CN1177388A - 拦水保护堤以及建造这种保护堤的方法和筑坝装置 - Google Patents

Abstract

一种拦水保护堤,它包括一个靠在地表面上的零件,在该零件上有垂直力作用,其目的是将该零件压紧和固定在地表面上。堤零件的第一个长侧边缘朝向供水一侧,而其相对的长侧边缘朝向保护堤的干燥一侧。在地表面(2)和该堤零件(1)之间有一个装置(12),例如垫,它沿着堤在轴向延伸,其目的是将从洪水侧泄漏到该零件下面的洪水排出,保持该零件底表面上、从排水装置(12)的长侧边缘、最靠近洪水侧延伸至干燥侧的区域在大气压力或接近大气压力之下,以便获得最大的水压力差、保持保护堤对地表面的密封。

Description

拦水保护堤以及建造这种保护堤的方法和筑坝装置

本发明的技术领域

第一方面，本发明涉及一种拦水保护堤，它包括一个零件，该零件例如，可以是一个挠性的、充满液体的箱和/或一个挠性的、靠在一个表面(例如，地面)上的裙部，在该零件上作用有垂直力，用以将该零件压紧和固定在该表面上。所述保护堤的第一个长的侧边缘朝向洪水，而其对面的、第二个长侧边缘朝向堤的干燥侧。

现有技术

洪水现象可以在非常不同的地区和非常不同的情况下出现。在水流(例如，湖泊和河流)附近，由于降雨量太大造成水流暂时性地溢过堤坝，这种经常发生的洪水可能冲毁位于水流附近的房屋。水可以流过地面，流入房屋中，造成各种损害(例如，水可充满地下室的空间，或部分地充满底层的某些地区)。毫无例外地，要控制这种洪水造成的损害是非常昂贵的。在另一些情况下，作为不期望的泄漏的后果，另一种形式的流体(例如，油、燃料、化学制品等)而不是水，会在某些地区或表面上溢出。

不管洪水的形式如何，一般都希望阻挡洪水，或更精确地说，通过建造某种形式的阻挡液体流动的保护堤来限制洪水的量。房屋主人在其房屋周围筑堤，以防止水进入屋中。相反，在泄漏的情况下，建造保护堤的目的是防止液体流到泄漏源以外一定距离的地方去。

通常建筑保护堤的方法是使用天然的固体材料。普通的方法是用手工堆砌几排一定高度的沙袋。另一种方法是利用相应的机械建造土壤堤坝。然而，这些方法都有缺点。既使机械挖土或挖掘是可能的，但是这种方法是费时的，并且经常是在后面阶段才可以依靠它。另外，还总是在地面造成许多坑和其他损伤。沙袋方法不但费时，而且劳动量大。许多时候，在洪水的紧急现场周围，既没有机械，又没有沙袋，因此，在开始建造堤坝之前，必须进行费时的运输。这意味着，保护堤可能建成得太晚了。

为了消除分别与土堤和沙袋保护堤相联系的缺点，最近开发了用可移动的筑坝装置建造的保护堤。该装置是一些软管形箱的形式，可以储存、搬运和在折叠状态下运输，箱可以就在水灾的现场灌满液体(通常为水)。这种软管箱的例子在专利文献中有大量报导(例如可参见：FR1375854，EP496519，US246474，US3855800，US4799821和US5040919)。这种软管箱的主要优点是在折叠状态它们是小型的，同时，将箱子固定在保护堤上所需要的沉重材料(水的形式的材料)，在洪水现场是大量存在的。因此，近乎无限制量的软管箱形式的筑坝装置可以很快和平稳地运送至被洪水冲毁的地方，并且只需要简单地用水灌满该软管箱就可以在现场发挥作用。大多数早先已知的软管箱形式的筑坝装置还包括一个具有一定的明显宽度的裙部，朝向洪水一侧，通常是利用钉子或柱状的固定件固定，目的是使其相对地表面密封。

另一种机动的筑坝装置(商业上用的商标为PORTADAM)使用不透水的裙子状的膜，它的长的侧边部分靠着地表面，而相对一侧的长侧边部分靠在直立在防卫线上的框架上，并且由许多斜的支承腿构成。

