一种堤坝管涌观测器的制作方法

本实用新型涉及水利工程技术领域，具体涉及堤坝土体发生管涌时的一种堤坝管涌观测器。

背景技术：

管涌是指在渗流作用下，土体中的细颗粒被地下水从粗颗粒的空隙中带走，从而导致土体形成贯通的渗流通道，造成土体塌陷的现象。管涌发生时，水面出现翻花，随着上游水位升高，持续时间延长，险情不断恶化，大量涌水翻沙，使堤防、水闸地基土壤骨架破坏，孔道扩大，基土被淘空，引起堤坝塌陷，造成决堤、垮坝等事故。

堤坝土体出现管涌是一种危及到堤坝发生溃毁的安全问题，必须高度重视，特别是在防汛抗洪时，往往成为重要的任务之一，因此采取积极的措施，对堤坝管涌进行治理和观测是十分必要的。而本实用新型的发明人经过实践研究发现，目前对于堤坝管涌出水口的处理常采用砂袋来堆码压实，围成一个十几平方米的砂袋围栏圈，边往上加高的同时边往圈内投放泥土碎石，直到圈内的水位不再升高，以此达到控制管涌渗水的水压和流量，从而避免对堤坝管涌处土体的损毁，但是这样做比较费工费时。

技术实现要素：

针对现有对于堤坝管涌出水口常采用砂袋来堆码压实，边往上加高的同时边往圈内投放泥土碎石，以此达到控制管涌渗水的水压和流量，从而避免对堤坝管涌处土体的损毁，但是这样做比较费工费时的技术问题，本实用新型提供一种堤坝管涌观测器。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种堤坝管涌观测器，包括一端可插入堤坝内对管涌出水口渗水进行收集的管涌接收器，所述管涌接收器的另一端连接有水平段管，所述水平段管远离管涌接收器的另一端与四通接头的一个水平接口连接，所述四通接头的另一个水平接口上连接有水管阀门，所述水管阀门远离另一个水平接口的一端连接有外排水管，所述四通接头的向下垂直接口上连接有堵头，所述四通接头的向上垂直接口上连接有垂直段管。

与现有技术相比，本实用新型提供的堤坝管涌观测器，包括顺序连接管涌接收器、水平段管和四通接头，四通接头的上下垂直接口上分别连接有垂直段管和堵头，四通接头与水平段管相对的另一个水平接口上顺序连接有水管阀门和外排水管，由此使用时通过管涌接收器直接插入堤坝内对管涌出水口渗水进行收集，因而本申请特别适用于集中渗水的管涌渗流治理与观测，与现有技术相比具有以下优点：①、安装迅速，省时省工，可赢得抢险时间；②、可对管涌出水口起到保护和限制扩散的作用；③、通过水管阀门及外排水管有利于对管涌渗水的引、排控制，避免对堤坝外侧坡体和坡脚的浸泡；④、通过外排水管便于对管涌渗水的流量进行观测，同时通过垂直段管顶端水位的变化可以对管涌渗水的水头差(水压)变化情况进行观测，根据观测管涌的水压、流速、流量及携带土粒等数据来实施更有针对性的有效抢险处理措施，以避免对堤坝管涌处堤坝造成损毁；⑤、可根据管涌出水口的大小、个数、流量和集中情况选择相适合的该系列配套产品的型号和规格；⑥、可拆换和回收重复使用；⑦、可几倍或几十倍地减少管涌出水口的治理成本和代价，节约防汛人力、物力等资源；⑧、对堤坝坡体的扰动和破坏小，环境影响小。

进一步，所述管涌接收器包括顺序连接的圆筒段、圆锥筒段和平直管段，构成入口大出口小的瓶状容器。

进一步，所述圆筒段的入口管径r为15～150cm，所述圆筒段的入口管径r与平直段的出口管径r之比为3：1～5：1，所述圆筒段的入口端尖角α为10～20°，所述圆锥筒段的β角小于30°。

