CN1170989C - 浮墙、浮墙拦堵系统及其进行堤岸决口快速封堵的方法 - Google Patents

Abstract

本专利申请的主题名称为“浮墙拦堵系统”，属于水利工程领域。它是一种柔性坝体体系，具有防洪、截流、决口抢险等功能。它由浮墙、工作浮坪、地锚三部分组成，其特征为：由单个墙体串联而成的浮墙，竖直悬浮在水中，在工作浮坪的控制和牵引之下，展列成排，并可以从决口或堤岸的一侧平移至另一侧；工作浮坪对浮墙的控制力来源于地锚的固定。见附图。系统中的浮墙由墙体、防水布、毛状阻水层三部分构成。系统中的工作浮坪由浮箱、架面板构成，它能够在立体空间内实现对浮墙的控制和牵引。

Description

浮墙、浮墙拦堵系统及其 行堤岸决口快速封堵的方法

所属技术领域

本发明属水利工程领域，特别是涉及一种浮墙和进行堤岸决口快速封堵的浮墙拦堵系统。

背景技术

九八年的大洪水还在我们记忆中流淌，九九年的大洪水又接踵而至，频繁发生的洪涝灾害在向我们敲响保护环境的警钟的同时，也向我们水利建设者们提出严峻的挑战：我们必须有更加坚固可靠的水库和堤坝，也必须有更加快速高效的抗洪抢险的措施和工具。

说起抗洪抢险，最危险也最难于应对的要数决堤事故的发生。

由于决堤事故的突发性很强，同时由于作业空间和作业条件的限制，现代化的大型设备经常派不上用场，因此，这种情况下的抢险行动往往只能依靠人力进行作业，譬如，九八年九江大堤的决口抢险。而人力的力量又是有限的，尤其是在那汹涌的急流面前；所以如果不借助有效的工具和施工方法，单靠人力也无能为力。虽然现在也有一些堵口抢险的方法，(例如九江决口的沉船法以及水利科技网上介绍的几种决口抢险的方法)，但都存在着一些局限性，施工操作起来难度也很大，不能被普遍采用，更不能满足快速高效的要求。

那么我们能不能有一种能被广泛使用既易于人力操作又快速高效的堵口抢险的方法呢？这一问题自从98年的洪水之后，就一直吸引着我。

做为一名水利职工，我在实际工作中也曾亲身经历过几次抢险堵口工程的施工，虽然都不是什么大工程，既没有大江截流的宏伟，也没有九江决堤的惊险，但堵口子的困难和艰辛我却从中充分体会到了，同时，对于人在急流面前的无奈也深有感触。正因为自己有这样的亲身体验，所以当我98年从电视上看到三江沿岸的军民奋战洪水的场景时，我的感触很深，尤其是看到解放军官兵一次次冒着危险用身体筑起“人墙”来迎击洪水时，更引发了我深深的思考，因为我参加的几次堵口抢险的成功，最终都是借助了搭“人墙”的办法来实现的，因此我对“人墙”在抢险堵口工程中所起的重要作用有深刻的认识，但同时也了解搭人墙的危险和它的局限性(因为在水深超过1.5m的急流中搭人墙不仅危险而且几乎就是不可能的)，所以我就想，能不能找一种代替人去搭“人墙”的方法呢？

发明内容

我首先想到的就是一种一头重一头轻能象“比重计”那样竖直浮在水中的筒状物，如果将这种筒体一个连一个在水中串联成排，然后从两端把它们拉紧不就成了一堵“人墙”了吗？按照这种思路，我设计了一种柔性坝体起名叫它“浮墙”。

