CN102099530B - 自闭合式防洪屏障及使用自闭合式防洪屏障保护内陆地区的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于保护内陆地区以抗洪水的自闭合式防洪屏障，其中防洪屏障包括：闸室，其包括第一侧壁(20)和第二侧壁(21)；进水口，其用于使水进入；单个支撑块，其被布置在第一侧壁(21)上；以及坝壁部分，其可上下移动地布置在闸室中。坝壁部分包括：挡壁(4)，其用于避免水流入内陆地区；施力元件(4、5a、5b)，其用于使坝壁部分朝上移动；以及闭锁元件(5b)，其用于为限制朝上移动而提供阻碍物，所述闭锁元件包括倾斜表面(16)。支撑块包括倾斜表面(17)，闭锁元件(5b)的倾斜表面(16)在防洪屏障的关闭状态下作用于支撑块的倾斜表面(17)。由于支撑块中成角度的壁的定向，闭锁元件受力侧向移动，并由此产生横向力，该横向力将坝壁部分推向闸室的一侧。

Description

自闭合式防洪屏障及使用自闭合式防洪屏障保护内陆地区的方法

技术领域

本发明涉及自闭合式防洪屏障(self closing flood barrier)，和通过这样一种自闭合式防洪屏障保护内陆地区以抗洪水的方法。

背景技术

其中每当闸室(chamber)被水填满时，坝壁受力而向上离开闸室，这种防洪屏障被称为自闭合式防洪屏障。这样一种防洪屏障可安装在例如河边的堤防中。在发生洪水的情况下，防洪屏障自动升起，由此保护了内陆地区。与常规的防洪屏障相比，可移动的防洪屏障，也被称为可移动坝，提供的优势在于，仅当实际需要时它们才会构成堤坝。在正常情况下，这种堤坝是在地下的，并且对于周围环境而言是不可见的。

可移动的堤坝可以包括竖直的挡壁(retaining wall)，在其最低侧上设置有在闸室内封装的漂浮体。该漂浮体对挡壁施力，使其通过闸室顶部上的开口离开闸室。漂浮体还可起到闭锁元件(blocking element)的作用，以便限制挡壁向上移动。在这种情况下，漂浮体比闸室的上部开口厚，并因此被禁止离开闸室。

第EP 1950352 A2号公布公开了一种防洪屏障，其具有的在闸室的一个侧面上的矩形支撑块被安装到闸室壁中的一个上。漂浮体包括稍微倾斜的近似竖直的侧表面，其将导致在发生洪水的情况下坝壁移动至防洪屏障的靠内陆地区的一侧。漂浮体还包括在底部的延长部分，其在发生洪水的情况下会紧靠矩形支撑块的底部。由于防洪屏障的特殊结构，挡壁和漂浮体将充当杠杆，其中水对挡壁靠水一侧的挤压将试图使可浮动部分倾斜。由于这种倾斜，可浮动部分和闸室之间的最大压力出现在闸室的接近靠内陆地区一侧的顶部处，和在靠水一侧在支撑块和漂浮体之间。在两侧，接触表面非常小。作为结果，挡壁顶部处的水压因为波浪而可变的情况下，防洪屏障将是不稳定的。此外，由于高且可变的压力，接触表面容易磨损。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防洪屏障，其比现有技术中的屏障更加稳定并且可更加持久。

这个目的通过用于保护内陆地区以抗洪水的自闭合式防洪屏障来实现，该自闭合式防洪屏障包括：

-闸室，其包括第一侧壁和第二侧壁；

-进水口，其用于让水进入；

-单个支撑块，其被布置在所述第一侧壁上；

-坝壁部分(dam wall member)，其可上下移动地布置在所述闸室中，该坝壁部分包括：

-挡壁，其用于避免水流入内陆地区，

-施力元件(forcing element)，其用于使坝壁部分朝上移动，以及

-闭锁元件，其用于为限制所述朝上移动而提供阻碍物，所述闭锁元件包括倾斜表面，

其中所述支撑块包括倾斜表面，所述闭锁元件的所述倾斜表面在所述防洪屏障的关闭状态下作用于所述支撑块的倾斜表面。

在水进入闸室的情况下，坝壁部分将上升，使得闭锁元件的倾斜表面最终被压到支撑块的倾斜表面上。这将导致侧向移动，直到坝壁部分紧靠闸室的第二侧壁为止。在关闭状态下，坝壁部分具有两个接触表面，其导致和现有技术中的屏障相比被减小的压力。这将导致在整个屏障中更小的磨损和更大的稳定性。