进一步，所述管涌接收器选用透明pc塑料制成，厚度为1～5mm，所述水平段管、垂直段管和四通接头选用透明pc或pvc塑料制成，厚度为1～3mm。

进一步，所述管涌接收器与水平段管之间，以及四通接头与水平段管、垂直段管和堵头之间均采用螺纹配合连接。

进一步，所述管涌接收器的另一端及四通接头的四个接口均为内螺口，所述水平段管的两端、垂直段管的下端及堵头均为外螺口。

进一步，所述垂直段管由多节长度为10～100cm的管段用螺纹彼此套接组成。

进一步，所述管涌接收器和水平段管的底部用砂袋和泥石支垫。

进一步，所述垂直段管上套接有三脚架箍，所述三脚架箍包括套接于垂直段管周面的管箍，所述管箍的周向表面均匀固定有三个铰链，所述铰链上连接有可伸缩脚架，所述脚架的下端固定连接有可压入土中的底脚。

进一步，所述管箍为镀锌钢制成，所述脚架为铝合金制成，所述底脚为钢制成。

附图说明

图1是本实用新型提供的堤坝管涌观测器结构示意图。

图2是图1中管涌接收器的结构示意图。

图3是图1中与垂直段管连接的三脚架箍结构示意图。

图中，1、管涌接收器；11、圆筒管；12、圆锥筒段；13、平直管段；2、水平段管；3、四通接头；4、水管阀门；5、外排水管；6、堵头；7、垂直段管；8、砂袋；9、三脚架箍；91、管箍；92、铰链；93、脚架；94、底脚；100、堤坝；101、管涌出水口；102、堤坝背坡面；103、地面。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参考图1至图3所示，本实用新型提供一种堤坝管涌观测器，包括一端可插入堤坝100内对管涌出水口101渗水进行收集的管涌接收器1，所述管涌接收器1的另一端连接有水平段管2，所述水平段管2远离管涌接收器1的另一端与四通接头3的一个水平接口连接，所述四通接头3的另一个水平接口上连接有水管阀门4，所述水管阀门4远离另一个水平接口的一端连接有外排水管5，由此可将管涌渗出的水部分引排至堤坝以外，所述四通接头4的向下垂直接口上连接有堵头6，由此当水平段管2和四通接头3内淤积的泥沙较多需要清除时，下掉堵头6即可实现清除，所述四通接头4的向上垂直接口上连接有垂直段管7，所述垂直段管7的长度可由管涌进水口的水压和堤坝土体的特性(如土质和密实度等)确定，以便恰好能从垂直段管7的上口溢出，具体可参考以下原则来设计：当管涌渗水流速和流量较小时，大于或等于堤坝迎水面水位至管涌出水口的高度h，届时观测水压平衡和垂直段管内水位情况；当管涌渗水流速和流量较大时，垂直段管7的长度为h-l，l为10～300cm，届时垂直段管内的水恰好可以从顶口溢出。采用前述措施，可以减少管涌渗水的流速和流量，也可以通过水管阀门对渗出水的“引、排”调控来避免因管涌渗水不畅而在堤坝内“另辟通道”，在别处渗出，同时还可以观测管涌的水头差、流速、流量、携出土粒物等，为展开科学技术研究提供便利。

与现有技术相比，本实用新型提供的堤坝管涌观测器，包括顺序连接管涌接收器、水平段管和四通接头，四通接头的上下垂直接口上分别连接有垂直段管和堵头，四通接头与水平段管相对的另一个水平接口上顺序连接有水管阀门和外排水管，由此使用时通过管涌接收器直接插入堤坝内对管涌出水口渗水进行收集，因而本申请特别适用于集中渗水的管涌渗流治理与观测，与现有技术相比具有以下优点：①、安装迅速，省时省工，可赢得抢险时间；②、可对管涌出水口起到保护和限制扩散的作用；③、通过水管阀门及外排水管有利于对管涌渗水的引、排控制，避免对堤坝外侧坡体和坡脚的浸泡；④、通过外排水管便于对管涌渗水的流量进行观测，同时通过垂直段管顶端水位的变化可以对管涌渗水的水头差(水压)变化情况进行观测，根据观测管涌的水压、流速、流量及携带土粒等数据来实施更有针对性的有效抢险处理措施，以避免对堤坝管涌处堤坝造成损毁；⑤、可根据管涌出水口的大小、个数、流量和集中情况选择相适合的该系列配套产品的型号和规格；⑥、可拆换和回收重复使用；⑦、可几倍或几十倍地减少管涌出水口的治理成本和代价，节约防汛人力、物力等资源；⑧、对堤坝坡体的扰动和破坏小，环境影响小。