如图<1>所示，“浮墙”的骨架是一个个高强度PVC塑料做成的筒体，轻质坚固，我称之为“墙体”11。墙体11的下端封闭，上端有带盖的开口，在墙体的上端口和桶身上有多道加强钢箍3，墙体上端口的加强钢箍上连有带安全挂扣10的筒系4(可以是钢制或索制结构)，在筒系4的安全挂扣10中安有一滚轮5，通过筒系4可以将墙体挂在一条缆索9上，并可以使它在外力作用下沿缆索9滑动。墙体上的每个钢箍中间都穿有一根连杆6，连杆6的两头分别是一段铁链7和一个安全连扣8，这样将每两个墙体的扣环和连扣对应相连，就可以使墙体串连成排。由于筒体与筒体的连结必须使筒体之间有一定的活动余地，因此，筒体与筒体之间必然要留有空隙，为了弥补这一空隙，我在浮墙的临水面增设了一层防水布，之所以把防水布附在临水面是为了避免防水布承担过大的水压力。防水布的材料采用合成橡胶和绵纶的复合帆布，这种材料即具有较高的强度，又有很好的防水性能。浮墙防水布由多个单幅防水布首尾连结而成；如图<11>所示，单幅防水布的两端是两个联结头32，一端的联结头上是均匀分布的铆孔33，另一端的联结头上对应有铆销34；两幅防水布的首尾相连就是通过铆孔33和铆销34的对应铆合而实现的。在铆孔和铆销联结头的外侧有一长出联结头的保护层35，当铆孔33和铆销34对应联结好后，保护层35通过尼龙搭扣互相搭接在一起，起到保护结头的作用。浮墙的墙体平常是中空的，当决口事故发生时，墙体可以很方便地被运往事故地段，在事故现场根据决口处的水深、流速等条件，从墙体上端口向墙体的底部装入一定量的砂石料，使得每个墙体都能竖浮在水中，然后将它们一个个挂在联结决口两端的导缆上串连成排，铺上防水布后投入水中；在决口的两端各埋设一组地锚，用钢丝绳和盘车在人力作用下，分别控制浮墙的两端，先将整个浮墙拉紧，然后通过一边不断牵引一边不断放松的方法将它沿导缆从决口的一端拉往另一端，实现决口的合拢；继而再用沙袋和土工布等材料在浮墙后将决口彻底加固起来。

这样好象很容易就把问题解决了，但利用这样设计的浮墙进行决口拦堵时无法保证浮墙底部与河床基础之间不出现空隙，而决堤处的基础往往是沙质或土质的软基，如果只是简单地把水流拦住，只要下面留有空隙，在高水头的作用下，就会对底部基础造成严重的掏刷侵浊，结果会造成更为严重的崩堤事故，不但决口堵不住，反而可能会越堵越宽。

因此，要想让浮墙真正发挥出堵口抢险的功能，还需要对上述设计进行很好的改进，尤其要解决好拦堵和防护之间的矛盾；也就是不能只一味地去拦堵，而要把拦堵和防护结合起来。在这之后，经过反复的揣摸和实验，我对先前的设计进行了很多修改和补充。

首先，通过试验我发现整体直筒式墙体有时不能很好地竖浮在水中(当底部着地时)，同时施工操作起来也很显笨拙，而且不适应基础高低起伏的变化。受鱼浮和鱼坠的启发，我将浮墙的墙体由整体直筒式改为可以分离的上下两部分。如图<2>所示，上部分是一个封闭的筒体，高强度PVC塑料外壳内充填着轻质发泡材料14，使之在水中具有很好的浮力，因此我称这一部分为“浮体”1；浮体1上端口及体身上的加强钢箍3、筒系4、连杆6等结构仍然保留，并在浮体的下端加有用于连结的扣环13，墙体下部分的构造和原墙体的构造类似，仍是一个中空的筒体，下端封闭，上端有带盖的开口，筒的上端口和筒体上同样也有加强钢箍3、筒系4、连杆6等构件，只不过整个筒身变短了许多；从下部筒体的上端开口处向筒内加入一定量的沙石料，它就成了一个重锤，因此我称这部分为“锤体”2。浮体1和锤体2之间通过锤体2的筒系4和浮体1下端的扣环13相连，可以根据需要方便地进行连结或分离，而且在浮体和锤体的这种搭配中，如果锤体显得较长、较重的话，还可将锤体再分成两段，彼此之间也象锤体和浮体那样通过筒系和扣环连接，如图<7>所示。经过这样改造后的墙体，即使下部锤体部分落到河床上，上部浮体在水中也能保证始终竖直向上，而且无论贮存、运输，还是施工操作都变得更加灵活方便，适应性也更强了。

此外，在有些情况下，浮体的浮力相对来说会显得太大了些，以至于不得不把锤体做得很重，增加了工作量，也增大了施工难度。为了解决这一矛盾，我在普通浮体的内部增加了一根容水管。如图<6>所示，容水管19用塑料制成，位于浮体的中心，容水管19和浮体外壳之间填充轻质发泡材料14，容水管19的下端有较细的引水管20，使得容水管与外界相通。当浮墙投入水中后，浮体在锤体的下坠作用下，没入水中一部分，水就会从引水管20中逐渐进入容水管19，从而降低浮体的浮力，同时，并不增加浮体自身的重量。

其次，从设计思路上由过去的简单拦堵，改为拦堵和防护相结合。根据我的设想，当决堤发生时，首先要做的不是忙于拦堵，而是要用有效的方法，尽快地控制住决口的发展，使决堤的形式稳定下来，不再继续扩大，尔后再实施拦堵。这样就带来一个问题，那就是如何能够快速有效地控制住决口的发展，使它稳定下来呢？

