CN217352310U - 防洪安全气囊、防洪护堤系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防洪安全气囊、防洪护堤系统，该防洪安全气囊包括橡胶囊体、收纳箱和充气泵，其中，橡胶囊体的底部可拆卸地安装在所述收纳箱中，橡胶囊体的上部在充气后向上鼓起形成防洪挡水屏障；充气泵与橡胶囊体连接以用于对橡胶囊体充气。尤其所构成的防洪护堤系统包括在堤顶路面的近水侧设置的多个混凝土导墙，在每两个相邻的混凝土导墙之间设有由防洪安全气囊构成的防洪单元构件。本实用新型将庞大的橡胶囊体隐藏在一个美观坚固且相对小巧的收纳箱中，使冰冷笨重的防洪墙变得轻巧美观，解决了长期以来防洪工程与河流景观之间的内在矛盾，在保证防洪安全的情况下兼顾了景观的协调，促进了人水和谐。

Description

防洪安全气囊、防洪护堤系统

技术领域

本实用新型涉及防洪护堤技术领域，尤其是涉及一种防洪安全气囊和由该安全气囊构成的防洪护堤系统。

背景技术

随着社会的不断发展以及以前对总体规划的忽视，人水矛盾也逐渐突出，滨水城市的建设大幅挤占河道的行洪空间，特别在人口稠密的城市区域和一些以水为主体的风景名胜区。造成了防洪任务与城市(景区)建设之间人为的又是客观的矛盾。

针对河堤防洪能力不足的问题，现行的解决办法大多是沿河堤修建很高的防洪墙，有土质的也有混凝土、浆砌石的。这些河堤在提高了防洪能力的同时，也隔裂了河流与人居环境的联系，使城市居民难以获得良好的亲水环境，对城市景观也造成了破坏。因此，现有的防洪设施存在着提高防洪标准和保障生活质量之间的矛盾需要调和和解决。而采用橡胶坝技术进行堤岸防洪目前来看是一种可行的思路。

在中国专利文献中，公开号为CN207987861U的发明专利一种防洪子堤，防洪子堤包括多个相互连接的子堤单元，所述的子堤单元包括前后排列设置的第一气囊和第二气囊，所述的第一气囊和第二气囊的左右两侧分别使用连接侧壁相连接，所述的子堤单元还包括位于所述的第一气囊和第二气囊下的底面，所述的第一气囊和第二气囊之间形成积水部。该防洪子堤是一种通过充气从而扩展开来的坝体，它与橡胶坝的区别在于它是向坝体内充气使坝体隆起挡水，并且在两个坝体之间填水加固稳定，从而有效挡水。

另有，公开号为CN109162247A的发明专利申请文件公开了一种具有智能控制及简易连接结构的气囊支撑防洪子堤，是由一个或二个以上模块单元连接构成，模块式单元结构设置在防洪堤上，包括盾板、气囊和气动充/排系统；盾板的底端连接在防洪堤上，形成转动式连接结构；在盾板的背面设有限位带以使盾板在升起时保持各盾板高低位置的一致性，限位带与盾板、气囊形成三角支撑稳定结构；在盾板的背面设有遮挡幕布，形成气囊防护及环境保护结构；气动充/排系统的控制输入端连接PLC控制系统的控制输出端，形成气囊的自动或手动充/排气结构；盾板的背面设有支撑杆，形成简易连接式支撑结构；构成具有智能控制及简易连接式支撑结构的气囊支撑模块式单元结构。

然而现有技术依然不够理想，首先由于四季中枯水期和丰水期水位相差极大，在堤岸上设置过高过大的防护子堤一来阻挡了亲水环境，二来运维成本过高。其次，设置盾板和气囊组合的结构由于盾板为刚性挡水板，受到不均匀水冲击时容易损坏，维修困难，而且该盾板过于占用堤顶空间。另外一方面，由于在丰水期洪水到来的突然性，这类防洪子堤需要沿河道依次人工开启，在实际防洪工作中可能未能够及时全部开启造成防洪失败。因此，对于此类设施还需要进行创造性的改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足提供一种防洪安全气囊和由该安全气囊构成的防洪护堤系统。

