技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及堤壩潰堤口搶險(xiǎn)技術(shù)，尤其涉及一種用于堤壩潰堤口的攔截網(wǎng)及其施工方法。

背景技術(shù)：
：

在洪澇災(zāi)害期間，部分堤壩在長(zhǎng)時(shí)間高水位浸泡下堤體松軟，在水壓力作用下有可能發(fā)生潰堤，進(jìn)而引起較大的災(zāi)害。如2010年6月20日，江西撫河唱?jiǎng)P堤在超警戒水位作用下發(fā)生潰堤，形成347米長(zhǎng)、4米多深的決口，導(dǎo)致大片房屋被淹、近10萬(wàn)人被迫離開(kāi)家園，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響；2013年8月23日黑龍江干流同撫大堤?hào)|段同江市八岔鄉(xiāng)下游出現(xiàn)潰口，潰口寬度發(fā)展至420m，致使48個(gè)村莊3200多人被迫轉(zhuǎn)移；歷史上黃河、淮河均發(fā)生過(guò)多次決堤，造成巨大的人員與財(cái)產(chǎn)損失。

堤壩決口是突發(fā)性突發(fā)事件，災(zāi)情會(huì)隨時(shí)間推移而越發(fā)嚴(yán)重，必須迅速組織搶險(xiǎn)救援?？焖俜舛聸Q口并加固復(fù)堤，以控制事態(tài)進(jìn)一步惡化，這是根本性措施。若堤壩決口水流速度過(guò)大，會(huì)把拋入的石渣、塊石料、鋼筋石籠、鉛絲石籠、砂卵石等材料沖走，大大降低堵復(fù)效果，浪費(fèi)施工材料。因此，堤壩潰堤決口堵復(fù)施工時(shí)，有必要采取措施降低決口處的水流速度。

如在1998年8月7日至12日的長(zhǎng)江九江干堤決口封堵過(guò)程中，就在決口處前方7~8m處沉了包括1艘長(zhǎng)75m、載重1650t的運(yùn)煤船在內(nèi)的8艘船只，并在沉船的外側(cè)拋投袋裝碎石、砂包、糧食、鋼筋籠，打木樁和鋼管樁，形成了一個(gè)長(zhǎng)200m、寬2m高4m的半月形圍堰，削減了決口流量、降低了流速，減緩了決口向兩側(cè)的擴(kuò)展，為后續(xù)潰堤口的鋼木土石封堵施工提供了堅(jiān)實(shí)的第一道防線。

但也可以看出，這類(lèi)在決口前方的沉船措施雖對(duì)降低流速有一定作用，但代價(jià)巨大，物資耗損大，施工具有一定的盲目性，是緊急情況下的不得已選擇。亟待尋求一種工程量較小、所用物資少、施工速度快的降低決口流速的搶險(xiǎn)辦法。

若能在決口前方設(shè)置一個(gè)具有足夠強(qiáng)度的攔截網(wǎng)，用來(lái)降低決口的流速，替代常見(jiàn)的沉船措施，勢(shì)必促進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的革新與進(jìn)步。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
：

為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題的不足，本發(fā)明的目的是提供一種用于堤壩潰堤口的攔截網(wǎng)及其施工方法，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、組裝靈活，能有效降低潰堤口的水流流速，為潰堤口的堵復(fù)施工提供第一道安全防線。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

用于堤壩潰堤口的攔截網(wǎng)，其特征在于，包括若干根鋼樁、橫向連梁、鋼管與帷幕，每根鋼樁中下部設(shè)有系泊環(huán)與一個(gè)預(yù)留孔，上部設(shè)一個(gè)預(yù)留孔；橫向連梁兩端附近設(shè)置套管，橫向連梁一側(cè)壁上焊接一排螺旋套桿；帷幕上下端設(shè)有與螺旋套桿相配合的套孔；

兩個(gè)鋼樁上依次套裝有兩個(gè)橫向連梁，其中下方橫向連梁底部壓住鋼樁系泊環(huán)，上下兩個(gè)預(yù)留孔內(nèi)分別插裝限位下方橫向連梁上部、托住上方橫向連梁的托桿，兩個(gè)橫向連梁的螺旋套桿位于同一側(cè)，帷幕上下端通過(guò)套孔套裝在上下橫向連梁的螺旋套桿上構(gòu)成單元攔截網(wǎng)；多個(gè)單元攔截網(wǎng)首尾相接構(gòu)成整個(gè)攔截網(wǎng)。