我的方法仍然是利用“浮墙”，具体地说，就是在决口的两端分别将两排浮墙沿堤坝顺水流方向投入水中，控制住浮墙远离决口的一端，而使朝向决口的一端呈自由状态，这样在水流的作用下，浮墙会顺水流方向展成一排；继而慢慢松放控制端的缆绳，浮墙就会在水流的带动下向决口方向飘移，最终浮墙的一部分会从决口处被送下去，如果这时停止放松缆绳而把浮墙的控制端拉向堤岸，并使端口紧贴堤身，那么浮墙与堤体之间的水流流速和流量都会迅速减小，在浮墙内外会形成一个水压差，在这个水压差的作用下，浮墙就会紧紧地包裹在堤身和断口上，形成保护层，如图<8、9、10>中的21所示；继而用沙袋将浮墙与断口间尚存的空隙填实，这样就可以有效地保护住堤坝的断口，使得水流不会对它造成更大的冲刷破坏，从而有效地控制住决堤的发展。这种用于决堤防护的浮墙21我称之为“防护浮墙”。

为了适应浮墙进行断堤防护作业的需要，防护浮墙的墙体断面尺寸可以比拦堵浮墙的墙体断面小一些；此外，为了充分发挥水流的冲击对浮墙产生的带动作用，我在防护浮墙的防水布的临水侧增设了“水兜”，如图<12>所示，水兜36是一排附在防水布临水侧上逆水流方向开口的兜状结构，当水流在浮墙外侧快速流动时，水流就会把“水兜”36冲开，使之承受水流的冲击作用，正是这种冲击作用带动了整个浮墙向决口处飘移，同时，这种冲击作用也帮助浮墙紧紧地裹附在断堤面上，水兜36主要分布在防护浮墙的自由端，可以是一排或多排平行分布。

第三、实现了对断堤的控制，只是完成了防护任务的一个方面，另一方面还要在拦堵的同时防护决口处的河床基础，防止拦堵后从底部产生掏刷侵蚀，解决这个问题，我的办法是：

(一)、保障浮墙的锤体始终于河床基础相接触，呈现如图<7>所示状态。这一点可以根据决口处的水深情况，通过调整锤体的重量和浮体的浮力之间的比例关系来实现，举例说明：在浮体长5.5m，锤体长2m，决口处平均水深4.0m，最大水深5m的情况下，只要使锤体的重量等于或略大于3m长浮体所提供的浮力，锤体的底部就能始终落在河床基础上。

(二)、必须使锤体与浮体之间的倾斜发生在逆水流方向上，也就是说浮墙的锤体在落到河床上后发生的倾倒必须是顺水流方向向后的，如图<7>中的2所示。这一点可以通过浮墙两端控制其上部浮体和下部锤体的缆绳的水平错位来实现，如图<8、10>中的30所示。

(三)、将浮墙防水布的锤体部分由先前贴附在锤体迎水面上改为将整个锤体包裹起来，并在锤体下端和背水面的防水层外侧附加厚实而富有弹性的毛状阻水层，见附图<3>中的16所示。

毛状阻水层16是通过在防水布上大量密植具有一定长度的纤维线束而构成的纤维集束层，密实而富弹性，类似于绵羊的毛皮，将它夹填在物体之间的缝隙里可以起到阻隔水流的作用。

如图<5>所示，毛状阻水层16可以用纤维毛线束18和橡胶绵纶合成布的布条集束体17复合而成，构成毛状阻水层的每个布条集束体17的长度大约为50-60cm，其上端部分用橡胶胶结成棒状，下端部分呈自由披散状，这种布条集束体按梅花状布局规则地钉在防水布的外侧，而在布条集束体17之间的空隙中是密集而富有弹性的纤维毛线束18。纤维毛线束18的长度较布条集束体17略短一些，大约为40-50cm。这样，由两者复合而成的整个阻水层就象动物的皮毛一样，最外侧是强韧的布条集束体17，在布条集束体17保护之下的内部是密实富有弹性的纤维毛线束18，由此，整个毛状阻水层即可以防止外界的撕拉磨擦破坏，又具有很好的弹性和阻水性能。

如图<4、7>所示，经过这样设计的浮墙，由于其下部锤体2始终以向后倾倒的姿态落在河床上，而在锤体2与河床基础的接触面之间又有厚实而富有弹性的毛状阻水层16，这样就消除了浮墙底部出现空隙的问题，因此能很好地防止水流从浮墙下端快速冲出，从而避免了对基础的掏刷侵蚀，而且当浮墙从决口的一端被拉往另一端实现决口的合拢后，决口下游的水位会降低，由于决口上下游水位差的作用，本来向后倾倒的锤体2就会完全盖在河床基础上，在水压的作用下，锤体2及背面的毛状阻水层16会紧紧地贴在基础面上，形成覆盖层，起到保护基础的作用，如图<25>所示。