使用普通的可移动或便携式的筑坝装置的早先已知的保护堤的一个共同特点是，靠在地表面上的保护堤的零件在其整个面积上靠在该地表面上，目的是得到对该地表面的最大可能的紧密性，这是值得称道的。这样，早先已知的结构来源于这样的基本想法，即与地表面的接触面积越大，保护堤越可靠。然而，这个基本想法部分地是根据错误的前提得出的。即：假如水(实际上经常是这种情况)开始泄漏至，例如，由作用在裙部顶面的水压力压紧在表面上的裙部下面时，裙部顶面和底面之间的压力差将大大减小。这意味着，受到与顶面一样的水压力从下面的影响的裙部面积将丧失其固定能力。假如在水压力作用下，裙部和/或软管箱下部的渗漏水从洪水一侧扩散至干燥一侧，则保护堤会逐渐丧失其固定能力，因此，它对表面的密封能力最终也会从防卫线上丧失。当然，压力差减小的情况在使用没有裙部的软管箱(例如见EP496519)来建造保护堤的一些情况下也存在。当水开始泄漏到靠在地面上的软管箱表面的下面时，总的固定能力逐渐降低。这意味着，当从洪水来的水平移动力超过固定力时，软管箱就会在其下面的水上飘走。

同时还应指出，供水可能向下流入地面的空隙处，流到地表面以下，并且大体上可能重新出现在地表面上，形成一个作用在保护堤底面上的提升压力。

发明的目的和特点

本发明的目的是要消除早先已知的保护堤的上述缺点，并创造一种改进的保护堤。因此，本发明的主要目的是使即使洪水开始泄漏入靠在地表面上的保护堤零件下面时，保护堤也具有的好的固定能力。根据本发明，这个目的可以利用权利要求1的特征部分限定的特点来达到。

第二方面，本发明的目的还在于创立一种能可靠地固定的保护堤的建造方法。这个方法的特点从权利要求5中可以清楚地看到。

第三方面，本发明的目的还在于创造一种可移动的筑坝装置，利用这种装置可以容易和快速地建造可以可靠固定的保护堤。这种可移动的筑坝装置的特点从权利要求6至8中可以清楚地看到。

本发明是基于这样一种认识，即假如将排水装置插入地表面和与地表面贴紧的保护堤零件之间时，可保证保护堤具有持续的固定能力。所述排水装置可保证保护堤条件与地表面之间的接触区域是局部“干燥”的或在大气压力作用下。换言之，排水装置可以保证，可能漏入的洪水不会在整个与地表面接触的面积上扩散。

附图的简要说明

图1为利用根据本发明的筑坝装置建造的洪水保护堤的透视图，更精确地说，是利用软管形箱建造的保护堤的透视图，图中表示了剖开状态的一个软管形箱；

图2为根据图1的软管箱的较短截面的放大透视图；

图3为通过根据图1和图2的箱的示意性的横截面；和

图4至8为表示本发明的另外的实施例的类似的横截面。

优选实施例的详细说明

图1中，参考数字1表示根据本发明制成的筑坝装置，它是软管箱形式的。图中表示该筑坝装置1放在表面2上，其目的是阻挡大量洪水或流体3。在实际中，表面2通常包括，例如，靠近房屋的地面。这个地面可以是平的，也可以是不平的。地面的干燥侧(图中为箱子1的右侧)用4表示。

箱子1包括三个不同的部分5，6，和7，它们利用内部的挠性连接件8固定在一起。在图1和2中，5和6两部分表示成朝向地面，这两部分形成了并排放在表面上的二个基础部分，同时第三部分7放在基础部分5，6上面并在它们之间。

在实际中，连接件8可用不同方法实现。在根据图2的例子中，表示了横截面形成三角形的网状或多孔织物，它轴向沿着箱子的整个部分延伸，横截面象三个叶子的苜蓿。应当指出，该箱子的横截面并不是必需沿着其整个延伸长度做成这种三个叶子式的苜蓿形。相反，在箱子的相对两端，箱子的横截面可从三个叶子的苜蓿形依次变化至逐渐变圆的形状。在这些狭窄的末端截面上，可以保留连接件8或不用连接件8。也可以不用网状或多孔织物，而用其他零件(例如，几组轴向隔开的带子或窄条，每一组带子包括三个呈三角形分布的单元)。唯一重要的是连接件应使填充液体能自由地流到箱子的不同部分和它们之间。

箱子本身由不透水的织物(例如，商业上称为地膜(geomembrane)的那种形式的织物)制成。利用连接件8，在相邻部分的靠近轴向边界线10的不同部分5，6，7之间形成收缩的凹槽形的区域9。箱子可由三个单独的、相互沿着其长侧边缘连接的细长的织物构成，同时形成所述边界线10。然而，也可以用可挠曲的管材制造箱子，在箱子内部，以适当方法固定连接件8。在起作用和充满液体的状态下，除了在有载荷状态下变平的两个基础部分的底面之外，每一个单独的箱子部分的横截面，沿着其圆周的主要部分为圆形，特别是椭圆形。

