CN114032842B - 一种用于管涌抢险的免安装折叠式围井及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于管涌抢险的免安装折叠式围井，包括折叠围井本体、排水结构与反滤结构；折叠围井本体包括若干组支撑杆，支撑杆二个为一组并在中间通过活动的连接件连接，上部的支撑杆顶部与环形顶圈通过铰接头连接，下部的支撑杆与环形底圈通过铰接头连接；环形顶圈与环形底圈之间设有环形防水布，环形底圈的四周为底圈翼缘，底圈翼缘下部为底圈尖边；折叠围井本体底部设有反滤结构，折叠围井本体侧部设有排水结构。同时，公开了该围井的使用方法。本发明提供一种组装更加高效的围井技术，解决现有管涌抢险围井组装时间长，止水措施复杂的问题。

Description

一种用于管涌抢险的免安装折叠式围井及其使用方法

技术领域

本发明涉及水利工程堤坝防渗技术领域，尤其涉及一种用于管涌抢险的免安装折叠式围井及其使用方法。

背景技术

我国已建堤防总长达41万公里，但很多堤防工程建设年代久远，限于当时技术与经济条件的落后，这些堤防的堤基条件差，堤身填筑质量差，因此遭遇洪水时经常发生管涌险情。管涌是在渗流作用下，土体细颗粒沿骨架颗粒形成的孔隙，水在土孔隙中的流速增大引起土的细颗粒被冲刷带走的现象，也称翻沙鼓水。若不及时抢护，某些管涌险情会不断恶化，大量涌水翻沙，使堤防地基土体骨架破坏，最终形成贯通的管涌通道，导致堤坝工程骤然塌陷，造成决堤溃坝等事故，容易带来重大的生命和财产损失。近年来，随着全球气候变暖，极端暴雨洪水增多，使得管涌险情问题更加突出。

目前，管涌险情发生时一般采用减压围井或反滤围井进行抢险。传统的减压围井是在管涌口周边使用土袋抢筑围井，抬高井内水位，减小水头差，降低渗透压力，以稳定管涌险情；反滤围井是在减压围井基础上，在井内填筑反滤料，防止地基下的砂层被掏空，加剧险情的发展。但是传统围井使用土袋抢筑，耗费人力物力大，必须将围井整体抢筑起来井壁不漏水后才能发挥作用，建造时间长，效率低，不能满足争分夺秒的抗洪抢险的需要。

为提高围井抢险的效率，传统围井得到改进，许多人提出了装备式围井技术。目前公开的专利在形成围井时，常是将多个围板拼装在一起形成围井，拼装过程需要耗费一定的时间，各单元围板连接处的止水效果难以得到有效保证；也有人提出在密封体内直接充水形成围井，但是充水的过程也耗时较长。装备式围井底部的止水至关重要，围井只有底部不漏水时才能发挥良好的效果。目前有些装备式围井直接在围井底部周边放置沙袋或压实的粘土进行止水，耗时耗材；有些围井在地面开挖沟槽放置围井，再回填粘土进行止水，耗时耗力。因此目前的装备式围井具有组装时间长，底部密封措施复杂的缺点，为应对管涌险情“抢早”，“抢小”的特点，亟需开发一种组装更加高效的围井技术。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足与缺陷，本发明提供一种用于管涌抢险的免安装折叠式围井及其使用方法，提供一种组装更加高效的围井技术，解决现有管涌抢险围井组装时间长，止水措施复杂的问题。

技术方案：本发明的一种用于管涌抢险的免安装折叠式围井，包括折叠围井本体、排水结构与反滤结构；所述折叠围井本体包括若干组支撑杆，支撑杆二个为一组并在中间通过活动的连接件连接，上部的支撑杆顶部与环形顶圈通过铰接头连接，下部的支撑杆与环形底圈通过铰接头连接；所述环形顶圈与环形底圈之间设有环形防水布，环形底圈的四周为底圈翼缘，底圈翼缘下部为底圈尖边；所述折叠围井本体底部设有反滤结构，折叠围井本体侧部设有排水结构。

其中，所述的反滤结构包括位于折叠围井本体底部的反滤层，反滤层与环形顶圈之间设有连接杆；所述连接杆两端端部通过挂钩分别与反滤层、环形顶圈连接。

其中，所述的排水结构包括第一出水管与第二出水管，第一出水管与第二出水管之间通过软管连接，第一出水管设有阀门，第二出水管设有夹具；所述夹具与高度尺连接。

其中，所述的连接件包括与上部的支撑杆连接的连接件上部，与下部的支撑杆连接的连接件下部；所述连接件上部与连接件下部之间通过滚轴连接；所述连接件下部设有L型的折叠开关。