如上所述，毛状阻水层在拦堵防护过程中起着非常关键的作用，同样，对于前面的防护浮墙，增设毛状阻水层后，对于提高浮墙的防护能力也起着非常重要的作用。

第四、决口处下上游水位差较大是造成决口处水流湍急的主要原因，为此我们可以利用矮一些的浮墙在决口下游一定范围内围设一层或多层防护围堰，逐级抬高下游流水位，降低决口上下游水位差，减缓决口处的流速，为拦堵创造有利条件，如图<8、10>中的22所示。

由于下游防护围堰的拦截水头不高，因此，用于构筑下游围堰的浮墙22的墙体可以较短小一些，它的防水布由于不必承担较大的水压力也可以附在浮墙的背水面，以便充分利用浮体的浮力作用，而且锤体部分可以不设毛状阻水层，甚至可以将整个防水布层取消，只用浮墙墙体来阻水，譬如：在构筑决口下游最初几道围堰时，由于从决口冲下的水流较大、较急，可以先用没有防水布的“裸体”浮墙来构筑，当决口下游水位逐渐壅高后，再利用完整的浮墙来构筑围堰。这种用于构筑下游防护围堰的浮墙22我称之为“围护浮墙”。

第五、为了保障整个施工的顺利开展，我们需要在决口两端的堤坝内侧搭建一定面积的工作平台，来组装和控制浮墙。为了实现人力操控和快速高效的施工目的，我根据“舟桥”原理，设计了一种可以快速组装起来的工作浮坪。浮坪由浮箱、连结构件和架面板构成，如图<13、14>所示。由于我们需要在一个较大的水深范围内(2-5m)，对浮墙的上部浮体和下部锤体分层控制，而且需要适应不同的水深条件，因此，要求浮坪具有很好的可调控性；同时，由于在浮坪上既要使用盘车等卷扬设备进行浮墙控制，又要进行浮墙的装配，而浮坪的面积太大，不仅不经济而且施工起来也很困难，因此，就要求在有限的面积内实现功能共享；为了实现这些功能的需要，我将浮箱设计成多种不同类型，如图<15、16、17、18>，其中一、二、三型浮箱的箱体内装有可用人力带动的盘车38，盘车38的整体只有转轴43高出浮箱顶面，但它是通过一个销合结构与盘车车身相联的，当不需使用盘车时，打开销键把转轴43从轴槽内抽出，整个盘车就都隐藏在浮箱的内部，从而为其它作业创造出充足的空间，如图<15、16、17>；在一型和二型浮箱的前端装有一个可以绕一固定铰链翻转的三角形支架，见附图<19>，支架为钢桁架结构，一型的支架39可以翻转到浮箱的顶面上，二型的支架40可以翻转到底面上，在每个支架的顶轴上，有一固定的滑轮，从不同的盘车引出的两条钢缆分别通过这两个滑轮穿出后与浮墙相连，这样实际上就把缆绳分成了上下两层，再加上从浮箱顶面和底面上引出的两条缆绳，就可以实现在上、中、下四个层面上对浮墙进行立体分层控制，如图<13>中的30所示。

由于不同的水深条件对于浮坪没入水中深度的要求不同，同时，由于浮坪上重量分配的不均衡会引起浮坪的不平衡，因此，浮坪需要有一定的自我调节能力，这一能力的实现，就由四型和五型浮箱来完成。四型、五型浮箱是中空的，底部安有一进水阀门46，当把浮坪支好后，打开阀门46便可向箱内充水，以此来调节浮坪没入水中的深度和浮坪的平衡，见附图<18>。

由于工作浮坪仅需提供一个较大的操作平台，而不需要承载很大的重量。因此，除了用多个浮箱相互联结构成整个浮坪外，我们还可选择在浮箱之间通过联结杆件连结的方法构建浮坪，方法是：

如图<15--18>所示，在浮箱箱体两侧的上部和下部，各设一排桁架结构的支臂41和42，用于浮箱的排与排之间的连结，支臂41和42可绕一固定铰链翻转拆起到浮箱的顶面和侧面上，从而可以减小运输和存贮时的占用空间；浮箱一侧的支臂顶端连有一根联轴47(在支臂折起时可将此联轴拆除)，另一侧的每个支臂顶端有一卡扣，将一排浮箱的支臂卡扣卡在另一排浮箱的支臂联轴47上，就可以把两排浮箱固定在一起，如图<20>所示，然后在支臂构成的架面上铺上架面板，即构成一个平台。同一排浮箱之间的联结通过浮箱端部的销合结构来实现。为了便于运输，每个浮箱底部安有两排车轮45，如图<15--18>所示。