箱子的不同部分有三个不同的主要功能。朝向洪水一侧的第一个基础部分5的功能是密封地面，而朝向干燥一侧4的第二个基础部分6起固定作用。第三个、中心和上端部分7的主要功能是拦水，即使箱子作为一个整体，在地表面之上具有最佳的高度。由于该结构基础部分比其顶部宽因此，这个形状的稳定性好。另外，与大量的水3接触的区域是倾斜的，这样，使洪水的压力垂直向下的压缩分力增大，这除了可使液体充满箱子外，还可以固定整个结构。

在第一个基础部分5的下面有一层特殊的密封层11。这个密封层由适当形式的密封材料制成(例如，泡沫橡胶)，用以防止或阻碍水流通过细孔和在箱子部分5与多多少少不平的地表面之间形成的空隙。不用橡胶，也可以用其他材料代替(例如，膨润土垫的形式，即包含一种与水接触会膨胀的粘土材料的垫)。

根据本发明，在第二个基础部分6下面有一个特殊的排水装置12。这个排水装置可以是由成型的穿孔或多孔材料，例如，排水垫(PLATON-垫，Pac Drain)构成的形式。另外，也可以在所述基础部分6下面放置适当形状的特殊的隔套。排水装置12也可以由另一个大面积的单元(例如一个挠性垫或刚性板)组成，在该单元的顶部和底部之间有通道或空隙，水可以沿着离开该单元的一个长侧边缘、向着相对一侧边缘的方向通过这些通道或空隙。由于该单元有一定厚度，因此处在其上面的基础部分6保持在地表面之上一定的高度。实际上，作为排水装置最好是一种夹层的结构，它包括所谓的铺地织物(geotextile)(一种由聚合纤维制成的纺织材料)的上层和下层，和由刚性或半刚性材料制成的中间芯子，特别是带有许多杯状突起部分(与装鸡蛋的纸板的底面相似)的塑料。同时，因为这个芯子可以承受相当大的重量，它允许液体在突起部分之间自由通过。

图1中可看出，箱子1具有一个孔13，用于充入液体和排出可能困在箱子中的空气。这个孔应设在箱子的末端附近，同时在箱子相对一端也有一个类似的孔。在箱子两个末端之间的区域也可能有一个或多个辅助孔(没有示出)。实际上，这些孔当然设有相应的阀或连接装置，它们可以打开和关闭。

根据图1至3建造的保护堤是如下这样起作用的。在保护堤单独的软管箱放在所希望的防卫线上并灌满水之后，由与装在箱中的水的重量相应的力，将单独的箱子压在地面上。这时，层11起密封作用，而单元12起排水作用。因此，如果洪水3开始漏入密封层11的下面，并完全通过所述层与地面的接触区域时，排水装置12可保证流入的水沿着保护堤的干燥一侧的方向迅速排出去。这样，在基础部分6的底面上可以保持大气压力或接近大气压力的压力。这意味着，尽管泄漏的水已经通过密封层11，但基础部分6在地面上产生的固定力仍旧保持着。换言之，排水装置12保证保护堤整体的可靠固定。

现参见图4，图中表示排水层12’可以做得比密封层11宽得多。这样，在根据图4的实施例中，排水层12’不但沿着基础部分6的整个底面延伸，而且沿着基础部分5的底面的一部分延伸。

图5表示在EP496519中公布的形成一般形式的保护堤的软管箱。在外箱14中放置着两个内箱15，15’，每一个内箱都灌满水。在早先已知的软管箱中，外箱14的整个底面都贴紧地面。与此相反，排水装置12”插在外软管箱的底面下面，其宽度最好(虽然不是一定必要)比外箱14的宽度的一半要大，但总是比箱子的整个宽度小。这意味着，箱子底面的某一部分11”贴紧在地表面上，并与之密封。假如渗流水流入这个密封表面部分11”下面，则排水装置12”可保证迅速将渗流的水沿着保护堤的干燥一侧的方向排出。

在图6中表示了一个实施例。根据这个实施例，可再次充满的软管箱1添加了一个挠性的裙部16。该裙部16在箱子1的长侧边缘上，朝向洪水一侧。在这种情况下，排水装置12”’不仅沿着软管箱1的整个宽度延伸，而且稍微延伸至裙部16下面。然而，裙部16沿着11”’部分贴紧，直接压在地面上，这个部分使地面密封。当然，在这种情况下，裙部16由例如地膜一类材料制成，它使水不能流过，而裙部是与软管箱1本身连接的，不透水。

在所有上述的实施例中，排水装置12是与那些软管箱作成一个整体的，共同构成保护堤，即排水装置总是伴随着单独的软管箱。然而，在根据本发明的方法的范围内，可以将单独的排水装置放在所讨论的软管箱下面，而该软管箱在展开和充满水之前是放在地表面上的。不论软管箱是否包括图6所示的裙部，这都是可能的。这样，在图7中表示了如何使用一个没有与软管箱连接和没有裙部的排水装置12”’。

