防洪抢险快速筑堤装置的制作方法

本发明涉及抗洪救灾技术领域，具体为防洪抢险快速筑堤装置。

背景技术：

堤防是抵御洪涝灾害的重要工程措施，是人民生命财产的重要保障。防汛抢险具有明显的突击应急处理特点。随着汛期江河水位的急骤上涨，堤防水压力增加，水流流速增大，风淘浪刷严重，堤防易出现裂缝，漏洞，溃口等，所以要抢筑挡水子堤。当前，常用的方法是用蛇皮袋装土堆填在堤坝顶部。这种方法存在三方面的问题：(1)取土困难。袋装土需要大量的粘性土，而堤防附近一般没有可取的粘性土；(2)效率低。抢险过程包括装填-运输-码放多个环节，且袋子小，重量大，人工操作非常耗时耗体力，效率很低；(3)备防难。对于重要堤防，尤其是一些尾矿库，需要储备应急抢险物资。材料(土)以及大量蛇皮袋的准备和堆放都很困难。(4)汛后子堤善后处理工作量大，较难回收。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种实现快速筑堤，提高防洪效率，提高防渗性能，结构稳定可靠的防洪抢险快速筑堤装置。

本发明是通过以下技术方案来实现的：防洪抢险快速筑堤装置，包括至少一个l型防护层、发泡防渗底板、若干个充水膜袋，每个所述l型防护层的底部粘贴有所述发泡防渗底板，若干个所述充水膜袋交错堆叠并呈层状排列设置在所述l型防护层的内侧，所述l型防护层的顶部高出部分向内翻折，并覆盖在所述充水膜袋上，每个所述充水膜袋开设有注水口。

进一步地：所述充水膜袋为长方体结构。

进一步地：所述l型防护层包括竖直段和水平段，所述竖直段内壁设置有至少一条连接带，所述充水膜袋与所述l型防护层连接的一侧设置有袋边，所述袋边开设有通孔，所述袋边通过扎带和通孔与所述连接带连接。

进一步地：所述充水膜袋包括内层和外层，所述外层包裹在所述内层外表面，所述内层由橡胶材料制成，所述外层由亚麻编织物制成。

进一步地：所述l型防护层设置有至少两个，至少两个所述l型防护层沿堤坝长度方向排列，每相邻两个l型防护层之间通过魔术贴连接，相邻两个所述l型防护层中，其中一个l型防护层设置魔术贴毛面，另外一个l型防护层设置魔术贴勾面。

进一步地：所述l型防护层设置有至少两个，至少两个所述l型防护层沿堤坝长度方向排列，每相邻两个l型防护层之间通过防水密封拉链连接。

进一步地：所述l型防护层由土工膜材料制成。

进一步地：所述发泡防渗底板的边缘设置有三角齿状结构，所述发泡防渗底板粘接在所述l型防护层的水平段底部。

本发明的有益效果

1.与现有技术相比，通过在l型防护层1的水平段底部设置发泡防渗底板，在l型防护层竖直段内壁设置连接带，将若干个充水膜袋交错堆叠并呈层状排列在l型防护层的内侧，利用扎带将充水膜袋的袋边和连接带绑紧固定，然后就地取水往充水膜袋内注水，使充水膜袋膨胀后形成挡水子堤，再将l型防护层竖直段的顶端高出部分向内翻折覆盖在充水膜袋上，实现快速筑堤，提高防洪效率。通过l型防护层可减缓洪水对充水膜袋的冲刷，防止洪水从充水膜袋之间渗透，且l型防护层由土工膜材料制成，可以防止充水膜袋被洪水中的尖锐物刺穿，增强稳定性。利用发泡防渗底板与堤坝的定面紧密贴合，防止洪水从发泡防渗底板与堤坝顶部之间渗入。

2.每相邻的两个l型防护层之间通过魔术贴或防水密封拉链连接，在防洪时，能够迅速连接l型防护层，结构简单稳定，提高筑堤效率。

3.充水膜袋包括内层和外层，外层包裹在内层外表面，内层由橡胶材料制成，外层由亚麻编织物制成，外层采用表面粗糙程度高的亚麻编织物材料，可以提高充水膜袋的抗滑能力。

4.l型防护层、充水膜袋采用橡胶等轻薄材料制成，利用水作为充水膜袋的填充物，使用完毕后，将充水膜袋内的水排出后，可以将充水膜袋晒干重复利用，简化汛期结束后的善后工作，轻便易运输，且结构稳定可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的正视图；

图3为l型防护层结构示意图；

图4为袋边和连接带绑紧状态的结构示意图；

图5为充水膜袋结构示意图；

图6为本发明与堤坝连接的结构示意图；

图7为l型防护层与发泡防渗底板连接的结构示意图；

图8为各层充水膜袋侧面水压力原理示意图。

附图标记说明,1-l型防护层，11-竖直段，12-水平段，13-连接带,14-高出部分，2-发泡防渗底板，21-三角齿状结构，3-充水膜袋,31-注水口，32-袋边，33-通孔，4-扎带，5-堤坝，6-魔术贴。