其中，所述的连接件上部与连接件下部之间的展开角度为0-180°，连接件带动支撑杆向折叠围井本体内部方向运动；所述L型的折叠开关位于连接件下部，连接件的展开角度为180°时，折叠开关上推，连接件被锁死，连接件上部与连接件下部不再转动。

其中，所述的环形顶圈与环形底圈之间设有6组支撑杆。

其中，所述的环形防水布为上下不封闭的筒型结构，环形防水布顶部、底部分别与环形顶圈、环形底圈密封连接；环形防水布外部设有8个套筒并在套筒上开设有套筒开口；所述支撑杆穿过套筒；所述连接件位于套筒开口处。

其中，所述的反滤层设有一层或者多层反滤材料；所述反滤材料包括三维透水网格、土工织物、土工席垫等反滤材料。

一种用于管涌抢险的免安装折叠式围井的使用方法，包括以下步骤：

1)发现管涌后，首先将管涌口周围做平整处理，然后将折叠状态的围井放置在管涌口上方，使围井的中心对准管涌口中心；

2)使用重锤对称锤击底圈翼缘，将底圈尖边锤入土中，以达到围井底部密封的效果，然后提起环形顶圈带动支撑杆直立，接着向上推动折叠开关，保证整个围井装置竖立；

3)在围井周边将高度尺插入土中，在环形防水布上安装第一出水管，使用夹具将第二出水管夹持在高度尺的某一高度处，使用软管连接两个出水管；

4)将反滤层放置在围井内部，将连接杆的两端分别连接在反滤层与环形顶圈的挂钩处，用于固定反滤层；观察管涌情况，若管涌仍未控制住则继续抬升第二出水管的高度来抬升围井内的水位，若反滤层淤堵则对其进行更换；

5)在围井使用结束后，取出围井内的反滤层，拆下环形防水布上的第一出水管，将折叠开关下推，然后向下按压环形顶圈折叠整个围井装置，最后将底圈尖边拔出土体，完成使用。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：

(1)本发明通过设置的可旋转的连接件，直接拉伸环形顶圈即可使得围井成型，无需复杂的安装过程，安装效率高、时间短，为管涌抢险赢得了宝贵的时间。本发明不使用时可将围井压缩后安置，节约储存空间。

(2)本发明通过直接将底圈尖边打入土中来对围井底部进行密封，密封方法简单，止水效果好。通过调整第二出水管的高度可随时调整围井内部的水头高度。本发明具有安装时间短，水封效果好，储存运输方便等优点。

附图说明

图1为本发明的免安装折叠式围井的正视结构示意图；

图2为本发明的免安装折叠式围井的俯视结构示意图；

图3为本发明的免安装折叠式围井的A-A剖面结构示意图；

图4为本发明的免安装折叠式围井的骨架折叠后的A-A剖面结构示意图；

图5为本发明的连接件的结构示意图1；

图6为本发明的连接件的结构示意图2；

图7为本发明的连接件的结构示意图3；

图中1为支撑杆、2为连接件、201为连接件上部、202为连接件下部、203为折叠开关、204为滚轴、3为铰接头、4为环形顶圈、5为环形底圈、501为底圈翼缘、502为底圈尖边、6为环形防水布、7为套筒、8为套筒开口、9为第一出水管、10为第二出水管、11为阀门、12为软管、13为夹具、14为高度尺、15为反滤层、16为连接杆、17为挂钩。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的描述。

本发明的用于管涌抢险的免安装折叠式围井，包括折叠围井本体、排水结构与反滤结构；折叠围井本体包括若干组支撑杆1，支撑杆1二个为一组并在中间通过活动的连接件2连接，上部的支撑杆1顶部与环形顶圈4通过铰接头3连接，下部的支撑杆1与环形底圈5通过铰接头3连接；环形顶圈4与环形底圈5之间设有环形防水布6，环形底圈5的四周为底圈翼缘501，底圈翼缘501下部为底圈尖边502；折叠围井本体底部设有反滤结构，折叠围井本体侧部设有排水结构。反滤结构包括位于折叠围井本体底部的反滤层15，反滤层15与环形顶圈4之间设有连接杆16；连接杆16两端端部通过挂钩17分别与反滤层15、环形顶圈4连接。排水结构包括第一出水管9与第二出水管10，第一出水管9与第二出水管10之间通过软管12连接，第一出水管9设有阀门11，第二出水管10设有夹具13；夹具13与高度尺14连接。连接件2包括与上部的支撑杆1连接的连接件上部201，与下部的支撑杆1连接的连接件下部202；连接件上部201与连接件下部202之间通过滚轴204连接；连接件2下部设有L型的折叠开关203。连接件上部201与连接件下部202之间的展开角度为0-180°，连接件2带动支撑杆1向折叠围井本体内部方向运动；L型的折叠开关203位于连接件2下部，连接件2的展开角度为180°时，折叠开关203上推，连接件2被锁死，连接件上部201与连接件下部202不再转动。环形顶圈4与环形底圈5之间设有6组支撑杆1。环形防水布6为上下不封闭的筒型结构，环形防水布6顶部、底部分别与环形顶圈4、环形底圈5密封连接；环形防水布6外部设有8个套筒7并在套筒7上开设有套筒开口8；支撑杆1穿过套筒7；连接件2位于套筒开口8处。反滤层15设有一层或者多层反滤材料；反滤材料包括三维透水网格、土工织物、土工席垫等反滤材料。