作为具体实施例，请参考图2所示，所述管涌接收器1包括顺序连接的圆筒段11、圆锥筒段12和平直管段13，所述圆筒段11、圆锥筒段12和平直管段13构成入口大出口小的瓶状容器，由此将圆筒段11的入口插入堤坝内与管涌出水口连接，即可对管涌出水口渗水进行收集，而采用瓶状容器的管涌接收器，由此可以更好收集管涌的渗水和限制出水口渗出水体的扩散。

作为具体实施例，请参考图2所示，所述圆筒段11的入口管径r为15～150cm，所述圆筒段11的入口管径r与平直段13的出口管径r之比为3：1～5：1，所述圆筒段11的入口端尖角α为10～20°，所述圆锥筒段12的β角小于30°。采用本实施例中参数设置的管涌接收器，由此可以比较容易地将管涌接收器压入堤坝土体内。

作为具体实施例，所述管涌接收器1选用透明pc塑料制成，厚度为1～5mm，所述水平段管2、垂直段管7和四通接头4选用透明pc或pvc塑料制成，厚度为1～3mm，由此可使整个仪器的重量较轻，携带方便；而采用透明材料制成，由此可更好对管涌携带的泥沙颗粒物进行观测，以便淤积较多时通过旋开堵头6进行清除。

作为具体实施例，所述管涌接收器1与水平段管2之间，以及四通接头3与水平段管2、垂直段管7和堵头6之间均采用螺纹配合连接。作为优选实施例，所述管涌接收器1的另一端及四通接头3的四个接口均为内螺口，所述水平段管2的两端、垂直段管7的下端及堵头6均为外螺口，即在所述管涌接收器1的另一端及四通接头3的四个接口内设有内螺纹，在所述水平段管2的两端、垂直段管7的下端及堵头6上设有外螺纹，连接时通过内螺纹和外螺纹之间的相互螺接配合实现各部件的固定连接，方便快捷。

作为具体实施例，所述垂直段管7由多节长度为10～100cm的管段螺纹彼此连接组成，由此可根据需要选用预定节数的管段通过内外螺纹连接来组成垂直段管7，灵活方便。

作为具体实施例，请参考图1所示，所述管涌接收器1和水平段管2的底部用砂袋8和泥石支垫，由此能对管涌接收器1和水平段管2的底部形成良好支撑，有效提升了管涌接收器1和水平段管2的稳固性。当然，本领域技术人员在前述实施例的基础上，还可以采用特制托架等其他支垫方式来实现支撑。

作为具体实施例，请参考图1和图3所示，所述垂直段管7上套接有三脚架箍9，所述三脚架箍9包括套接于垂直段管7周面的管箍91，所述管箍91的周向表面均匀固定有三个铰链92，所述铰链92上连接有可伸缩脚架93，所述脚架93的下端固定连接有可压入土中的底脚94，由此在使用时将底脚94压入堤坝背坡面102的地面103中，可以防止垂直段管7在风等外力作用下倾倒的可能，有效提升了整个成套仪器的安装稳固性。

作为优选实施例，所述管箍91为镀锌钢制成，所述脚架93为铝合金制成，所述底脚94为钢制成，由此可以增强三脚架箍9的整体强度。

该堤坝管涌观测器可重复安装一拆卸使用，提升了整个仪器的使用价值和寿命。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。