具体实施方式

图1-图5为本发明防洪抢险快速筑堤装置实施例结构示意图，包括至少一个l型防护层1、发泡防渗底板2、若干个充水膜袋3，l型防护层1由土工膜材料制成，l型防护层1包括竖直段11和水平段12，竖直段11内壁设置有至少一条连接带13，每个l型防护层1的底部粘贴有发泡防渗底板2，若干个充水膜袋3交错堆叠并呈层状排列设置在l型防护层1的内侧，l型防护层1的顶部高出部分14向内翻折，并覆盖在充水膜袋3上，高出部分14为竖直段11的顶端，每个充水膜袋3开设有注水口31，充水膜袋3与l型防护层1连接的一侧设置有袋边32，袋边32开设有通孔33，袋边32通过扎带4和通孔33与连接带13连接。

参照图6，当预知洪水来袭时，在防洪现场先铺设发泡防渗底板2和l型防护层1，并使发泡防渗底板2平铺在堤坝5的顶部，然后将多个充水膜袋3交错堆叠并呈层状排列设置在l型防护层1内侧，且利用扎带4将充水膜袋3的袋边32与连接带13绑紧在一起，再经注水口31往充水膜袋3内注水，使充水膜袋3膨胀形成挡水子堤，给充水膜袋3注水时，就地取水利用水泵往充水膜袋3充水，充水完毕后，将l型防护层1竖直段11的顶端突出部分14向内翻折，覆盖在充水膜袋3上，即可完成筑堤。同时，可以根据来洪量逐层增加充水膜袋3以加高防洪高度。

通过将l型防护层1的水平段12平铺在堤坝5的顶部，水平段12底部设置发泡防渗底板2，将充水膜袋3设置在l型防护层1内侧，并利用扎带4将充水膜袋3绑紧在连接带13上，就地取水对充水膜袋3充水使其膨胀即可完成筑堤，实现了快速筑堤，使用过后可将充水膜袋3内的水排出，并将充水膜袋3晒干回收利用，可大大降低应急防洪器材成本，提高防洪效率。

通过在l型防护层1的底部设置发泡防渗底板2，发泡防渗底板2平铺在堤坝5的顶部，利用发泡防渗底板2与堤坝5的顶部紧密贴合，防止洪水从发泡防渗底板2与堤坝5顶部之间渗入，发泡防渗底板2遇水膨胀，能够与不平整的堤坝5顶部紧密贴合，发泡防渗底板2为市场上现有的产品。通过将充水膜袋3设置在l型防护层1的内侧，且l型防护层1竖直段11的顶端突出部分14覆盖在充水膜袋3上，利用l型防护层1将充膜袋3的迎水面包住，能够减缓洪水对充水膜袋3的冲刷，防止洪水从充水膜袋3之间渗透，增强稳定性。

l型防护层1由土工膜材料制成，可以防止洪水渗入充水膜袋3之间及防止充水膜袋3被洪水中的尖锐物刺穿，保护充水膜袋3。

充水膜袋3包括内层和外层，外层包裹在内层外表面，内层由橡胶材料制成，外层由亚麻编织物制成。充水膜袋3的外层由亚麻编织物制成，外层采用表面粗糙程度高的亚麻编织物材料，可以增大充水膜袋3之间的摩擦力，可以提高充水膜袋3的抗滑能力。

参照图1,根据现场堤坝5的长度，l型防护层1可以设置有多个，在本实施例中，l型防护层1设置有至少两个，至少两个l型防护层1沿堤坝5长度方向排列，每相邻两个l型防护层1之间通过魔术贴6连接，相邻两个l型防护层1中，其中一个l型防护层1设置魔术贴毛面，另外一个l型防护层1设置魔术贴勾面。通过在相邻两个l型防护层1中的其中一个l型防护层1设置魔术贴毛面，另一个l型防护层1设置魔术贴勾面，在防洪时，能够迅速连接l型防护层1，结构简单稳定，提高筑堤效率。

l型防护层1设置有至少两个，至少两个l型防护层1沿堤坝5长度方向排列，每相邻两个l型防护层1之间还可以通过防水密封拉链连接。通过防水密封拉链，可快速将相邻的两个l型防护层1连接起来，提高筑堤效率。所需l型防护层1及配套的发泡防渗底板2与充水膜袋3的数量，由堤防防洪长度确定。