本发明的环形底圈5的四周为底圈翼缘501，底圈翼缘501的下部为底圈尖边502。底圈翼缘501为将底圈尖边502打入土体的受力部位，底圈尖边502打入土体后用于围井底部的止水。环形顶圈4的材料可选用HDPE，PE，PVC等材料，环形底圈5的材料可选用不锈钢材，支撑杆1的材料可选用高强度铝材。

本发明的连接件2只能带动支撑杆1向围井内部方向运动，无法向围井外部方向运动。折叠开关203位于连接件2下部，折叠开关203在连接件2的角度为180°时上推之后，连接件2将被锁死，无法旋转。在围井使用时只需上拉环形顶圈4，然后将折叠开关203上推，就能保持支撑杆1的稳定。在围井不使用时将折叠开关203下推，向下按压环形顶圈4即可折叠整个围井装置。

本发明的环形防水布6的结构为一上下均不封闭的筒型结构，起到整个围井侧边的挡水功能。环形防水布1的上部和下部分别与环形顶圈4和环形底圈5密封连接。环形防水布1外部均匀缝制了八个套筒7，每个套筒7中部开设了一个套筒开口8。支撑杆1穿过套筒7，连接件2通过套管开口8露在外面。环形防水布上连接有排水系统，用于稳定围井内的水位。环形防水布6的接近底部处开有出水口，出水口上安装有第一出水管9，第一出水管上设置有阀门11，软管12的两端分别与出水管连接，第二出水管10通过夹具13固定在高度尺14上，高度尺14上刻有高度刻度。通过调整第二出水口10的高度可以调整围井内的水位。

本发明的反滤系统的作用是使渗透水流出时就带不走堤坝或地基中的土颗粒，反滤层15为圆盘形，直径略小于围井直径，反滤层15放置在围井的内部，反滤层15的上部设置有挂钩17，环形顶圈4的上部设置有挂钩17，连接杆16的两端分别与环形顶圈4和反滤层15上的挂钩17相连。连接杆16用于固定反滤层15，使其不至在水中上浮。反滤层15孔径的选择可以参考相关规范，反滤层15可以为一层或多层反滤材料，优选的，反滤层15的材料可以为三维透水网格、土工席垫等。

本发明的用于管涌抢险的免安装折叠式围井的使用方法，包括以下步骤：

1)发现管涌后，首先将管涌口周围做平整处理，然后将折叠状态的围井放置在管涌口上方，使围井的中心对准管涌口中心；

2)使用重锤对称锤击底圈翼缘501，将底圈尖边502锤入土中，以达到围井底部密封的效果，然后提起环形顶圈4带动支撑杆1直立，接着向上推动折叠开关203，保证整个围井装置竖立；

3)在围井周边将高度尺14插入土中，在环形防水布6上安装第一出水管9，使用夹具13将第二出水管10夹持在高度尺14的某一高度处，使用软管12连接两个出水管；

4)将反滤层15放置在围井内部，将连接杆16的两端分别连接在反滤层15与环形顶圈4的挂钩17处，用于固定反滤层15；观察管涌情况，若管涌仍未控制住则继续抬升第二出水管10的高度来抬升围井内的水位，若反滤层15淤堵则对其进行更换；

5)在围井使用结束后，取出围井内的反滤层15，拆下环形防水布6上的第一出水管9，将折叠开关203下推，然后向下按压环形顶圈4折叠整个围井装置，最后将底圈尖边502拔出土体，完成使用。

本发明和现有技术相比，具有如下显著优点：

(1)本发明通过设置的可旋转的连接件2，直接拉伸环形顶圈4即可使得围井成型，无需复杂的安装过程，安装效率高、时间短，为管涌抢险赢得了宝贵的时间。本发明不使用时可将围井压缩后安置，节约储存空间。