整个浮坪组装好后，通过浮坪端部的缆绳将浮坪固定在地锚上。

通过上面的设计，利用浮墙进行决口拦堵的整个系统就包括三个部分：一、浮墙，包括用于决口拦堵的“拦堵浮墙”，用于断堤防护的“防护浮墙”和用于构筑下游围堰的“围护浮墙”；二、工作浮坪——为组装和控制浮墙提供操作平台；三、地锚——其固定作用为整个系统的控制力提供基础；我将由这三部分构成的整个系统称之为“浮墙拦堵系统”。

附图说明

进图1：整体直筒式浮墙墙体结构示意图；A为立面图；B为侧面图。

图中11，墙体；12，顶盖；3，加强钢箍；4，筒系；5，滚轮；6，连杆；7，链索；8，安全连扣；9，缆索；10，安全挂扣。

进图2：分体式浮墙墙体结构示意图。

图中1，浮体；2，锤体；3，加强钢箍；4，筒系；5，滚轮；6，连杆；7，链索；8，安全连扣；10，安全挂扣；12，顶盖；13，扣环；14，轻质发泡材料。

图3：浮墙整体结构示意图；A为立面图；B为侧面图。

图中1、浮体；2、锤体；15、防水布；16、毛状阻水层。

图4、7：浮墙挡水侧面示意图。

图中1，浮体；2，锤体；15，防水布；16，毛状阻水层。

图5：毛状阻水层构成及布条集束体示意图。

图中15，防水布层；17，布条集束体；18，纤维毛线束。

图6：小浮力浮体示意图。图中14，轻质发泡材料；19，容水管；20，通水管。

图8：浮墙拦堵系统决口封堵施工平面布置示意图。

图中21，防护浮墙；22，围护浮墙；23，拦堵浮墙；24，控制浮坪；25，牵引浮坪；26，地锚；27，隔墩；28，卷扬设备；29，将浮坪固定在地锚上的缆绳；30，牵引浮墙的缆绳。

图9：浮墙拦堵系统决口封堵施工立面布置示意图。

图中21，防护浮墙；23，拦堵浮墙；24，控制浮坪；30，牵引浮墙的缆绳；31，控制浮墙的缆绳。

图10：图8中A-A剖面剖视图。

图中21，防护浮墙；22，围护浮墙；23，拦堵浮墙；25，牵引浮坪；30，牵引缆绳。

图11：防水布联结头示意图。

图中32，联结头；33，铆孔；34，铆销；35，保护层。

图12：浮墙水兜构造示意图；A为立面图；B为侧面图。图中36，水兜。

图13、14：工作浮坪结构示意图。

图中9，导缆；30，控制(牵引)缆绳，37，浮箱；38，盘车；39，顶部支架；40，底部支架；41，上部支臂；42，下部支臂；43，盘车转轴；44，盘车的盘杆。

图15、16、17、18：五种不同型式的浮箱结构示意图；A为一型；B为二型；C为三型；D为四；E为五型。

图中38，盘车；39，顶部支架；40，底部支架；42，下部支臂；41，上部支臂；45，车轮；46，进水阀门；47，支臂连轴。

图19：上部(底部)支架示意图。

图中37，浮箱；39，顶部支架；40，底部支架。

图20：支臂联结示意图。图中37，浮箱；41，支臂；47，连轴。

图21、22、23：浮墙组装演示图。A为立面图；B为平面图；C为侧面图。

图中1，浮体；2，锤体；9，导缆；38，盘车；39，顶部支架；40，底部支架；48，浮坪坪面；49，卷着的防水布幅；50，正在组装的浮墙；51，铺展开的防水布(毛状阻水层部分)；52，已组装好的浮墙。

图24、25：决口封堵示意图。图中21，防护浮墙；23，拦堵浮墙；56，堤岸。

图26：利用浮墙进行截流示意图。

图中53，上游截流浮墙；54，下游拦截浮墙。

图27：利用浮墙进行堤岸防浪及临时性加高示意图。

图中55，浮墙；56，堤岸。

图28：利用浮墙进行河道堤岸防冲刷示意图。图中55，浮墙；56，堤岸。

具体实施例

概括起来讲：利用浮墙拦堵系统进行决口抢险施工的全过程可分为六个步骤：

(一)准确掌握决口的基本情况：这包括了解决口处的水深、流速、流量、决口的宽度以及决口处河床及岸堤的基础条件，通过这些了解掌握决口的发展情况，并为整个施工提供必要的参数。

