拉起、展开，在水流作用下帷幕将紧密贴住各钢管，最终把各帷幕完全展开并使上部一端的套孔穿入、固定在上部各横向连梁的螺旋套杆上，使帷幕形成围挡结构减缓、约束流向溃堤口的水流流速;检查与确认钢桩的铅垂性、钢索固定的可靠性、减缓水流流速的有效性与整体稳定性满足要求时，施工结束。[0014]本发明的有益效果是：1、本发明通过钢桩与固定的钢索来承担拦截网的荷载，承载力大，强度高，能约束流速、水位差较大的水流，能有效降低溃堤口的水流流速，为溃堤口的堵复施工提供理想环境；2、本友明各构件体积与重量小，组装方便，施工简单。提前在抢险前把主体结构组装完毕后，抢险期间仅需把组装结构打入抢险点即可，施工速度快，能适应溃堤抢险的应急需要；3、本发明溃堤口堵复施工结束后，可按照组装时相反的顺序，取下帷幕、拔出钢管、解开钢索，逐个拔出钢桩，即实现整体的拆除;拆除后的各个构件，可在后续的洪涝灾害中重复利用。[0015]附图说明：图1为本发明的钢桩结构示意图。[0016]图2为本发明的横向连梁结构示意图。[0017]图3为本发明的钢桩与横向连梁组装示意图。[0018]图4为本发明的帷幕展开结构示意图。[0019]图5为本发明的单元拦截网结构示意图。[0020]图6为本发明钢桩施工完毕示意图。[0021]图7为本发明钢管套入横向连梁示意图。[0022]图8为本发明帷幕展开示意图。[0023]图9为本发明本发明的拦截网竣工示意图。[0024]图10为本发明拦截网整体结构示意图。[0025]附图标记说明：1、钢桩;2、预留孔;3、系泊环;4、横向连梁;5、套管;6、螺旋套杆;7、托杆;8、钢管;9、帷幕;10、套孔;11、孔洞;12、堤坝;13、溃堤口；14、钢索。[0026]具体实施方式：参见附图：一种用于堤坝溃堤口的拦截网，包括钢桩1、横向连梁4、钢管8与帷幕9，钢桩1中下部带系泊环3与一个预留孔2、上部设一个预留孔2,横向连梁4由两根平行的钢管基于上下多排条形钢板焊接而成、两端附近设置套管5,横向连梁4的一侧焊接一排螺旋套杆6,帷幕9为热塑性材料制成的带孔洞11的矩形柔性围挡结构，组装时先把横向连梁4套住各钢粧1压在系泊环3上，用托杆7穿入钢桩的两个预留孔2并进行固定，再把另一个横向连梁4套住各钢粧1压在上方的托杆7上，两个横向连梁4的螺旋套杆6位于同一侧，把钢管8插入上下横向连梁4对应的条形钢板空隙中，再把帷幕9的上下端套孔10分别穿入、固定在上下横向连梁4上的螺旋套杆6上，由此构成拦截网，如图5所示。[0027]钢桩1底部为锥状粧尖，钢桩1中下部设系泊环3与一个预留孔2、上部设一个预留孔2,系泊环3与下部预留孔2之间的距离略大于横向连梁4的两倍高度，如图1所示。系泊环3供绑定下部钢索14绑定使用，预留孔2供穿入、固定托杆7使用。钢桩1的入土深度为桩尖至系泊环3之间的距离。可根据不同的地质条件设计不同的钢桩入土深度。可生产与制作不同尺寸的钢桩供实际工程选用。[0028]横向连梁4由两根平行的钢管基于上下多排均匀间距的条形钢板焊接而成，横向连梁4的两端附近设置套孔5，横向连梁4的一侧焊接一排螺旋套杆6，套孔5的内径大于钢桩1的粧径，如图2所示。[0029]横向连梁4整体结构呈对称分布，多排均匀间距的条形钢板之间可供钢管8插入，钢管8的直径小于相邻条形钢板之间、平行钢管之间的间距;螺旋套杆6供套入帷幕9的套孔10使用。螺旋套杆6为小直径钢筋螺旋旋转而成，帷幕9套在螺旋套杆6上后，在动水压力作用下，帷幕9难以脱离、逃逸螺旋套杆6。[0030]帷幕9为热塑性材料如高密度聚乙烯、聚氯乙燦、聚丙烯等制成的带孔洞11的矩形柔性围挡结构，帷幕9的两端设置与螺旋套杆6相匹配的套孔10，如图4所示。[0031]可定义帷幕9的孔洞11的总面积与帷幕9的外轮廓总面积之比为孔洞率，孔洞率越小，帷幕9挡水效果越好，其受到的水压力越大;孔洞率越大，帷幕9挡水效果越差，其受到的水压力越小。工程实际中可根据实际水流情况选择合适的孔洞率，可生产不同孔洞率的帷幕9供现场选用。甚至可在同一工程的不同位置选用不同孔洞率的帷幕9。