(2)本发明通过直接将底圈尖边502打入土中来对围井底部进行密封，密封方法简单，止水效果好。通过调整第二出水管10的高度可随时调整围井内部的水头高度。本发明具有安装时间短，水封效果好，储存运输方便等优点。

Claims (5)

1.一种用于管涌抢险的免安装折叠式围井，其特征在于：包括折叠围井本体、排水结构与反滤结构；所述折叠围井本体包括若干组支撑杆(1)，支撑杆(1)二个为一组并在中间通过活动的连接件(2)连接，上部的支撑杆(1)顶部与环形顶圈(4)通过铰接头(3)连接，下部的支撑杆(1)与环形底圈(5)通过铰接头(3)连接；所述环形顶圈(4)与环形底圈(5)之间设有环形防水布(6)，环形底圈(5)的四周为底圈翼缘(501)，底圈翼缘(501)下部为底圈尖边(502)；所述折叠围井本体底部设有反滤结构，折叠围井本体侧部设有排水结构；

所述的反滤结构包括位于折叠围井本体底部的反滤层(15)，反滤层(15)与环形顶圈(4)之间设有连接杆(16)；所述连接杆(16)两端端部通过挂钩(17)分别与反滤层(15)、环形顶圈(4)连接；所述的反滤层(15)设有一层或者多层反滤材料；所述反滤材料包括三维透水网格、土工织物、土工席垫；

所述的连接件(2)包括与上部的支撑杆(1)连接的连接件上部(201)，与下部的支撑杆(1)连接的连接件下部(202)；所述连接件上部(201)与连接件下部(202)之间通过滚轴(204)连接；所述连接件(2)下部设有L型的折叠开关(203)；

所述的连接件上部(201)与连接件下部(202)之间的展开角度为0-180°，连接件(2)带动支撑杆(1)向折叠围井本体内部方向运动；所述L型的折叠开关(203)位于连接件(2)下部，连接件(2)的展开角度为180°时，折叠开关(203)上推，连接件(2)被锁死，连接件上部(201)与连接件下部(202)不再转动。

2.根据权利要求1所述的用于管涌抢险的免安装折叠式围井，其特征在于：所述的排水结构包括第一出水管(9)与第二出水管(10)，第一出水管(9)与第二出水管(10)之间通过软管(12)连接，第一出水管(9)设有阀门(11)，第二出水管(10)设有夹具(13)；所述夹具(13)与高度尺(14)连接。

3.根据权利要求1所述的用于管涌抢险的免安装折叠式围井，其特征在于：所述的环形顶圈(4)与环形底圈(5)之间设有6组支撑杆(1)。

4.根据权利要求1所述的用于管涌抢险的免安装折叠式围井，其特征在于：所述的环形防水布(6)为上下不封闭的筒型结构，环形防水布(6)顶部、底部分别与环形顶圈(4)、环形底圈(5)密封连接；环形防水布(6)外部设有8个套筒(7)并在套筒(7)上开设有套筒开口(8)；所述支撑杆(1)穿过套筒(7)；所述连接件(2)位于套筒开口(8)处。

5.一种用于管涌抢险的免安装折叠式围井的使用方法，其特征在于：采用权利要求1-4中任一项所述的免安装折叠式围井，包括以下步骤：

1)发现管涌后，首先将管涌口周围做平整处理，然后将折叠状态的围井放置在管涌口上方，使围井的中心对准管涌口中心；

2)使用重锤对称锤击底圈翼缘(501)，将底圈尖边(502)锤入土中，以达到围井底部密封的效果，然后提起环形顶圈(4)带动支撑杆(1)直立，接着向上推动折叠开关(203)，保证整个围井装置竖立；

3)在围井周边将高度尺(14)插入土中，在环形防水布(6)上安装第一出水管(9)，使用夹具(13)将第二出水管(10)夹持在高度尺(14)的某一高度处，使用软管(12)连接两个出水管；

4)将反滤层(15)放置在围井内部，将连接杆(16)的两端分别连接在反滤层(15)与环形顶圈(4)的挂钩(17)处，用于固定反滤层(15)；观察管涌情况，若管涌仍未控制住则继续抬升第二出水管(10)的高度来抬升围井内的水位，若反滤层(15)淤堵则对其进行更换；

5)在围井使用结束后，取出围井内的反滤层(15)，拆下环形防水布(6)上的第一出水管(9)，将折叠开关(203)下推，然后向下按压环形顶圈(4)折叠整个围井装置，最后将底圈尖边(502)拔出土体，完成使用。

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