(二)埋设地锚，搭建工作浮坪：

在应急抢险的情况下，可以在堤顶或堤坡底部利用多个拖拉机或汽车的拖斗装上石料或沙土做成地锚。也可以用帆布和缆绳或一种网状结构做成包袱装上沙石料做地锚。

搭建工作浮坪首先要注意的是必须选择好搭建的位置。浮坪的搭建必须距离决口位置留出一定的安全距离，同时，在准备组装浮墙的一端(对河道来说应是上游端)浮坪的搭建位置与决口的距离至少要等于所要组装的浮墙的长度，以保证在实施拦堵施工前能放开整个浮墙。由于需要在决口的两端分别搭设一组浮坪，为了便于区别，我将用于组装浮墙的工作浮坪称之为控制浮坪24，用于牵引浮墙的工作浮坪称之为牵引浮坪25，如图<8>中所示。

当左右两个工作浮坪搭建好后，架设一条横跨决口的导缆连结两个工作浮坪。

(三)组装并施放防护浮墙，进行堤岸断头围护：

这一步骤的施工在人力充足的情况下可以和第二步同时开展。由于防护浮墙的墙体断面比拦堵浮墙要小的多，因此，比较轻便，易于操作，它的组装施工可以在堤岸上进行。浮墙组装好后，投入水中，分别在浮坪和堤岸上对它的末端进行控制，首先使浮墙整体离开堤岸一定距离，使得浮墙两侧都有充足的水量，以带动浮墙向决口漂移，当浮墙有足够的部分已从决口处被带下去后，迅速将浮墙的末端拉向堤岸，并使之紧贴堤岸，然后将控制缆绳固定在地锚上，对裹头部分用沙袋进行填充加固，见附图<9、10>中的22所示。

(四)利用围护浮墙构筑决口下游围堰，壅高下游水位：

由于需要在一个较大范围内对决口下游进行围护，因此，决口下游的防护围堰的长度比较长，根据这情况，围护施工可以分段进行，用钢筋铁笼装沙袋或石块做隔墩，将整个围设区域分成若干小段，逐段进行围设，如图<8>所示。

(五)组装拦堵浮墙，实施决口拦堵：

拦堵浮墙的组装在工作浮坪上进行，组装以单幅防水布长度的浮墙为一组装单元，组装过程如图<21、22、23>所示。首先，将浮体1的上端挂在导缆9上，下端放在浮坪坪面48上与锤体2待结，当一单元的浮体依次连结好后，将一幅卷成卷的防水布幅49的毛状阻水层部分51铺展在浮体后面的坪面上(毛状阻水层向下)，将装填好沙石料的锤体2依次放在铺好的防水布段51上，锤体与锤体之间以及锤体与浮体之间相互连结好，检查连结是否牢固，确保万无一失，然后将防水布幅49的其余部分顺着墙体从下向上展铺在浮墙的迎水面上。在上展的过程中，边展铺边将防水布与墙体1和2紧紧相系。在锤体部分，还要将迎水面的防水布与背水面的防水布相互系紧，使它们像个布套似的紧紧套在锤体2上。当一个单元的浮墙组装完成后，将防水布的前端与上单元的防水布的后端搭接好，继而进行下单元的拼结组装；当工作坪面被组装好的浮墙占满后，由牵引浮坪上的牵引缆绳将组装好的浮墙拉入水中，为后面的组装腾出空间。

当整个浮墙组合完成后，将控制端的各条缆绳与浮墙尾端的各个控制点相联，在牵引端和控制端相互配合下，一边不断地牵引一边不断放松，将浮墙整体拉过决口。当浮墙的牵引端越过决口一定距离后，牵引端停止牵引，而控制端继续放松，这样，在水压的作用下，浮墙会呈弧形向决口贴紧并最终将决口封死，如图<24>所示。

利用浮墙进行决口拦堵，还可有另外一种方式，那就是在决口的两端分别组装一排浮墙，然后将两排浮墙从决口两端拉向中间进行合拢。

(六)进行决口的封堵加固：

封堵完成后，利用抛填石块和沙袋等方法将浮墙后的基础填高到一定程度，然后将下游防护围堰里的水慢慢排出，对决口进行彻底的加固封堵作业。

以上的施工过程是从完全依借人力角度去考虑的，如果在此过程中能有现代化的机械加盟(譬如，机械化的卷扬设备)，那么施工会更快更容易些。

浮墙拦堵系统的核心——浮墙的设计最初是基于抢险堵口的目的进行的，但它的结构使它不仅适用于堵口抢险，而且还可以用于：

1、易冲刷河道的岸坡冲刷防护，如图<28>所示。

2、防汛期间堤坝的风浪防护，如图<27>所示。

3、防汛期间堤岸的临时性加高防护，如图<27>所示。

4、快速构筑防洪围堰。

另外，我还有个设想，那就是在例如大江截流这样的大型截流施工中，如果使用浮墙在截流围堰的上游先进行一步截流，或者在截流围堰的下游构筑数道防护围堰以抬高下游水位，降低截流上下游水位差的话，是否能给整个施工带来一些方便呢？见说明书附图<26>所示。