所述的用于堤壩潰堤口的攔截網(wǎng)，其特征在于，所述的鋼樁底部為錐狀樁尖，鋼樁中下部自下至上設(shè)有系泊環(huán)與一個(gè)預(yù)留孔，系泊環(huán)與鋼樁同軸且內(nèi)壁與鋼樁外壁之間通過(guò)連接桿固定，鋼樁上部也設(shè)有一個(gè)預(yù)留孔；系泊環(huán)與下部預(yù)留孔之間間距大于橫向連梁兩倍高度。

所述的用于堤壩潰堤口的攔截網(wǎng)，其特征在于，所述的橫向連梁包括兩根平行間隔設(shè)置的鋼管，兩根鋼管上下端面分別焊接安裝一排條形鋼板固定，上下兩排條形鋼板位置一一對(duì)應(yīng)，橫向連梁兩端附近設(shè)置套管，套管內(nèi)徑大于鋼樁外徑；套管焊接安裝于上下兩排最外側(cè)的條形鋼板內(nèi)側(cè)壁上；橫向連梁其中一根鋼管的外壁沿著水平方向焊接一排螺旋套桿，每根螺旋套桿與條形鋼板相互對(duì)應(yīng)。

所述的用于堤壩潰堤口的攔截網(wǎng)，其特征在于，所述的帷幕采用熱塑性材料制成帶孔洞的矩形柔性圍擋結(jié)構(gòu)，帷幕的兩端設(shè)置與螺旋套桿相匹配的套孔。

所述的用于堤壩潰堤口的攔截網(wǎng)，其特征在于，所述的單元攔截網(wǎng)中上下橫向連梁對(duì)應(yīng)的條形鋼板空隙中還插裝有鋼管，鋼管位于帷幕非迎水面一側(cè)且工作時(shí)接觸泥底。

一種用于堤壩潰堤口的攔截網(wǎng)的施工方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）、組裝橫向連梁與鋼樁：

把多個(gè)橫向連梁首尾相接的套住各鋼樁壓在系泊環(huán)上，用托桿穿入鋼樁的兩個(gè)預(yù)留孔并進(jìn)行固定，再把另外一組橫向連梁同樣首尾相接的套住各鋼樁壓在最上方的托桿上，上下兩排各橫向連梁的螺旋套桿位于同一側(cè)，把各帷幕一端的套孔穿入、固定在鋼樁底部各橫向連梁上的螺旋套桿上，在各鋼樁的系泊環(huán)上綁定鋼索，然后把各帷幕卷縮、簡(jiǎn)單固定在底部各橫向連梁上螺旋套桿的一側(cè)，由此完成橫向連梁與鋼樁的組裝；

2）、打入鋼樁：

把組裝好的鋼樁運(yùn)至堤壩潰堤口的上方，選擇合適位置依次把各鋼樁鉛直的打入泥中，各橫向連梁帶螺旋套桿的一側(cè)位于迎水面，使各橫向連梁與鋼樁組成的結(jié)構(gòu)體系在潰堤口上方形成一定長(zhǎng)度的半月形圍堰形狀；各鋼樁的入土深度為樁尖至系泊環(huán)之間的距離；

3）、插入鋼管：

在各鋼樁的上方綁定鋼索，并與綁定在鋼樁下方系泊環(huán)上的鋼索一起，拉至潰堤口迎水面一側(cè)一定距離的位置進(jìn)行鎖定、固定；把各鋼管插入上下兩排橫向連梁對(duì)應(yīng)的條形鋼板空隙中，使各鋼管均勻的貫穿上下兩排橫向連梁的空隙且接觸泥底；

4）、展開(kāi)與固定帷幕：

把卷縮、固定在鋼樁下方的各帷幕解開(kāi)且逐步向上拉起、展開(kāi)，在水流作用下帷幕將緊密貼住各鋼管，最終把各帷幕完全展開(kāi)并使上部一端的套孔穿入、固定在上部各橫向連梁的螺旋套桿上，使帷幕形成圍擋結(jié)構(gòu)減緩、約束流向潰堤口的水流流速；檢查與確認(rèn)鋼樁的鉛垂性、鋼索固定的可靠性、減緩水流流速的有效性與整體穩(wěn)定性滿足要求時(shí)，施工結(jié)束。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明通過(guò)鋼樁與固定的鋼索來(lái)承擔(dān)攔截網(wǎng)的荷載，承載力大，強(qiáng)度高，能約束流速、水位差較大的水流，能有效降低潰堤口的水流流速，為潰堤口的堵復(fù)施工提供理想環(huán)境；