首先，本实用新型提出一种防洪安全气囊，该防洪安全气囊包括橡胶囊体、收纳箱和充气泵，其中，橡胶囊体的底部可拆卸地安装在所述收纳箱中，橡胶囊体的上部在充气后向上鼓起形成防洪挡水屏障；充气泵与橡胶囊体连接以用于对橡胶囊体充气。

考虑到收纳箱便于工厂批量加工和安装，收纳箱采用金属材料制成，并在其底部设有连接部件用于将其与防洪堤的堤顶路面连接；橡胶囊体设有一个以上的充气口用于连接充气泵，并设有一个以上的放气口以及相应的放气组件以用于泄气。

在以上设计中，充气部件均可采用充水部件替代。

作为进一步的考虑，收纳箱由主箱体和其底部作为连接部件的底座构成，底座和主箱体之间可拆卸连接；这样分别对主箱体和底座进行加工、运输，有利于部件的轻量化和施工便利。同时，考虑到橡胶囊体的安装和拆卸，橡胶囊体底部通过螺栓固定安装在主箱体内部底面，侧部设有导向部件；收纳箱的底座包括将其固定在堤顶路面的榫卯组件或/和螺栓组件；收纳箱包括设在其顶部用于遮盖所述橡胶囊体的盖板，盖板一端铰接在收纳箱的主箱体远水侧顶部，另一端为自由端；在收纳箱的主箱体近水侧顶部设有耳型槽，在盖板的自由端设有与耳型槽匹配的耳型扣。

考虑到使橡胶囊体能够向上膨胀时自动挤开盖板，将盖板设置为自行开启和关闭的模式，但考虑到盖板长期运维以及可能遭受的破坏，将盖板设计为电子锁自动锁死和打开是有必要的。

另外，考虑到洪水退去后橡胶囊体和盖板需要恢复原状，由于人工操作需要耗费大量人力物力，因而橡胶囊体设有包括弹性绳构成的回收组件，弹性绳包括囊体回收弹性绳和盖板回收弹性绳；橡胶囊体采用折叠结构。通过橡胶囊体内部自带的回收组件实现将其自动回收。

在以上基础上，本实用新型还提出了防洪安全气囊构成的防洪护堤系统，包括在堤顶路面的近水侧设置的多个混凝土导墙，在每两个相邻的混凝土导墙之间设有由防洪安全气囊构成的防洪单元构件，每组防洪单元构件包括设置在两个相邻的混凝土导墙之间的堤顶路面上方的收纳箱及安装在收纳箱内部的橡胶囊体，并包括设置在混凝土导墙内的充气泵，收纳箱的两侧与混凝土导墙密闭连接并且橡胶囊体的充气口与充气泵连接。

考虑到橡胶囊体在膨胀过程中与混凝土导墙之间存在位置的变化，因而橡胶囊体两侧设有与混凝土导墙连接的导向组件，混凝土导墙内部设置自下而上的导向轨道组件。

作为一种基本的控制模式，在橡胶囊体设有裙边和固定索，裙边用于使橡胶囊体充气或充水后将其在混凝土导墙中夹持固定；混凝土导墙中设有沿导向轨道上下运动的电动螺杆，电动螺杆连接上楔块，并且，在混凝土导墙下方设有下楔槽，下楔槽与上楔块形状尺寸相互嵌合匹配；固定索一端固定连接在所述橡胶囊体外表面，另一端通过钩挂方式与所述混凝土导墙上的挂件连接固定。