参照图7，发泡防渗底板2的边缘设置有三角齿状结构21，发泡防渗底板2粘接在l型防护层1的水平段12底部。在生产制作时，已将发泡防渗底板2牢固粘接在水平段12的底部，便于使用。通过在发泡防渗底板2的边缘设置三角齿状结构21，可以增大发泡防渗底板2的表面积，从而增大发泡防渗底板2与堤坝5顶部的接触面积，提高防渗性能，且通过三角齿状结构21，可以加强发泡防渗底板2的稳固性能，从而提高整个筑堤装置的稳固性。

参照图5，充水膜袋3为长方体结构，充水膜袋3充水后的长为l，15dm≦l≦25dm,充水膜袋3充水后的宽为w,20dm≦w≦30dm，充水膜袋3充水后的高为h,1.5dm≦h≦3.0dm，在本实施例中，充水膜袋3充水后的长为l，l＝18dm,充水膜袋3充水后的宽为w,w＝25dm，充水膜袋3充水后的高为h,h＝2.2dm。充水膜袋3的尺寸可根据现场施工的需要或制作方便进行选择。

在受侧向水压力作用下，充水膜袋3需要保持稳定，由于充水膜袋3的高度h远小于充水膜袋3的长度l与宽度w，所以充水膜袋3受到的倾覆力矩相对于自重非常小，因此无需验算抗倾覆稳定性。仅需验算抗滑动稳定性。

现对充水膜袋3形成的挡水子堤的抗滑稳定性进行验算，假设堤坝5为粘土地基，超过堤坝5洪水高度达到设计值h＝0.8m，风速达到设计值v＝5m/s。设单层充水膜袋3高为定值h＝0.22m。

1.单位宽度侧向净水压力p静计算：

p1静＝1/2γ(h-3h)²＝0.5×9800×(0.8-0.66)²＝96.04(n/m)

p2静＝1/2γ(h-2h)²-p1＝0.5×9800×(0.8-0.44)²-96.04＝539(n/m)

p3静＝1/2γ(h-h)²-p1-p2＝0.5×9800×(0.8-0.22)²-96.04-539＝1013.32(n/m)

p4静＝1/2γh²-p1-p2-p3＝0.5×9800×0.8²-96.04-539-1013.32＝1487.64(n/m)

(γ—水的容重，

p1静p2静p3静p4静—依次代表顶层、第二层、第三层、底层充水膜袋所受静水压力)

2.单位宽度侧向水压力p水估算：

参照图8，各层充水膜袋3侧面水压力由浪力及静水压力组成，

水面宽度即吹程d取10m,根据官厅水库公式

hl＝0.00166v^5/4d^1/3＝0.0267(m)

lm＝10.4×(hl)^0.8＝0.5738(m)

hz＝πhl²/lm＝0.0039(m)

p浪＝γl(h1％+hz)/4＝9800×0.5738×(0.0267+0.0039)/4＝43.02(n/m)

(因为gd/v²＝1.96<20,所以h1％近似取hl＝0.0267m)

根据△adg、△aeg、△aed及各层膜袋高度之几何关系计算，

p水1＝128.94(n/m)

p水2＝546.65(n/m)

p水3＝p3静＝1013.32(n/m)

p水4＝p4静＝1487.64(n/m)

(p水1p水2p水3p水4—依次代表顶层、第二层、第三层、底层充水膜袋所受侧向水压力)

3.抗滑安全系数k估算：

设抗滑安全系数＝单个充水膜袋袋底最大摩擦阻力/单个充水膜袋侧向总水压力。

考虑到充水膜袋间可能会有水分，充水膜袋与充水膜袋之间均取聚氯乙烯摩擦系数保守值μ＝0.3,充水膜袋与发泡防渗底板之间摩擦系数取μ2＝0.4。

考虑充水膜袋充水不满的情况，

其自重设为g＝γ×0.8×v袋＝9800×0.8×(1.8×2.5×0.22)＝7761.6(n/m)

f1＝μg＝2328.48(n/m)f2＝2μg＝4656.96(n/m)

f3＝3μg＝6985.44(n/m)f4＝4μ2g＝12418.56(n/m)

k1＝f1/(p水1×l)＝7.22

k2＝f2/[(p水1+p水2)×l]＝2.75

k3＝f3/[(p水1+p水2+p水3)×l]＝1.65

k4＝f4/[(p水1+p水2+p水3+p水4)×l]＝1.56

考虑到发泡防渗底板与堤坝之间摩擦系数更大，故不必再验算结构整体抗滑稳定性。

(v袋—单个充水膜袋容积,l—单个充水膜袋迎水面的宽度

f1、f2、f3、f4—依次为顶层、第二层、第三层、底层单个充水膜袋袋底所受摩擦力

k1、k2、k3、k4—依次为顶层、第二层、第三层、底层充水膜袋安全系数)

按照以上计算，在超高洪水范围内(0.8m)，挡水子堤高出洪水静水位一个充水膜袋3的高h(0.22m)即可保证本发明结构稳定，同时也能阻挡高出静水位的风浪。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。