由于浮墙有多种不同用途，因此浮墙的具体形式也可以是多种多样，譬如：用于堤岸防护的浮墙比起用于拦堵的浮墙，其墙体断面可以小一些；用于构筑防护围堰的浮墙墙体可以短一些，再如，为适应不同于水深条件下的作业，浮墙的浮体和锤体都可分成多节结构，以便于施工的灵活机动，同时也可增强浮墙的适应能力；在这种分节过程中，节与节之间的联结，可以采用柔性联结(就如浮体和锤体之间的联结)也可采用刚性联结。

Claims (4)

1、一种用于堤岸决口快速封堵、江河截流以及堤岸防护的柔性坝体——浮墙；它由墙体、防水布、毛状阻水层三部分组成，其特征是：它由多个组合个体即浮墙墙体相互串连组合而成，是一种上部轻下部重的柔性排体，其一侧面上附有防水布，防水布折过浮墙底部，并将浮墙的下半部分包裹起来，在浮墙下部防水布的外侧附有毛状阻水层；通过控制浮墙的两端，可使之固定地悬浮在水中，展列成排，起到阻挡和拦截水流的作用；浮墙的墙体由相互连接的上、下两部分构成，上部分的浮体是用高强度塑料做外壳内充轻质发泡材料制成的封闭柱状桶体，在水中具有浮力，下部分的锤体是用高强度塑料制成的顶部有带盖开口的中空柱状桶体，向锤体内加入砂石料能使之具有较大的重量，由于浮体和锤体的共同作用，整个墙体能够竖直地悬浮在水中；在浮体和锤体的桶身和桶体的顶端分布有数道加强钢箍，桶体顶端的加强钢箍上连有桶系，桶系是钢制或索制结构，其上连有一安全挂扣，浮体桶系的安全挂扣中安有一滚轮；浮体的底部安有一扣环，浮体和锤体之间的连接就是通过锤体桶系上的安全挂扣与浮体底部的扣环彼此相连而实现的；浮体和锤体桶身上的加强钢箍上通有一根连杆，该连杆的一端是一段链索，另一端是一个安全连扣，墙体与墙体之间就是通过这些连杆间的相互连接而串连成整个浮墙的；为增强浮墙的适用性，避免因浮墙浮体的浮力太大而引起锤体过重，在浮墙的浮体内部还装有一容水管，容水管是一根中空的塑料管，位于浮体中间，它与浮体外壳之间填充轻质发泡材料，其下面通过浮体底部的引水管与外界相通，当墙体悬于水中时，水会从引水管进入容水管，以此可以降低浮体的浮力；墙体的浮体和锤体根据需要进行分节，成多节结构；浮墙防水布由多个单幅防水布首尾相联而成，每幅防水布的左右两端是两个联结头，一端的联结头上是均匀分布的铆孔，另一端的联结头上对应有铆销；两幅防水布的首尾相连就是通过铆孔和铆销的对应铆合而实现的；在铆孔和铆销联结头的外侧有一长出联结头的保护层，当铆孔和铆销对应联结好后，保护层通过尼龙搭扣互相搭接在一起，盖在联结头上，起到保护结头的作用；在具有防护功能的浮墙防水布的外侧有水兜，它是一种逆水流方向开口的兜状结构，在竖直方向上成排分布，在水流的冲击下会张开以承接水流的冲击力，以此产生牵动作用；浮墙毛状阻水层是通过在一基层面上密植具有一定长度的纤维线束而构成的纤维集束层，具有密实而富弹性的特点，将它夹填在物体之间的缝隙中，阻隔水流的通过，它由橡胶绵纶复合帆布的布条集束体和普通纤维毛线束复合而成，其中每个布条集束体的一端胶结在一起，另一端呈自由披散状，这样的集束体以一定间隔规则地植附在基层面上，在布条集束体间的缝隙里密植着纤维毛线束，纤维毛线束略短于布条集束体。