为便于实现智能化无人值守自动控制模式，导向组件包括固定安装在橡胶囊体两侧面的连接组件和至少两个导向轮，导向轮之间通过轮轴连接；导向轨道组件包括在沿混凝土导墙自下而上布置的轨道空腔中运行的导向轨道，导向轮沿导向轨道上下自由运动，在导向轨道与橡胶囊体之间设置限位挡墙和装配槽；在导向轨道所运行的轨道空腔顶部设有用于检测导向轮位置的位置探测器，在轨道空腔顶部朝限位挡墙设有用于导向轮定位的定位弧；另外，在控制器对应位置设有检修门，在充气泵对应位置设有装配门，在导向轨道下方设有顶托组件，顶托组件包括顶托筒、弹性部件和弧形托板，其中顶托筒固定在混凝土导墙预留空腔底部，并位于导向轨道正下方，弹性部件与顶托筒连接，弹性部件下半部分设在顶托筒，上半部分能够上下弹性运动；弧形托板固定连接在弹性部件顶部，其轮廓与导向轮匹配，且在装配门一侧设有延伸段；弹性部件可以采用弹簧或者同类装置，或者液压装置，其作用在于将导向轮向上托起送入导向轨道之中固定。

另外，考虑到自动预警和控制，该防洪护堤系统还包括水位探测系统和自动控制系统，构成如下：包括在岸坡设有的水位探测计，该水位探测计通过信号传输线与设置在混凝土导墙内部的控制器，该控制器包括信号接收模块和信号发送模块，并通过无线信号与控制中心连接，控制中心为设置在防汛部门中的电脑终端控制器通过信号传输线与充气泵及相应的放气组件连接并对其进行智能控制，放气组件包括抽气泵。

考虑到长期运行维护所需能量以及沿河景观，在混凝土导墙顶部设有太阳能电池板用于对控制器、充气泵提供电源；在混凝土导墙顶部还设有实景路灯。

与现有技术相比，本实用新型的防洪安全气囊针对现有技术的不足，将未充气的符合规范要求的橡胶囊体折叠安放于金属收纳箱中，其底部用螺栓与收纳箱固定，收纳箱外观呈一个长方体形状通过预埋件固定在堤顶上。堤顶用钢筋混凝土与导墙一并浇筑成一个U 形的整体结构与气囊共同形成一个防洪单元，可保证气囊打开后抗御洪水时的安全。

在非汛期，安全气囊保持无气状态，堤顶只看到收纳箱，收纳箱仅几十公分高，并可装饰成各种艺术图案，可起到美化景观设置安全护栏的作用。

当汛期来临时，可打开收纳箱、释放出安全气囊，通过预先配置的气泵将气囊充满，达到设计要求的橡胶坝尺寸，抵御洪水。洪水过后，将气囊放气清理后重新折叠好放回收纳箱中。达到了汛期可抗洪，平时可观赏的效果。

本实用新型的重点在于使安全气囊能成为一种可批量生产并方便使用及普及的安全可靠的一种新式防洪装备。另外，将庞大的橡胶囊体隐藏在一个美观坚固且相对小巧的收纳箱中，使冰冷笨重的防洪墙变得轻巧美观，解决了长期以来防洪工程与河流景观之间的内在矛盾，在保证防洪安全的情况下兼顾了景观的协调，促进了人水和谐。

本实用新型的防洪安全气囊的诞生将为解决滨水城市的建设大幅挤占河道的行洪空间的矛盾提供一条新的路径及选择。在保证防洪安全和人民生命财产的同时可以兼顾人们亲水、观景的需求，为人们提供更高品质的生活保障。防洪安全气囊的应用前景将非常宽广。