通过仅使用一个支撑块，坝壁部分将被压到靠内陆地区的侧壁，这导致改进坝壁部分上的密封。而且，仅一个支撑块的使用也比具有两个支撑块更廉价。此外，当需要维护或修理防洪屏障时，一个支撑块的使用将是有利的。

在一个实施方式中，坝壁部分包括基本上平坦的表面，该基本上平坦的表面面对所述第二侧壁，用于邻接所述第二侧壁。因为该平坦的表面使得被关闭的屏障更加稳定，所以该平坦的表面是有利的。

在一个实施方式中，防洪屏障包括密封部分，该密封部分被布置在所述基本上平坦的表面上，靠近所述坝壁部分的下部外端，以避免所述水流入所述坝壁部分与所述第二侧壁之间。这样一种密封部分将改进防洪屏障的密封，并由此在发生洪水的情况下防止水通过防洪屏障从靠水一侧流入靠内陆地区一侧。此外，实现了在壁部分的第二侧面上被降低的水压，并且没有出现坝壁部分的倾斜，否则这将在闸室壁的下部将坝壁部分从闸室壁移开。优选地，密封部分包括橡胶或类似物。

在特定实施方式中，支撑块的倾斜表面和所述闭锁元件的所述倾斜表面，至少在使用时，与竖直方向形成角度，所述角度具有30°-60°的值，并且优选地等于大约45°。

优选地，支撑块被可移动地布置在所述第一侧壁上。

支撑块可包括底部，该底部通过连接装置可连接到所述闸室的所述第一侧壁。

支撑块还可以包括可封闭的入口(lockable entrance)，其提供通向连接装置的入口。以这种方式，维护团队能够以非常简单且有效的方式接近连接装置。该入口能够被打开，在这之后人能够断开连接装置，并且能够移除支撑块。

优选地，闭锁元件的倾斜表面变换到倾斜较小的或者不倾斜的表面，至少在所述关闭状态中，该倾斜较小的或者不倾斜的表面远离所述闸室的所述第一侧壁。以这种方式，将最小化坝壁部分的夹紧。

优选地，闭锁元件、施力元件、以及所述挡壁是一个整合的部分。这导致简单的制造和装配。

依赖于用途，自闭合式防洪屏障的闸室可以被布置成安装在地下，或者部分地安装在地下。

在一个实施方式中，闸室实质上被安装在地下，并且通过进水口/出水口与检修坑(service pit)相连接。

优选地，防洪屏障包括用于关闭所述闸室的开口的盖子，其中所述盖子被固定到所述坝壁部分的上部外端。在发生洪水的情况下，这个盖子还可以起到防洪屏障的额外延长部分的功能，因为其将防止波浪漫过坝壁部分的外顶缘。这个盖子还起到防波堤的作用。

最后，本发明还涉及用于通过如上所述的自闭合式防洪屏障保护内陆地区以抗洪水的方法，该方法包括：

-提供以上所描述的防洪屏障；

-促使防洪屏障进入工作状态；

-使水进入闸室，用于施力升起坝壁部分。

附图说明

现在将仅通过举例的方式、参考附图来描述本发明的实施方式，其中相应的参考符号指示相应的部分，并且其中：

-图1示出处在静止状态(resting state)中的、根据本发明的防洪屏障的实施方式；

-图2示出处在关闭状态中的、图1中的实施方式。

-图3示意性地示出根据实施方式的闸室的截面；

-图4示出其中防洪屏障包括两个地面负载板的实施方式，所述负载板安装在侧壁顶部。

具体实施方式

图1示出如应用在堤防1中的、根据本发明的防洪屏障的实施方式。图1示出处在静止状态中的防洪屏障，其中附近的水，例如河流10，具有正常的水位。

在图1的实施方式中，防洪屏障包括闸室3，其具有靠水的侧壁20以及靠内陆地区的侧壁21。闸室3还包括底部22，其分别连接两个侧壁20、21。壁20、21可由钢板或者由技术人员已知的任何其他适合的构造，比如混凝土构成。在闸室3中，存在挡壁4，该挡壁4在其最底侧由漂浮体5支撑。优选地，挡壁4包括聚酯。这种材料增强可用泡沫填充为夹层结构，并且非常牢固还非常轻。在该实施方式中，防洪屏障还包括被固定到挡壁4的顶部的盖子6。挡壁4与漂浮体5一起也被称为坝壁部分。请注意，漂浮体5由两个，优选为整合的，部分5a、5b组成，并且其实际起到施力元件和闭锁元件这两者的作用，所述施力元件用于引起坝壁部分的向上移动，所述闭锁元件用于限制该向上移动。