[0032]钢桩1与横向连梁4、钢管8的组装示意图如图3所示，上下两个横向连梁4的螺旋套杆6位于同一侧。底部的横向连梁4压在钢桩1的系泊环3上，且被底部预留孔2的托杆7进行限位与柔性固定;上部的横向连梁4压在上部预留孔2的托杆7上。钢管8插入上下横向连梁4对应的条形钢板空隙中，钢管8的底部接触泥底，钢管8的长度大于上下两个横向连梁4之间的距离。在水流作用下，钢管8将压迫、紧靠在横向连梁4背水面一侧的钢管上。[0033]拦截网的整体结构如图5所示，帷幕9固定在上下两个横向连梁4的螺旋套杆6上。水流压力作用在帷幕9上，帷幕9再把相应压力传递给各钢管8，钢管8再把压力通过上下两个横向连梁4传递给钢桩1，钢桩1再把压力传递给固定在钢桩1上下两端的钢索14上。[0034]帷幕9受到水压力作用后，其发生柔性变形，在各钢管8之间形成向背水面的凸出弧形状。帷幕9应具有足够的强度与韧性，在较大的水压力作用下不产生过大变形与破裂；帷幕9与螺旋套杆6接触处会产生较大的应力集中，帷幕9的材料强度应能抵抗该应力集中而不发生撕裂。帷幕9的内外均有便于确定水深的高度刻度线，方便观测水位。帷幕9上下端套孔10之间的距离，略大于上下两个横向连梁4的螺旋套杆6之间的距离;帷幕9的宽度，应大于相邻钢桩1之间的距离。帷幕9的主要参数为:帷幕高度、宽度、孔洞率，可生产与制作不同组合参数的系列帷幕9,供实际工程灵活选用。[0035]优选地，钢桩1的直径取8〜15cm，为空心钢管桩。[0036]优选地，帷幕9的强度应能承受10m水头差作用而不发生破裂与较大变形。[0037]一种用于堤坝溃堤口的拦截网的施工方法，详细描述如下：1、组装横向连梁与钢桩：把多个横向连梁4首尾相接的套住各钢桩1压在系泊环3上，用托杆7穿入钢桩的两个预留孔2并进行固定，再把另外一组横向连梁4同样首尾相接的套住各钢桩1压在最上方的托杆7上，上下两排各横向连梁4的螺旋套杆6位于同一侧，把各帷幕9一端的套孔10穿入、固定在钢桩1底部各横向连梁4上的螺旋套杆6上，在各钢桩1的系泊环3上绑定钢索14,然后把各帷幕9卷缩、简单固定在底部各横向连梁4上螺旋套杆6的一侧，由此完成横向连梁与钢桩的组装。[0038]溃堤口抢险具有紧迫性，故所提拦截网结构中的各个构件、帷幕9、打桩设备及其他辅助工具，应提前储备，在洪涝灾害期间能够迅速运至抢险现场，满足抢险的应急需要。提前在抢险前把主体结构组装完毕后，抢险期间仅需把组装结构打入抢险点即可，施工速度快，能适应溃堤抢险的应急需要。[0039]2、打入钢桩：把组装好的钢桩运至堤坝溃堤口的上方，选择合适位置依次把各钢桩1铅直的打入泥中，各横向连梁4带螺旋套杆6的一侧位于迎水面，使各横向连梁4与钢桩1组成的结构体系在溃堤口上方形成一定长度的半月形围堰形状。各钢桩1的入土深度为桩尖至系泊环3之间的距离，如图6所示。[0040]组装后的拦截网骨架应有足够的长度，能够明显约束、减少堤坝12的溃堤口13附近的水流流速，对溃堤口13形成有效的保护围堰。[0041]3、插入钢管：在各钢桩1的上方绑定钢索14,并与绑定在钢桩1下方系泊环3上的钢索14一起，拉至溃堤口迎水面一侧一定距离的位置进行锁定、固定。把各钢管8插入上下两排横向连梁4对应的条形钢板空隙中，使各钢管8均匀的贯穿上下两排横向连梁4的空隙且接触泥底，如图7所不〇[0042]如果堤坝溃堤口13的另一侧有完整的堤岸，可把各钢索14固定在对岸堤坝的锚固桩上;如果堤坝溃堤口13的附近不存在对岸，可把各钢索14固定离溃堤口13—定距离的船只上。拦截网受到的荷载最终传递给各钢索14,故各钢索14的有效固定关系到拦截网约束水流的成败，各钢索14的固定需牢固、有效，在动水压力作用下不发生过大变形与失效。[0043]在各帷幕9暂未展开之前，拦截网骨架受到的水压力相对较小，故此时各钢索14受到的拉力相对较小，固定各钢索14的难度相对较小。[0044]4、展开与固定帷幕：把卷缩、固定在钢桩1下方的各帷幕9解开且逐步向上拉起、展开，在水流作用下帷幕9将紧密贴住各钢管8,最终把各帷幕9完全展开并使上部一端的套孔10穿入、固定在上部各横向连梁4的螺旋套杆6上，使帷幕9形成围挡结构减缓、约束流向溃堤口的水流流速，如图8〜图10所示。