2、本發(fā)明各構(gòu)件體積與重量小，組裝方便，施工簡(jiǎn)單。提前在搶險(xiǎn)前把主體結(jié)構(gòu)組裝完畢后，搶險(xiǎn)期間僅需把組裝結(jié)構(gòu)打入搶險(xiǎn)點(diǎn)即可，施工速度快，能適應(yīng)潰堤搶險(xiǎn)的應(yīng)急需要；

3、本發(fā)明潰堤口堵復(fù)施工結(jié)束后，可按照組裝時(shí)相反的順序，取下帷幕、拔出鋼管、解開(kāi)鋼索，逐個(gè)拔出鋼樁，即實(shí)現(xiàn)整體的拆除；拆除后的各個(gè)構(gòu)件，可在后續(xù)的洪澇災(zāi)害中重復(fù)利用。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明的鋼樁結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的橫向連梁結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的鋼樁與橫向連梁組裝示意圖。

圖4為本發(fā)明的帷幕展開(kāi)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明的單元攔截網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明鋼樁施工完畢示意圖。

圖7為本發(fā)明鋼管套入橫向連梁示意圖。

圖8為本發(fā)明帷幕展開(kāi)示意圖。

圖9為本發(fā)明本發(fā)明的攔截網(wǎng)竣工示意圖。

圖10為本發(fā)明攔截網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1、鋼樁；2、預(yù)留孔；3、系泊環(huán)；4、橫向連梁；5、套管；6、螺旋套桿；7、托桿；8、鋼管；9、帷幕；10、套孔；11、孔洞；12、堤壩；13、潰堤口；14、鋼索。

具體實(shí)施方式：

參見(jiàn)附圖：

一種用于堤壩潰堤口的攔截網(wǎng)，包括鋼樁1、橫向連梁4、鋼管8與帷幕9，鋼樁1中下部帶系泊環(huán)3與一個(gè)預(yù)留孔2、上部設(shè)一個(gè)預(yù)留孔2，橫向連梁4由兩根平行的鋼管基于上下多排條形鋼板焊接而成、兩端附近設(shè)置套管5，橫向連梁4的一側(cè)焊接一排螺旋套桿6，帷幕9為熱塑性材料制成的帶孔洞11的矩形柔性圍擋結(jié)構(gòu)，組裝時(shí)先把橫向連梁4套住各鋼樁1壓在系泊環(huán)3上，用托桿7穿入鋼樁的兩個(gè)預(yù)留孔2并進(jìn)行固定，再把另一個(gè)橫向連梁4套住各鋼樁1壓在上方的托桿7上，兩個(gè)橫向連梁4的螺旋套桿6位于同一側(cè)，把鋼管8插入上下橫向連梁4對(duì)應(yīng)的條形鋼板空隙中，再把帷幕9的上下端套孔10分別穿入、固定在上下橫向連梁4上的螺旋套桿6上，由此構(gòu)成攔截網(wǎng)，如圖5所示。

鋼樁1底部為錐狀樁尖，鋼樁1中下部設(shè)系泊環(huán)3與一個(gè)預(yù)留孔2、上部設(shè)一個(gè)預(yù)留孔2，系泊環(huán)3與下部預(yù)留孔2之間的距離略大于橫向連梁4的兩倍高度，如圖1所示。系泊環(huán)3供綁定下部鋼索14綁定使用，預(yù)留孔2供穿入、固定托桿7使用。鋼樁1的入土深度為樁尖至系泊環(huán)3之間的距離。可根據(jù)不同的地質(zhì)條件設(shè)計(jì)不同的鋼樁入土深度?？缮a(chǎn)與制作不同尺寸的鋼樁供實(shí)際工程選用。

橫向連梁4由兩根平行的鋼管基于上下多排均勻間距的條形鋼板焊接而成，橫向連梁4的兩端附近設(shè)置套孔5，橫向連梁4的一側(cè)焊接一排螺旋套桿6，套孔5的內(nèi)徑大于鋼樁1的樁徑，如圖2所示。