2、一种利用权利要求1所述的浮墙进行堤坝决口快速封堵的拦堵系统一一浮墙拦堵系统，该系统由浮墙、工作浮坪、地锚三部分构成；其中浮墙分为拦阻浮墙、防护浮墙和围护浮墙，系统中的工作浮坪由多个浮箱拼结组合而成，它为浮墙的组装、施设和控制提供了一个操控平台，整个系统对水流进行拦堵时的控制力来自系统中地锚的锚固作用；其特征是：利用该系统对堤岸决口进行封堵时，首先利用防护浮墙对决口两端堤岸的两个断头进行围设防护，阻止水流对堤坝的进一步破坏，从而控制决口的发展，使之尽快稳定下来，继而利用围护浮墙在决口下游的一定范围内围设数道挡水围堰，以逐步壅高决口下游的水位，降低决口上、下游水位差，为决口的封堵创造条件，在此基础上，在决口上游通过工作浮坪的控制和牵引，将拦阻浮墙封堵在堤坝的决口上，最后再对决口进行彻底加固。

3、一种如权利要求2所述的浮墙拦堵系统，其中所述的工作浮坪由多个浮箱相互拼结而成，呈方形或长方形，其特征是：在构成浮坪的浮箱体内安有盘车，盘车的转轴通过一个销合结构与盘车车身相联，打开销键，抽出转轴，盘车整体就隐藏在浮箱体内，这样的浮箱对称地分布在浮坪的两端；在位于浮坪端部的浮箱的外端面上安有一桁架结构的钢支架，该支架能够绕一固定铰翻转到浮箱顶面或底面上，其作用是调节从盘车引出的浮墙的控制缆绳，使之在立体空间内分开层次，以实现对浮墙的分层控制；在中空的浮箱的底部安有一进水阀门，通过它向浮箱内部充水，以此来实现浮坪的自身调控；为便于运输，在每个浮箱底部安有轮胎和车轴。

4、一种利用权利要求2所述的浮墙拦堵系统进行堤岸决口快速封堵的方法；在掌握了堤岸决口的宽度，决口的水深、流速、决口上、下游水位差以及堤岸决口处的工程条件的基础上，迅速在决口下游两侧的堤脚处，距离决口适当距离构筑两组地锚，同时在决口两端的堤岸上游的适当位置构建两个工作浮坪，将工作浮坪固定在地锚组上，且架设横跨决口的导缆连结左右两个工作浮坪，然后以此为基础利用多组浮墙分别在决口的上、中、下三个断面上对决口进行防护和封堵，其特征是：首先在决口两侧的堤岸上游构筑两列防护浮墙，浮墙远离决口的一端由工作浮坪控制，朝向决口的另一端呈自由状态，慢慢松放浮墙末端的控制缆绳，在决口处水流的带动下，浮墙会向决口下游飘移，当防护浮墙的一部分从决口处被带下去后，迅速将浮墙末端拉向堤岸，使之紧贴堤坡，并将浮墙末端固定在地锚上，在水流的作用下防护浮墙会紧紧包裹在堤坝的断头上，以此来阻止水流对堤岸的进一步破坏；其次，以决口下游两侧堤脚处的地锚组为基础和端点，在决口下游一定范围内利用围护浮墙分步构筑数道挡水围堰，以逐步壅高下游水位，降低决口上下游水位差；第三，组装和施设拦堵浮墙，拦堵浮墙的组装和施设以工作浮坪为依托，以单幅防水布长度的浮墙为一个组装单元，组装和施设的步骤如下：首先将一组浮体上端挂在导缆上，下端放在工作浮坪上逐个连起来，当一个单元的浮体联结好后，将一卷防水布的毛状阻水层部分铺展在浮体后面的坪面上，注意毛状阻水层向下，将装填好砂石料的锤体逐个放在铺好的防水布上，并与防水布系紧，将锤体与锤体以及锤体与相对应的浮体之间相互连结好，然后将防水布卷的其余部分顺着联结好的墙体从下向上展铺在墙体面上，边展铺边将防水布与墙体紧紧相系，当这一单元的浮墙组装好后，将它与上一单元的浮墙进行连结，继而进行下一单元的拼结组装；第四，进行决口拦堵：当整个浮墙组装好后，联结浮墙两端的控制缆绳在左右两个工作浮坪的相互作用下，一边不断牵引，一边不断松放，将浮墙整体拉过决口；当浮墙的前端越过决口一定距离后，牵引端停止牵引而后端的控制缆绳继续放松，这样在水压作用下，浮墙会呈弧行向决口贴紧并最终将决口封死，在这一步骤中，还可采用另一种拦堵方式，那就是在决口的两端分别组装一列拦堵浮墙，然后将两侧浮墙相对拉向决口中间，实现决口合拢；最后，在经过拦堵的决口后面，利用抛填石块和沙袋对决口进行彻底加固。

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