附图说明

图1是本实用新型的整体构想示意图；

图2是图1中橡胶囊体充气后所形成的挡水屏障示意图；

图3是实施例1的充气后形成的一种挡水屏障示意图；

图4是图2的侧面示意图；

图5是橡胶囊体、收纳箱在堤顶路面上的布置示意图；

图6是图5中橡胶囊体充气膨胀后的示意图；

图7是橡胶囊体的回收组件布置示意图；

图8是本实用新型的整体智能控制系统构想图；

图9是橡胶囊体的连接组件和导向轮设计示意图；

图10是橡胶囊体在纵向折叠以及导向轮的布置示意图；

图11是图10中橡胶囊体充气膨胀后的示意图；

图12是橡胶囊体和收纳箱与混凝土导墙装配示意图；

图13是图12中橡胶囊体充气膨胀后的示意图；

图14是装配门和检修门布置示意图；

图15是导向轮在导向轨道和限位挡墙以及装配槽之间装配示意图；

图16为顶托组件示意图；

图17为轨道的圆弧过渡段示意图；

图18是采用弧形顶盖的收纳箱的实施示意图；

图19是采用弧形顶盖的收纳箱的导墙结构设计示意图；

图20是弧形顶盖的折叠示意图；

图21是采用弧形顶盖的收纳箱时橡胶囊体充气展开示意图；

图22是采用裙边夹持的橡胶囊体控制方式示意图。

附图中的标记为：1-橡胶囊体，2-收纳箱，3-充气泵，4-混凝土导墙，5-堤顶路面，6- 行道树，7-岸坡，8-底座，9-主箱体，10-盖板，11-三角支撑，12-装配螺栓，13-加固螺栓，14-紧固螺栓，15-前挡板，16-后挡板，17-榫头，18-耳型槽，19-耳型扣，20-囊体回收弹性绳，21-盖板回收弹性绳，22-水位探测计，23-控制中心，24-信号传输线，25-控制器，26- 太阳能电池板，27-实景路灯，28-连接组件，29-导向轮，30-轮轴，31-折叠结构，32-充气口，33-导向轨道，34-限位挡墙，35-装配槽，36-位置探测器，37-定位弧，38-装配门，39- 检修门，40-轨道空腔，41-顶托筒，42-弹性部件，43-弧形托板，44-圆弧过渡段，45-立板， 46-底板，47-弧形顶盖，48-延伸板，49-折叠结构，50-裙边，51-上楔块，52-下楔槽，53- 电动螺杆，54-固定索，55-挂件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例的描述，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，从图1所展示的结构，可以看出本实用新型的装置及系统，主要是沿河道两岸的岸坡7上方的堤顶路面5布置。并且，布置在堤顶路面5靠近河流的一侧，而堤顶路面5远离河流的另一侧则种植行道树6以增加景观效果。在洪水到来时，洪水对两岸的冲击是从侧面的冲击，弱于正面冲击，因此，采用防洪安全气囊足以抵抗洪水的冲击，因而将橡胶坝的技术应用于防洪是可行的。而在本实用新型中，主要是采用一种防洪安全气囊，该防洪安全气囊包括橡胶囊体1、收纳箱2和充气泵3，其中，橡胶囊体1的底部可拆卸地安装在收纳箱2中，橡胶囊体1的上部在充气后向上鼓起形成防洪挡水屏障；充气泵3与橡胶囊体1连接以用于对橡胶囊体1充气。

从图2可以看出，在洪水到来时，通过充气泵3对橡胶囊体1进行充气，橡胶囊体1向上方鼓起，可以通过对橡胶囊体1的外形结构进行合理设计，使其在鼓起时向挡水侧拱起，能够更有效地实现挡水目的。而为了便于施工和维修，以及兼顾景观，这种防洪安全气囊采用分段式防洪单元组成，各段之间采用混凝土导墙4隔开，而将充气泵3置入混凝土导墙4内部预先设计的空腔中，并作密封处理，使充气泵3得以收纳和保护。相邻的混凝土导墙4的距离根据工程实际地形地貌可取10-20m，相应的收纳箱2的尺寸也按照此进行设计加工，或者采用多段组装，如图3、4所示。

实施例1：

首先，本实用新型考虑一种基本的控制模式。在该实施例的情况下，该装置是一种新型成套设备，它将可以抵御洪水的橡胶囊体1隐藏于一个美观小巧、安装方便的收纳箱2之中，安装在天然防洪断面不足的堤岸之上，箱体高度在1.2m至1.5m之间，可以根据整体规划进一步细化设计使其能更好地融入周边环境中，平时可作为防护栏杆使用，不影响人与水景的亲密接触，满足人与自然和谐相处的客观需要，与河流的整体景观规划相互融和。

