CN214613884U - 一种用于抢险的整体式充水子堤结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于抢险的整体式充水子堤结构，包括子堤主体和支撑挡板，子堤主体包括多个主体水囊、设于相邻两个主体水囊之间的连接段；所述连接段用于经充气或充水后在压力作用下发生膨胀变形进而对相邻主体水囊连接缝隙进行挤密封堵；所述连接段处设置支撑挡板，支撑挡板的底边在底部插入主体水囊与密封层之间的间隙中，使主体水囊充水后底部压住支撑挡板的底边，侧面紧贴支撑挡板的斜边；两个相邻主体水囊的底部接缝处采用止水条进行封堵。本实用新型利用充水囊袋充水后为支撑挡板提供压重，同时利用压力挤密实现密封连接和防渗，实现子堤的快速高效构筑，稳定性好、安全性高，操作简单，布置灵活，方便回收，环保节约。

Description

一种用于抢险的整体式充水子堤结构

技术领域

本实用新型涉及洪水防御技术领域，具体是一种用于抢险的整体式充水子堤结构。

背景技术

汛期江河水位快速上涨，堤防极易出现漫顶险情。若不对漫顶险情进行预防，堤防会在漫溢洪水作用下发生堤身冲刷变薄，最终发生溃口，造成重大的生命财产损失。

通常预防漫顶险情的方法是利用土袋在堤顶构筑防汛子堤，临时提高堤防的堤顶高程，防止洪水漫溢。但是构筑子堤所需的土料和编织袋量很大且填袋搬运麻烦，需要巨大的人力物力，且退水后需人工拆除子堤并回收土料和编织袋，回收不彻底容易造成污染。

目前，针对土袋构筑防汛子堤的问题，已有多种形式的防汛子堤被提出来。王晓晔等实用新型了一种橡胶充水子堤(ZL02211955.8)，用护担布和护囊布包裹上下两层圆柱形水囊后沿堤坝放置构筑防汛子堤，但护囊布的包裹不牢靠，若在充水前完全包裹，子堤很难定型，若在充水后包裹，由于水囊很重无法实现完全包裹，此时上层水囊在重力作用下会向两侧挤压下层水囊导致子堤高度降低，无法成型；此外即使成型后抗侧能力不强，极易发生倾覆，危及使用安全。黑彦朝等实用新型的一种装配折叠式防汛子堤(ZL202020606932.1)以及张斌实用新型的一种移动防洪子堤(ZL201921574980.0)需运送大量的子堤部件，安装较为繁琐，抢险效率低下。

实用新型内容

本实用新型针对现有防汛子堤的不足，提供了一种用于抢险的整体式充水子堤结构，本实用新型利用充水囊袋充水后为支撑挡板提供压重，支撑挡板反过来为子堤主体提供侧向支撑，同时利用水压挤密实现密封连接和防渗，从而实现子堤结构整体稳定、安全；本实用新型还可根据所需长度进行连续构筑，稳定性好、安全性高，操作简单，布置灵活，方便回收，环保节约，经济和环境效益显著。

本实用新型所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种用于抢险的整体式充水子堤结构，包括子堤主体和支撑挡板，子堤主体包括多个主体水囊、设于相邻两个主体水囊之间的连接段，所述主体水囊的顶部设有充水口和排气口；所述连接段用于经充气或充水后在压力作用下发生膨胀变形进而对相邻主体水囊连接缝隙进行挤密封堵；所述连接段处设置支撑挡板，所述支撑挡板由底边和斜边构成锐角“L”型结构，支撑挡板的底边在底部插入主体水囊与密封层之间的间隙中，使主体水囊充水后底部压住支撑挡板的底边，侧面紧贴支撑挡板的斜边，为主体水囊提供侧向支撑且保证支撑挡板不会倾覆；两个相邻主体水囊的底部接缝处采用止水条进行封堵。

进一步的，所述子堤主体还包括位于所述主体水囊底部的密封层，密封层与主体水囊底部在临水侧相互连接，在背水侧不相连且留有间隙，所述密封层是由柔性高弹性橡胶材料制成的薄水囊。

进一步的，所述支撑挡板中底边的长度大于斜边的长度。

进一步的，在主体水囊其他位置根据需要间隔设置所述支撑挡板。

进一步的，所述支撑挡板中底边与斜边的夹角为70°-85°。

进一步的，所述主体水囊由抗冲抗压能力强的柔性橡胶材料制成，通过在角部设置材料加厚段，使横断面呈现上窄下宽的形状，底部压在支撑挡板的底边上，右侧顶在支撑挡板的斜边上。