检查与确认钢粧1的铅垂性、钢索14固定的可靠性、减缓水流流速的有效性与整体稳定性满足要求时，施工结束。[0045]工程中应防止尖状物划伤、刺破帷幕9而导致其漏水及失效。[0046]溃堤口堵复施工结束后，上述所提方法修筑的拦截网可以拆除。按照与组装时相反的顺序，卸下帷幕9,逐个拔出钢管8,移除各横向连梁4,拔出钢桩1，即实现整体的拆除。拆除后的各个配件，可在后续的洪涝灾害中重复利用。[0047]本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种用于堤坝溃堤口的拦截网，其特征在于，包括若干根钢桩、横向连梁、钢管与帷幕，每根钢粧中下部设有系泊环与一个预留孔，上部设一个预留孔;横向连梁两端附近设置套管，横向连梁一侧壁上焊接一排螺旋套杆;帷幕上下端设有与螺旋套杆相配合的套孔；两个钢桩上依次套装有两个横向连梁，其中下方横向连梁底部压住钢桩系泊环，上下两个预留孔内分别插装限位下方横向连梁上部、托住上方横向连梁的托杆，两个横向连梁的螺旋套杆位于同一侧，帷幕上下端通过套孔套装在上下横向连梁的螺旋套杆上构成单元拦截网；多个单元拦截网首尾相接构成整个拦截网。2.根据权利要求1所述的用于堤坝溃堤口的拦截网，其特征在于，所述的钢粧底部为锥状桩尖，钢桩中下部自下至上设有系泊环与一个预留孔，系泊环与钢粧同轴且内壁与钢粧外壁之间通过连接杆固定，钢桩上部也设有一个预留孔;系泊环与下部预留孔之间间距大于横向连梁两倍高度。3.根据权利要求1所述的用于堤规溃堤口的拦截网，其特征在于，所述的横向连梁包括两根平行间隔设置的钢管，两根钢管上下端面分别焊接安装一排条形钢板固定，上下两排条形钢板位置一一对应，横向连梁两端附近设置套管，套管内径大于钢桩外径;套管焊接安装于上下两排最外侧的条形钢板内侧壁上;横向连梁其中一根钢管的外壁沿着水平方向焊接一排螺旋套杆，每根螺旋套杆与条形钢板相互对应。4.根据权利要求1所述的用于堤坝溃堤口的拦截网，其特征在于，所述的帷幕采用热塑性材料制成带孔洞的矩形柔性围挡结构，帷幕的两端设置与螺旋套杆相匹配的套孔。5.根据权利要求1所述的用于堤坝溃堤口的拦截网，其特征在于，所述的单元拦截网中上下横向连梁对应的条形钢板空隙中还插装有钢管，钢管位于帷幕非迎水面一侧且工作时接触泥底。6.—种用于堤坝溃堤口的拦截网的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：1、组装横向连梁与钢桩：把多个横向连梁首尾相接的套住各钢桩压在系泊环上，用托杆穿入钢桩的两个预留孔并进行固定，再把另外一组横向连梁同样首尾相接的套住各钢桩压在最上方的托杆上，上下两排各横向连梁的螺旋套杆位于同一侧，把各帷幕一端的套孔穿入、固定在钢粧底部各横向连梁上的螺旋套杆上，在各钢桩的系泊环上绑定钢索，然后把各帷幕卷缩、简单固定在底部各横向连梁上螺旋套杆的一侧，由此完成横向连梁与钢桩的组装；2、打入钢桩：把组装好的钢粧运至堤坝溃堤口的上方，选择合适位置依次把各钢桩铅直的打入泥中，各横向连梁带螺旋套杆的一侧位于迎水面，使各横向连梁与钢桩组成的结构体系在溃堤口上方形成一定长度的半月形围堰形状；各钢桩的入土深度为桩尖至系泊环之间的距离；3、插入钢管：在各钢桩的上方绑定钢索，并与绑定在钢桩下方系泊环上的钢索一起，拉至溃堤口迎水面一侧一定距离的位置进行锁定、固定;把各钢管插入上下两排横向连梁对应的条形钢板空隙中，使各钢管均匀的贯穿上下两排横向连梁的空隙且接触泥底；4、展开与固定帷幕：把卷缩、固定在钢桩下方的各帷幕解开且逐步向上拉起、展开，在水流作用下帷幕将紧挪h胁哲r元全展开并使上部—端的套孔穿入、固定在上部各横向连梁、疋甚忭，1史帷幕形成围挡结构减缓、约束流向溃堤口的水流流速;检查与确认钢粧的铅垂性、钢索固定的可靠性、减缓水流流速的有效性与整体稳定性满足要求时，施工结束。

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