当需要防洪时，在防汛部门的统一指挥下，橡胶囊体1藏身的收纳箱2将首先被打开，露出气囊，如图3所示，然后通过预设的充气泵3或充水泵，将橡胶囊体1充满气体并达到防洪要求高度(已事先经水文计算确定)确保安全渡汛。

汛后橡胶囊体1将重新泄气装回收纳箱2中，恢复日常工作模式。通过这样两种模式的切换将防洪功能与景观功能在一个设备上有机地结合起来。为解决城市(风景区)防洪与建设规划在土地、景观等方面的矛盾提供了一种新的方案和思路。

如图1-4、图18-21所示，在本实施例中，对收纳箱2进行如下设计，将收纳箱2的结构设计了一块可折叠的弧形顶盖47，具体方案如下：首先，收纳箱2包括固定在堤顶路面 5上的底板46，橡胶囊体1通过螺栓固定在底板46上，底板46两端与混凝土导墙4连接；在底板46远水一侧设置一块立板45，该立板45铰接在底板46上，并能够绕底板46的远水测边缘线转动，转动范围由与底板46垂直到与底板46并排在一个平面上。弧形顶盖47 采用多块板构成的折叠结构，多块板之间采用弹性材料连接，构成如扇子类似的多层折叠回收结构。

在本实施例中，收纳箱2与橡胶囊体1、混凝土导墙4构成一个完成综合防洪体系，是一个可定型批量生产的新型成套设备，安装方便，收放灵活，能极大提高河道的防洪能力，而且不会因建造高大的防洪墙而割裂人与河流之间的亲水联系。是河道特别是城市河道防洪的有力武器。

具体实施时，由收纳箱2与橡胶囊体1构成的防洪安全气囊沿河道两侧堤岸布置，河流两侧堤坝应做成硬质河堤(用混凝土、浆砌石材质)并满足防洪安全气囊对地基基础的要求。

防洪安全气囊顺河向布置，根据实际情况按每6m、10m、15m等为一个单元(特殊河段可调整)，因此防洪安全气囊出厂时可按标准尺寸6m、10m、15m为一单元设计，特殊情况可定制。每隔6m、10m、15m建一段高2m、3m、4m左右(可调整)的混凝土导墙4 以作为防洪安全气囊工作时的坝肩墙。在混凝土导墙4内预留空间安装电动充气泵3和工作电机等，以便于防洪安全气囊的实际操作。

在本实施例中，防洪安全气囊作为一种成套设备主要由两大部分构成，一是符合《橡胶坝设计规范》要求的橡胶囊体1(可充气、可充水)，二是对橡胶囊体1起包装、保护、收纳作用的金属收纳箱2。收纳箱2为方便开启设计成弧形截面，由底板46、立板45和弧形顶盖47组成。其中底板46、立板45采用钢质材料，相互之间用铰链连接，待机状态下，底板46与立板45成直角并用机械锁定。弧形顶盖47用轻质坚硬可折叠的材料制造，置于底板46与立板45之间，张开时起覆盖收纳箱2的箱体并保护橡胶囊体1的作用，折叠之后可以固定、隐藏于立板45顶部，形成折叠结构49，如图20所示。出厂时橡胶囊体 1顺向平铺于底板46之上，并用高强度不锈钢螺栓将橡胶囊体1固定在底板46之上(技术细节符合规范要求)，两端按规范要求做成堵头封闭状。立板45与底板46呈垂直并锁定状态，弧形顶盖47展开并将橡胶囊体1完全遮盖于收纳箱2内，并按6m、10m、15m 一段(一个单元)批量生产形成一完整的成套设备。现场安装时，将此成套设备顺河堤向安放于符合工程质量要求的堤顶路面5上，并通过预埋的不锈钢螺栓将此成套设备固定在堤顶路面5上，两端抵住堤顶路面5建好的混凝土导墙4上，并将充、排气管与安装于混凝土导墙4内的充排气泵接通，将成套设备上的传动轴与安装于混凝土导墙4内的电机接通。此成套设备总高1m左右，安装完成后相当于在堤顶路面5上安了一个护栏可保障行人安全，又不影响人水相亲和滨水景观，但河道的防洪能力却因此大为提高。