橫向連梁4整體結(jié)構(gòu)呈對(duì)稱(chēng)分布，多排均勻間距的條形鋼板之間可供鋼管8插入，鋼管8的直徑小于相鄰條形鋼板之間、平行鋼管之間的間距；螺旋套桿6供套入帷幕9的套孔10使用。螺旋套桿6為小直徑鋼筋螺旋旋轉(zhuǎn)而成，帷幕9套在螺旋套桿6上后，在動(dòng)水壓力作用下，帷幕9難以脫離、逃逸螺旋套桿6。

帷幕9為熱塑性材料(如高密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等)制成的帶孔洞11的矩形柔性圍擋結(jié)構(gòu)，帷幕9的兩端設(shè)置與螺旋套桿6相匹配的套孔10，如圖4所示。

可定義帷幕9的孔洞11的總面積與帷幕9的外輪廓總面積之比為孔洞率，孔洞率越小，帷幕9擋水效果越好，其受到的水壓力越大；孔洞率越大，帷幕9擋水效果越差，其受到的水壓力越小。工程實(shí)際中可根據(jù)實(shí)際水流情況選擇合適的孔洞率，可生產(chǎn)不同孔洞率的帷幕9供現(xiàn)場(chǎng)選用。甚至可在同一工程的不同位置選用不同孔洞率的帷幕9。

鋼樁1與橫向連梁4、鋼管8的組裝示意圖如圖3所示，上下兩個(gè)橫向連梁4的螺旋套桿6位于同一側(cè)。底部的橫向連梁4壓在鋼樁1的系泊環(huán)3上，且被底部預(yù)留孔2的托桿7進(jìn)行限位與柔性固定；上部的橫向連梁4壓在上部預(yù)留孔2的托桿7上。鋼管8插入上下橫向連梁4對(duì)應(yīng)的條形鋼板空隙中，鋼管8的底部接觸泥底，鋼管8的長(zhǎng)度大于上下兩個(gè)橫向連梁4之間的距離。在水流作用下，鋼管8將壓迫、緊靠在橫向連梁4背水面一側(cè)的鋼管上。

攔截網(wǎng)的整體結(jié)構(gòu)如圖5所示，帷幕9固定在上下兩個(gè)橫向連梁4的螺旋套桿6上。水流壓力作用在帷幕9上，帷幕9再把相應(yīng)壓力傳遞給各鋼管8，鋼管8再把壓力通過(guò)上下兩個(gè)橫向連梁4傳遞給鋼樁1，鋼樁1再把壓力傳遞給固定在鋼樁1上下兩端的鋼索14上。

帷幕9受到水壓力作用后，其發(fā)生柔性變形，在各鋼管8之間形成向背水面的凸出弧形狀。帷幕9應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度與韌性，在較大的水壓力作用下不產(chǎn)生過(guò)大變形與破裂；帷幕9與螺旋套桿6接觸處會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，帷幕9的材料強(qiáng)度應(yīng)能抵抗該應(yīng)力集中而不發(fā)生撕裂。帷幕9的內(nèi)外均有便于確定水深的高度刻度線，方便觀測(cè)水位。帷幕9上下端套孔10之間的距離，略大于上下兩個(gè)橫向連梁4的螺旋套桿6之間的距離；帷幕9的寬度，應(yīng)大于相鄰鋼樁1之間的距離。帷幕9的主要參數(shù)為：帷幕高度、寬度、孔洞率，可生產(chǎn)與制作不同組合參數(shù)的系列帷幕9，供實(shí)際工程靈活選用。

優(yōu)選地，鋼樁1的直徑取8~15cm，為空心鋼管樁。

優(yōu)選地，帷幕9的強(qiáng)度應(yīng)能承受10m水頭差作用而不發(fā)生破裂與較大變形。

一種用于堤壩潰堤口的攔截網(wǎng)的施工方法，詳細(xì)描述如下：

1）、組裝橫向連梁與鋼樁：

把多個(gè)橫向連梁4首尾相接的套住各鋼樁1壓在系泊環(huán)3上，用托桿7穿入鋼樁的兩個(gè)預(yù)留孔2并進(jìn)行固定，再把另外一組橫向連梁4同樣首尾相接的套住各鋼樁1壓在最上方的托桿7上，上下兩排各橫向連梁4的螺旋套桿6位于同一側(cè)，把各帷幕9一端的套孔10穿入、固定在鋼樁1底部各橫向連梁4上的螺旋套桿6上，在各鋼樁1的系泊環(huán)3上綁定鋼索14，然后把各帷幕9卷縮、簡(jiǎn)單固定在底部各橫向連梁4上螺旋套桿6的一側(cè)，由此完成橫向連梁與鋼樁的組裝。