此外，防洪屏障可包括支撑块7，其通过连接装置15可移除地连接到靠水的侧壁20。在非常简单的实施方式中，连接装置包括陡壁(bold)15。在该实施方式中，支撑块7包括入口14，其通过用覆盖物23的方式关闭。在一个实施方式中，支撑块7安装到侧壁20的位置是可调整的。通过这种方式，闸室3的开口能够被调整到所需尺寸。

在该实施方式中，防洪屏障还包括检修坑9，其通过进水口/出水口24的方式连接到闸室3。进水口24连接到检修坑中的竖直管道12。进水口/出水口24包括阀13，该阀13在闸室3被清空的时候打开。在这种情况下，进水口/出水口起到出水口24的作用。如图1所示，检修坑9通过渠道11连接到堤防1的靠水侧。在正常的水位条件下，防洪屏障实际上是不可见的。正常条件下，盖子6在顶部锁在防御设施空间(entrenchment space)中。

图2示出在发生洪水的情况下图1中的自闭合式防洪屏障，其中存在的洪水导致河流10中的高水位。仅在河流10的水位升高到管道12的入口水位以上时，管道和进水口24被水填充，这导致水朝着闸室3流动。因为挡壁4与漂浮体5一起可漂浮在水上，所以闸室3中的水将对挡壁4施力使其上移。坝壁部分将朝上移动，直到漂浮体5在其上侧相对于支撑块7的成角度的壁17受力为止。这将不仅限制坝壁4的向上移动，而且还将强制坝壁4支靠闸室3中靠内陆地区的侧壁21。一旦闸室3被完全填满，关闭密封件8将锁住屏障使其不透水。现在，水能够进一步上升而不会泛滥到受保护的区域，即内陆地区。

通过使用检修坑9，防洪屏障完全自动地运作，而不需要控制进水口。请注意，检修坑9还充当一种水过滤器。来自河流一侧的污垢和泥浆将沉积在检修坑的底部，并且将不会到达闸室3。

优选地，密封部分8被布置在坝壁部分的平坦侧面上或平坦侧面处，并且优选是在坝壁部分的下端。在图2中，能够看到密封部分8密封住坝壁部分与靠内陆地区的侧壁21之间的缝隙。以这种方式，在靠内陆地区的侧壁21与坝壁部分4、5之间的压力远小于靠水的侧壁20与坝壁部分4、5之间的压力。这种压力差将产生的力会防止如EP 1950352 A2中所述的杠杆机制。

一旦水位下降到正常水位，则使用单向止回阀13或者通过水泵(未显示)来通过出水口24抽干闸室3。一旦水离开闸室3，坝壁部分回到其在闸室内的静止位置。在坝壁4顶部上的盖子6随后关闭，以防止废物或碎屑流入。在图1示出坝壁部分不搁在闸室3的底面上。这导致泥浆或类似物可沉积在缝隙中。这种沉积将有效地提升闸室3的底面，但是这种提升将不影响坝壁部分的静止位置。作为结果，盖子将总是关闭闸室3的开口，甚至当闸室3的底部存在污垢时也是如此。此外，由于坝壁部分的重量，盖子将被朝下挤压，并因此将由于重力而被关闭。

优选地，盖子6被布置成支撑交通流量，并且可以是道路表面、或人行道的一部分。挡壁4的高度的典型值为50cm、100cm、150cm、200cm或250cm。然而，更高的防洪屏障也是有可能的。

优选地，防洪屏障包括一个或多个密封件26、27，见图2，用于当水位下降时防止污垢或废物，比如流木，在上部入口处流入闸室。

图3示意性地示出根据实施方式的闸室的截面。支撑块7被安装在闸室壁20的内侧。支撑块7的倾斜表面17具有与竖直方向之间的角度α，其优选在30-60°之间，并且更加优选地是大约45°。优选地，相同角度α被用于漂浮体5上的表面16的倾斜。这些角度将导致坝壁部分平滑上移和下移，而没有坝壁部分被卡在壁之间的风险。通过在关闭状态中漂浮体5具有远离壁20的内侧的表面19这一事实，上述风险甚至可以被进一步限制。

图4示出一个实施方式，其中防洪屏障包括两个地面负载板41、42，其安装在侧壁20、21的顶部。这些板将减小在闸室壁外侧的压力，使得闸室变形的风险降低。特别在其中有大量交通流量通过防洪屏障的情况下，板41、42将是有益的。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是要明白，本发明可使用与描述不同的其他方式来实践。例如，本发明还可以被用来提供用于车库的门，或者用于关闭/保护任何其他建筑物的入口的门。甚至可想象提供水槽，该水槽的壁可以通过以上所描述的防洪屏障来形成。