当洪水来临时，先由混凝土导墙4临水侧设立的感应标尺及时感知水情、水势并将信号传至控制室，在人工或自控条件下启动防洪安全气囊，步骤如下：

步骤1，鸣笛示警，放下标志杆，阻断堤顶临水侧的人员交通，为施放气囊做好准备。

步骤2，打开混凝土导墙4背水侧设置的延伸板48并锁定。延伸板48是铰接在混凝土导墙4上的结构，并能够翻转90°，用于在橡胶囊体1打开后对其超出混凝土导墙4的部分构成支撑。

步骤3，启动混凝土导墙4内安装的电动机，将成套设备中的弧形顶盖47解锁，弧形顶盖47在弹性力的作用下收缩并回收固定于立板45顶部。

步骤4，立板45在电动机驱动下解除锁定并向河堤外侧转动直至与底板46并排，完全将橡胶囊体1暴露出来。

步骤5，气囊在预设气泵充入的气(水)体作用下，逐渐涨大并抵满两侧的混凝土导墙4(及延伸板48部分)形成2m(预设高度，可根据需要增减)橡胶坝体以抵御洪水。防洪安全气囊的所有单元完全打开后，将在堤顶形成一道防洪屏障，相当于将河堤升高了 2m(或更高)将极大提高防洪效力，同时又减少了抗洪的人力物力投入。

步骤6，洪水过后按上述步骤反向操作，最终将气囊清洗泄气(水)折叠收纳于箱体之中以备下次使用。

注意事项：要加强对防洪安全气囊的日常维护和检查。每年汛前要进行一次实操演练。发现问题及时处理解决。气囊的高度，要根据水文计算的数据来确定，也可选用高于计算结果的定型产品。要严防河面可能破坏气囊的漂浮物，必要时可在设置安全气囊的河段前设置浮床式防撞墙。

气囊应根据实际情况制成不同的外部形状(充满气后)。可以根据常见的工程河道地形地势，采用如下两种气囊类型：

1.A型气囊：

气囊在充满气后其外部形状将符合相关规范的要求，其坝体稳定的计算和按常规要求进行，适用于河堤顶部有足够空间可以供气囊完全自由打开地方。

2.B型气囊：

由于地形条件限制，不能满足A型气囊充满气后的要求，因此需要根据实际地形条件来束窄气囊，在充满气后必须靠加固措施帮助其实现坝体的稳定，如增设数根不同高程固定于两侧墙间的顺河向肋条，将气囊上游侧固定在肋条上帮助其实现稳定，并且对其稳定条件应逐个验算。

在实际应用中，A型气囊的单体长度可长一些，可达10米以上，而B型气囊则不宜过长，应在4米以下，并经稳定验算确定。

实施例2：

在本实施例中，考虑到为了便于批量加工及运输安装，收纳箱2采用金属材料制成，并在其底部设有连接部件用于将其与防洪堤的堤顶路面5连接；橡胶囊体1设有一个以上的充气口32用于连接充气泵3，并设有一个以上的放气口以及相应的放气组件以用于泄气。放气组件可采用抽气泵及放气口，可人工操作，或者设置成自动控制的模式。