图8表示如何利用管子17代替上述的大面积装置作排水装置。在任意一种筑坝装置(例如，软管箱)的底面上作有一个凹部，它装着带有多个穿孔的管子或管路，从洪水一侧来的可能的渗流水可以通过这些穿孔流入，并沿着堤的轴线方向，从中心流出。从图8中可以清楚地看出，管子或软管17可放在筑坝装置1的二个相对的长侧边缘之间，最好离洪水侧比离干燥侧接近些，排水管和筑坝装置干燥侧之间的区域保持“干燥”，或在大气压力下，使渗流水不能到达地表面的这一部分。本发明可实行的改造

本发明不只是限于上述的和附图所示的实施例。因此，本发明也可应用于其他的保护堤，而不只是那些包括一个或多个可以灌满水的软管箱组成的保护堤。例如，本发明可与PORTADAM形式的保护堤相联系使用，或与包括有靠近机械框架的膜状裙部的类似堤相联系使用。

Claims (8)

1、一种拦水保护堤，它包括一个零件，例如，挠性、充满液体的箱和/或一个挠性裙部，该零件紧靠在一个表面例如地面上，在该表面上有垂直力作用，其目的是将该零件压紧和固定在该表面上，所述保护堤的第一个长侧边缘朝向洪水一侧，而其相对的第二个长侧边缘朝向保护堤的干燥一侧，其特征为，在表面(2)和所述零件之间有装置(12，17)，它沿着堤在轴向方向延伸，其目的是将从一侧可能泄漏至该零件下面的洪水排出，保持该从排水装置的长侧边缘、最接近洪水一侧延伸至干燥一侧的该零件底面上的区域处在大气压力或接近大气压力之下，以便获得最大的水压力差，保持保护堤对该表面的密封。

2、如权利要求1所述的保护堤，其特征为，该排水装置包括一个大面积的单元(12)，例如一个垫或一块板，在该单元的顶部和底部之间有通道或空隙，液体可以沿着离开该单元的一个长侧边缘、向着其对面的一侧边缘的方向通过该通道或空隙，并且，由于该单元有一定厚度，可以使保护堤的该零件部分处在该表面之上的一定高度。

3、如权利要求2所述的保护堤，其特征为，所述单元永久地与所述堤零件固定，以便与将该堤零件放置在防卫线上相联系、自动地附着在该堤零件上。

4、如上述权利要求中任一项所述的保护堤，它是由具有裙部(16)的筑坝装置装配而成，该裙部(16)在洪水一侧的方向上突出，其特征为，排水装置(12”’)的宽度比实际的筑坝装置(1)的宽度大，排水装置部分地突出在裙部(16)的下面。

5、一种建筑这种拦水保护堤的方法，该堤包括一个零件，例如一个挠性的、充满液体的箱和/或一个挠性的裙部，该零件靠在一个表面例如地面上，在该零件上作用有垂直力，其目的是将该零件压紧和固定在该表面上，所述保护堤的第一个长侧边缘朝向洪水一侧，而其相对的、第二个长侧边缘朝向保护堤的干燥一侧，其特征为，在表面(2)和所述零件之间采用一装置(12，17)，它沿着堤轴向延伸，其目的是将可能从洪水侧漏至该零件下面的洪水排出，保持该零件底部从排水装置的长侧边缘、最靠近洪水侧的地方延伸至干燥侧的区域在大气压力或接近大气压力之下，以便获得最大的水压力差，保持保护堤对该表面的密封。

6、如权利要求1至4中任何一项所述的建造保护堤用的筑坝装置，它包括一个挠性的细长的箱子(1)，箱子带有装置(13)，分别用于充满固定液体和将固定流体放出，其特征为，该箱子至少是沿着其长度延伸的部分包括不少于三个不同的部分(5，6，7)，其中至少二个部分形成基础部分，它们彼此挨着放在所讨论的表面上，同时至少第三个部分放在该基础部分之上和它们中间，当箱子起作用，处在膨胀充满的状态时，箱的不同部分由内部挠性连接件(8)保持在一起，填充液体可在不同部分之间、通过该连接件自由流动，至少一个基础部分(6)的底面上有装置(12)，用于将可能泄漏至第一个基础部分(5)下面的水排出。

7、如权利要求6所述的筑坝装置，其特征为，箱子的单独部分的横截面部分地是圆形的，并且在该箱子的部分(10)之间，连接件(8)基本上呈三角形形状延伸，连接件相对于所述部分收缩，在各个部分之间形成凹槽形的相对的沉入部分(9)。

8、如权利要求6或7所述的筑坝装置，其特征为，第一个基础部分(5)的底面上有装置(11)，用于提高所述部分和地表面之间的不透水性。

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