进一步的，单个主体水囊的长度在10m到50m之间，单个支撑挡板的纵向长度为2m。

本实用新型提出的用于抢险的整体式充水子堤结构，与现有技术相比，具有以下方面的进步和优势：

(1)本实用新型利用充水囊袋和L型挡板组合成子堤结构，充分利用两者的几何形状、重力和结构强度，充水囊袋的重力为L型挡板底边提供压重，大大提高L型挡板斜力板侧向抗水流冲击的承载力、整体与地面的摩阻力，并使L型挡板不会倾覆，进而顶住充水囊袋为其提供足够的侧向支撑力，使囊袋不会在水浪冲击下翻滚以及移动，无需在地面进行植筋或打桩固定即可实现安全稳定的拦水阻水；

(2)本实用新型在水囊连接段、水囊与地面接触、挡板与地面接触处采用压力挤密方式，利用柔性材料囊袋在内部水压以及气压作用下发生膨胀进而填充缝隙并与水囊、挡板以及地面相互挤密，进而实现密封防渗防漏，提高了拦水效果；

(3)本实用新型采用柔性轻质材料，运输方便，可就近取水充入水囊，实现子堤的快速构筑，使用完成后放水即可回收，操作简便、布置灵活、环保节约；

(4)本实用新型可折叠存储，造价低，作为防汛储备物资，也可用于城市内涝拦水等方面。

附图说明

图1是本实用新型用于抢险的整体式充水子堤结构的截面图；

图2是本实用新型用于抢险的整体式充水子堤结构的布置示意图；

图3是本实用新型用于抢险的整体式充水子堤结构中连接段的结构示意图；

图4是本实用新型用于抢险的整体式充水子堤结构的受力分析图。

图中：1—子堤主体；2—支撑挡板；3—主体水囊；4—密封层；5—充水口；6—排气口；7—连接段；8—止水条；9—加厚段；21—底边；22—斜边。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参考图1，本实用新型实施例提供一种用于抢险的整体式充水子堤结构，包括子堤主体1和支撑挡板2，子堤主体1包括主体水囊3、密封层4、充水口5、排气口6和连接段7。主体水囊3与密封层4相互独立，在临水侧相互连接在一起，背水侧不相连，留有间隙。

请进一步参考图2，支撑挡板2由底边21和斜边22构成锐角“L”型结构，且底边21的长度大于斜边22的长度，支撑挡板2的底边21在底部插入主体水囊3与密封层4之间的间隙中，使主体水囊3充水后底部压住支撑挡板2的底边21，侧面紧贴支撑挡板2的斜边22，为主体水囊3提供侧向支撑且保证支撑挡板2不会倾覆；支撑挡板2在连接段7设置，同时其他位置根据需求间隔布置；单个支撑挡板2的纵向长度为2m左右，角度为70°-85°。

主体水囊3由抗冲抗压能力强的柔性橡胶材料制成，通过在角部设置材料加厚段9，使横断面呈现上窄下宽的形状，底部压在支撑挡板2的底边21上，右侧顶在支撑挡板2的斜边22上，充水口6和排气口7均位于主体水囊3的顶部；单个主体水囊3的长度在10m到50m之间。

密封层4是由柔性高弹性橡胶材料制成的薄水囊，具有良好的防水密封性能及膨胀变形能力，其上设有小型充水口；充水后，在水压作用下薄水囊在支撑挡板2或主体水囊3底部与地面之间寻找空间发生膨胀变形，进而封堵两者之间的间隙，提高接触面防渗能力。

进一步参考图3，所述连接段7位于相邻主体水囊3之间，采用与主体水囊3相同的柔性材料，经充气或充水后在压力作用下发生膨胀变形进而对相邻主体水囊3连接缝隙进行挤密封堵，并在两个相邻主体水囊3的底部接缝处采用止水条8进行封堵，以提高防渗能力。