为便于拆卸安装，对收纳箱2作如下设计：收纳箱2由主箱体9和其底部作为连接部件的底座8构成，底座8和主箱体9之间可拆卸连接，即采用榫卯结构或者螺栓结构进行连接；如图5和图6所示，橡胶囊体1底部通过螺栓固定安装在主箱体9内部底面，侧部设有导向部件；收纳箱2的底座8包括将其固定在堤顶路面5的榫卯组件或/和螺栓组件；收纳箱2包括设在其顶部用于遮盖橡胶囊体1的盖板10，盖板10一端铰接在收纳箱2的主箱体9远水侧顶部，另一端为自由端；在收纳箱2的主箱体9近水侧顶部设有耳型槽18，在盖板10的自由端设有与耳型槽18匹配的耳型扣19。很显然，盖板10上的耳型扣19与主箱体9上的耳型槽18尺寸匹配，耳型扣19自由扣合在耳型槽18中实现将盖板10关闭，而考虑到收纳箱2能够实现无人化管理，则在橡胶囊体1向上撑起时，其力量足以顶起盖板10使耳型扣19脱离耳型槽10。但此种方式因盖板10并不能锁死，导致在后期管理中可能存在人为破坏，考虑到此种情况，对盖板10设计电控锁定和开启方式进行远程控制是一种解决方案。

另一方面，在本实用新型中，对主箱体9和底座8作如下设计：底座8包括固定在堤顶路面5上的底板及将主箱体9从近水端和远水端两侧夹持住的前挡板15和后挡板16。底板通过榫头17固定在堤顶路面5上，并在远水端底板边缘设置加固螺栓13作为加固件。同时，考虑到整体的受力，将底座8的远水端设计为三角撑结构，具体而言，使底座8底板在远水端向堤顶路面5延伸出30-50cm，采用三角支撑11连接后挡板16与底座8底板在远水端的延伸段。另一方面，在前挡板15和后挡板16上设有至少两排装配螺栓12从侧面将前挡板15和后挡板16与主箱体9装配为整体。

结合图7，对橡胶囊体1作如下进一步设计：橡胶囊体1设有包括弹性绳构成的回收组件，弹性绳包括囊体回收弹性绳20和盖板回收弹性绳21；橡胶囊体1采用折叠结构31。回收组件需要与图9-12所展示的导向组件进行配合，结合图13橡胶囊体1充气鼓起的状态可以看到，由于导向轮29可以带动橡胶囊体1，则橡胶囊体1鼓起时，弹性绳被拉伸，确保橡胶囊体1充气后的支撑力能够大于弹性绳的回弹力和导向轮29重力之和，则当橡胶囊体1泄气后，弹性绳的回弹力大于橡胶囊体1的支撑力，因而弹性绳向下回弹拉动橡胶囊体1和盖板10，同时导向轮29的重力使其向下滑动，这样一来橡胶囊体1将被拉回收纳箱2中，未实现该目的，弹性绳采用弹性橡皮绳，囊体回收弹性绳20的一端安装在橡胶囊体1内底部，另一端安装在橡胶囊体1内顶部，而盖板回收弹性绳21一端安装在橡胶囊体1外顶部，另一端安装在盖板10内底部，这样囊体回收弹性绳20将橡胶囊体1 拉回时，橡胶囊体1带动盖板10回收，直至盖板10的耳型扣19扣合到耳型槽18上。

如图8所示，作为一个整体，防洪护堤系统，包括在堤顶路面5的近水侧设置的多个混凝土导墙4，在每两个相邻的混凝土导墙4之间设有由防洪安全气囊构成的防洪单元构件，每组防洪单元构件包括设置在两个相邻的混凝土导墙4之间的堤顶路面5上方的收纳箱2及安装在收纳箱2内部的橡胶囊体1，并包括设置在混凝土导墙4内的充气泵3，收纳箱2的两侧与混凝土导墙4密闭连接并且橡胶囊体1的充气口32与充气泵3连接。为实现上述目的，在橡胶囊体1两侧设有与混凝土导墙4连接的导向组件，混凝土导墙4内部设置自下而上的导向轨道组件，如图9、图10、图12及图15所示。