潰堤口搶險(xiǎn)具有緊迫性，故所提攔截網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的各個(gè)構(gòu)件、帷幕9、打樁設(shè)備及其他輔助工具，應(yīng)提前儲(chǔ)備，在洪澇災(zāi)害期間能夠迅速運(yùn)至搶險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)，滿足搶險(xiǎn)的應(yīng)急需要。提前在搶險(xiǎn)前把主體結(jié)構(gòu)組裝完畢后，搶險(xiǎn)期間僅需把組裝結(jié)構(gòu)打入搶險(xiǎn)點(diǎn)即可，施工速度快，能適應(yīng)潰堤搶險(xiǎn)的應(yīng)急需要。

2）、打入鋼樁：

把組裝好的鋼樁運(yùn)至堤壩潰堤口的上方，選擇合適位置依次把各鋼樁1鉛直的打入泥中，各橫向連梁4帶螺旋套桿6的一側(cè)位于迎水面，使各橫向連梁4與鋼樁1組成的結(jié)構(gòu)體系在潰堤口上方形成一定長(zhǎng)度的半月形圍堰形狀。各鋼樁1的入土深度為樁尖至系泊環(huán)3之間的距離，如圖6所示。

組裝后的攔截網(wǎng)骨架應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度，能夠明顯約束、減少堤壩12的潰堤口13附近的水流流速，對(duì)潰堤口13形成有效的保護(hù)圍堰。

3）、插入鋼管：

在各鋼樁1的上方綁定鋼索14，并與綁定在鋼樁1下方系泊環(huán)3上的鋼索14一起，拉至潰堤口迎水面一側(cè)一定距離的位置進(jìn)行鎖定、固定。把各鋼管8插入上下兩排橫向連梁4對(duì)應(yīng)的條形鋼板空隙中，使各鋼管8均勻的貫穿上下兩排橫向連梁4的空隙且接觸泥底，如圖7所示。

如果堤壩潰堤口13的另一側(cè)有完整的堤岸，可把各鋼索14固定在對(duì)岸堤壩的錨固樁上；如果堤壩潰堤口13的附近不存在對(duì)岸，可把各鋼索14固定離潰堤口13一定距離的船只上。攔截網(wǎng)受到的荷載最終傳遞給各鋼索14，故各鋼索14的有效固定關(guān)系到攔截網(wǎng)約束水流的成敗，各鋼索14的固定需牢固、有效，在動(dòng)水壓力作用下不發(fā)生過(guò)大變形與失效。

在各帷幕9暫未展開(kāi)之前，攔截網(wǎng)骨架受到的水壓力相對(duì)較小，故此時(shí)各鋼索14受到的拉力相對(duì)較小，固定各鋼索14的難度相對(duì)較小。

4）、展開(kāi)與固定帷幕：

把卷縮、固定在鋼樁1下方的各帷幕9解開(kāi)且逐步向上拉起、展開(kāi)，在水流作用下帷幕9將緊密貼住各鋼管8，最終把各帷幕9完全展開(kāi)并使上部一端的套孔10穿入、固定在上部各橫向連梁4的螺旋套桿6上，使帷幕9形成圍擋結(jié)構(gòu)減緩、約束流向潰堤口的水流流速，如圖8~圖10所示。檢查與確認(rèn)鋼樁1的鉛垂性、鋼索14固定的可靠性、減緩水流流速的有效性與整體穩(wěn)定性滿足要求時(shí)，施工結(jié)束。

工程中應(yīng)防止尖狀物劃傷、刺破帷幕9而導(dǎo)致其漏水及失效。

潰堤口堵復(fù)施工結(jié)束后，上述所提方法修筑的攔截網(wǎng)可以拆除。按照與組裝時(shí)相反的順序，卸下帷幕9，逐個(gè)拔出鋼管8，移除各橫向連梁4，拔出鋼樁1，即實(shí)現(xiàn)整體的拆除。拆除后的各個(gè)配件，可在后續(xù)的洪澇災(zāi)害中重復(fù)利用。

本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施方式，根據(jù)上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，本發(fā)明還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。