以上说明书旨在是说明性而非限制性的。因此，本领域中的技术人员要理解的是，可对如被描述的本发明做出修正，而不偏离以下所陈述的权利要求的范围。

Claims (14)

1.用于保护内陆地区以抗洪水的自闭合式防洪屏障，所述防洪屏障包括：

-闸室，其包括第一侧壁(20)和第二侧壁(21)；

-进水口，其用于使水进入；

-单个支撑块，其被布置在所述第一侧壁(20)上；

-坝壁部分，其可上下移动地布置在所述闸室中，所述坝壁部分包括：

-挡壁(4)，其用于避免水流入内陆地区，

-施力元件(5a)，其用于使所述坝壁部分朝上移动，以及

-闭锁元件(5b)，其用于为限制所述朝上移动而提供阻碍物，所述闭锁元件包括倾斜表面(16)，

其中，所述支撑块包括倾斜表面(17)，所述闭锁元件(5b)的所述倾斜表面(16)在所述防洪屏障的关闭状态下作用于所述支撑块的所述倾斜表面(17)；

其中，所述防洪屏障还包括密封部分，所述密封部分密封住所述坝壁部分与所述第二侧壁(21)之间的缝隙，所述第二侧壁(21)是靠内陆地区的侧壁；

其中，在发生洪水的情况下，所述坝壁部分将朝上移动，直到所述闭锁元件(5b)的所述倾斜表面(16)相对于所述支撑块的所述倾斜表面(17)受力为止，这将不仅限制所述坝壁部分的向上移动，而且还将强制所述坝壁部分支靠所述闸室的所述第二侧壁(21)。

2.如权利要求1所述的自闭合式防洪屏障，其中，所述坝壁部分包括基本上平坦的表面(18)，所述基本上平坦的表面(18)面对所述第二侧壁(21)，用于邻接所述第二侧壁。

3.如权利要求2所述的自闭合式防洪屏障，其中，所述密封部分被布置在所述基本上平坦的表面(18)上，靠近所述坝壁部分的下部外端，以避免所述水流入所述坝壁部分与所述第二侧壁(21)之间。

4.如前述权利要求中任一项所述的自闭合式防洪屏障，其中，支撑块的所述倾斜表面和所述闭锁元件的所述倾斜表面，至少在使用时，与竖直方向形成角度，所述角度具有30°-60°的值。

5.如权利要求1-3中任一项所述的自闭合式防洪屏障，其中，所述支撑块被可移动地布置在所述第一侧壁上。

6.如权利要求5所述的自闭合式防洪屏障，其中，所述支撑块包括底部，所述底部通过连接装置可连接到所述闸室的所述第一侧壁。

7.如权利要求6所述的自闭合式防洪屏障，其中，所述支撑块包括可封闭的入口，所述可封闭的入口提供通向所述连接装置的入口。

8.如权利要求1-3中任一项所述的自闭合式防洪屏障，其中，闭锁元件(5b)的所述倾斜表面(16)变换到倾斜较小的或者不倾斜的表面(19)，至少在所述关闭状态中，所述倾斜较小的或者不倾斜的表面(19)远离所述闸室的所述第一侧壁(20)。

9.如权利要求1-3中任一项所述的自闭合式防洪屏障，其中，所述闭锁元件(5b)、所述施力元件(5a)以及所述挡壁(4)是一个整合的部分。

10.如权利要求1-3中任一项所述的自闭合式防洪屏障，其中，所述闸室被布置成安装在地下，或者部分地安装在地下。

11.如权利要求10所述的自闭合式防洪屏障，其中，所述闸室实质上被安装在地下，并且通过进水口/出水口与检修坑相连接。

12.如权利要求1-3中任一项所述的自闭合式防洪屏障，其中，所述防洪屏障包括用于关闭所述闸室的开口的盖子，其中，所述盖子被固定到所述坝壁部分的上部外端。

13.如权利要求4所述的自闭合式防洪屏障，其中，所述角度等于大约45°。

14.用于保护内陆地区以抗洪水的方法，其通过如前述权利要求中任一项所述的自闭合式防洪屏障来保护内陆地区以抗洪水，所述方法包括：

-提供所述防洪屏障；

-促使所述防洪屏障进入工作状态；

-使水进入所述闸室，用于施力升起所述坝壁部分。