进一步参考图4，本实用新型的受力原理为，在设有支撑挡板2的部位，主体水囊3外侧受到超高洪水的侧向压力作用(按最大水位计算)，侧向压力在竖向按照三角形分布，单位宽度B的主体水囊3受到洪水侧向压力大小为ρgH²B/2，其中ρ为水的密度，H为主体水囊3充水后的高度，不考虑地面阻力的情况下，支撑挡板2的斜边22受到的挤压力的水平分力大小也为ρgH²B/2，作用点接近半高处，因此在洪水作用下本实用新型整体式充水子堤结构的倾覆力矩为M＝ρgH²B/2·H/2-ρgBLH·L/2＝ρgBH/2·(H²-L²)，由于本实用新型整体式充水子堤结构的底边长度L始终大于高度H，因此倾覆力矩M<0恒成立；考虑到地面与子堤结构的摩擦力大小为μρgHBL，则本实用新型水平发现所受合力为P＝ρgHB·(H/2-μL)，橡胶材料与堤防顶部沥青混凝土路面间的滑动摩擦系数在0.5左右且L>H，因此水平推力始终小于滑动摩擦力，子堤结构受静摩擦力作用。由于支撑挡板2间隔布置，且设有支撑挡板2处的子堤结构的抗滑和抗倾覆安全储备较足，对于未设支撑挡板2的部位，支撑挡板2为该部位的主体水囊3提供了抗侧支点，同时主体水囊3上小下大的截面形状使其很难发生翻转，因此，支撑挡板2间隔布置即可满足整体结构稳定性的要求。综上所述，洪水侧向力既无法使本实用新型倾覆，也无法推动本实用新型发生挪移，因此本实用新型可稳固挡水。

所述用于抢险的整体式充水子堤结构的构筑发方法，具体步骤包括：

步骤一、首先根据需要确定子堤构筑的长度，然后将整体式充水子堤结构的子堤主体1沿堤防顶部铺展开，密封层4位于子堤主体1中主体水囊3下方，密封层4是由柔性高弹性橡胶材料制成的薄水囊，充水口6和排气口7位于主体水囊3顶部；将锐角“L”型支撑挡板2的底边21在相邻主体水囊3连接处依次插入主体水囊3与密封层4之间的间隙中并压住密封层4，同时将连接段7放入相邻两个主体水囊3之间；

步骤二、通过充水口5依次向每段主体水囊3充水，使其压住支撑挡板2的底边21同时侧面顶住支撑挡板2的斜边22，然后对连接段7进行充气或充水，使其在压力作用下撑大并与相邻两个主体水囊3相互挤密，并对底部接缝处采用止水条8进行封堵；

步骤三、通过小型充水口向密封层4中进行充水，使薄水囊发生膨胀变形并封堵支撑挡板2和主体水囊3底部与地面之间的间隙；

步骤四、重复步骤二与步骤三，直至完成整个充水子堤结构的构筑。

若子堤长度很长且存在转弯段时，可选用合适的主体水囊3长度，采用步骤一至步骤四分段进行构筑，确保相邻两段的连接处防渗防漏措施到位。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种用于抢险的整体式充水子堤结构，其特征在于，包括子堤主体和支撑挡板，子堤主体包括多个主体水囊、设于相邻两个主体水囊之间的连接段，所述主体水囊的顶部设有充水口和排气口；所述连接段用于经充气或充水后在压力作用下发生膨胀变形进而对相邻主体水囊连接缝隙进行挤密封堵；所述连接段处设置支撑挡板，所述支撑挡板由底边和斜边构成锐角“L”型结构，支撑挡板的底边在底部插入主体水囊与密封层之间的间隙中，使主体水囊充水后底部压住支撑挡板的底边，侧面紧贴支撑挡板的斜边，为主体水囊提供侧向支撑且保证支撑挡板不会倾覆；两个相邻主体水囊的底部接缝处采用止水条进行封堵。

2.如权利要求1所述的用于抢险的整体式充水子堤结构，其特征在于，所述子堤主体还包括位于所述主体水囊底部的密封层，密封层与主体水囊底部在临水侧相互连接，在背水侧不相连且留有间隙，所述密封层是由柔性高弹性橡胶材料制成的薄水囊。

3.如权利要求1所述的用于抢险的整体式充水子堤结构，其特征在于，所述支撑挡板中底边的长度大于斜边的长度。

4.如权利要求1所述的用于抢险的整体式充水子堤结构，其特征在于，在主体水囊其他位置根据需要间隔设置所述支撑挡板。

5.如权利要求1所述的用于抢险的整体式充水子堤结构，其特征在于，所述支撑挡板中底边与斜边的夹角为70°-85°。

6.如权利要求1所述的一种用于抢险的整体式充水子堤结构，其特征在于：所述主体水囊由抗冲抗压能力强的柔性橡胶材料制成，通过在角部设置材料加厚段，使横断面呈现上窄下宽的形状，底部压在支撑挡板的底边上，右侧顶在支撑挡板的斜边上。

7.如权利要求1所述的一种用于抢险的整体式充水子堤结构，其特征在于：单个主体水囊的长度在10m到50m之间，单个支撑挡板的纵向长度为2m。

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