另外，为实现整个系统的无人化智能管理，如图8所示，还包括水位探测系统和自动控制系统，构成如下：在岸坡7设有水位探测计22，该水位探测计22通过信号传输线24 与设置在混凝土导墙4内部的控制器25，该控制器25包括信号接收模块和信号发送模块，并通过无线信号与控制中心23连接，控制中心23为设置在防汛部门中的电脑终端；控制器25采用PLC模块实现自动化控制，通过信号传输线24与充气泵3及相应的放气组件连接并对其进行智能控制，放气组件包括抽气泵。

在混凝土导墙4顶部设有太阳能电池板26用于对控制器25、充气泵3提供电源；在混凝土导墙4顶部还设有实景路灯27，实景路灯27也通过太阳能电池板26提供电源。太阳能电池板26和实景路灯27为现有技术，对此不再累述。

如图9和图15所示，导向组件包括固定安装在橡胶囊体1两侧面的连接组件28和至少两个导向轮29，导向轮29之间通过轮轴30连接；导向轨道组件包括在沿混凝土导墙4 自下而上布置的轨道空腔40中运行的导向轨道33，导向轮29沿导向轨道33上下自由运动，在导向轨道33与橡胶囊体1之间设置限位挡墙34和装配槽35；在导向轨道33所运行的轨道空腔40顶部设有用于检测导向轮29位置的位置探测器36，在轨道空腔40顶部朝限位挡墙34设有用于导向轮29定位的定位弧27；另外，在控制器25对应位置设有检修门39，在充气泵3对应位置设有装配门38，如图14所示。

为便于导向轮29的安装，在导向轨道33下方设有顶托组件，顶托组件包括顶托筒41、弹性部件42和弧形托板43，其中顶托筒41固定在混凝土导墙4预留空腔底部，并位于导向轨道33正下方，弹性部件42与顶托筒41连接，弹性部件42下半部分设在顶托筒41，上半部分能够上下弹性运动；弧形托板43固定连接在弹性部件42顶部，其轮廓与导向轮 29匹配，且在装配门38一侧设有延伸段。弹性部件42可以采用弹簧或者同类装置，或者液压装置，其作用在于将导向轮29向上托起送入导向轨道33之中固定，如图16所示。

另一方面，考虑到导向轮29向上运动至顶端时能够顺利定位弧37中，在导向轨道33 与定位弧37之间设置一段圆弧过渡段44，如图17所示。

防洪护堤系统的防洪方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，当洪水来临时，水位探测计22探测到沿岸坡7上涨到设定高度的水位，并将信息传输给附近的混凝土导墙4中的控制器25；水位探测计22的安装位置应考虑所测洪水位能够为整个系统的展开留足时间，同时由于水位探测计22安装在岸坡7上，应做好相应的保护措施，并定期维护。

步骤2，控制器25通过无线信号对控制中心23发出警报；控制器25通过其内置的无线信号发送模块向控制中心23发送无线信号，考虑到无线信号存在易受到干扰的可能性，也可结合有限信号将警报发送给最近的防洪管理部门或者水文站等机构。

步骤3，控制中心23核实水位上涨情况并作出预测和判断，然后通过无线信号对相应防洪堤段的混凝土导墙4中的控制器25发出指令；如控制中心23为有人值守终端，则可以通过人工方式再次核实水位，并结合当地气象预报等信息，预测出水位进一步上涨的可能性。当然，本系统也可采用完全无人值守模式。首先将控制中心23的计算机系统与当地气象部门数据连接，实现数据共享。然后控制中心23在接收到控制器25发来的无线警报信号后，自动调取气象部门数据，并通过预设的数据模型进行自动计算和评估，最后自动发出指令并向防洪管理部门及气象部门发送信息备案。

步骤4，相应防洪堤段的混凝土导墙4中的控制器25收到控制中心23的指令，并控制充气泵3对橡胶囊体1进行充气；充气泵3在本系统中通过太阳能供电，为了保证整个系统万无一失，需要使充气泵3同时具备随时接入市电或其它备用电源的能力。充气时间和充气量在整个系统安装前应进行详细验算，并经过演练验证其正常功能。同时，为使其具备更加智能化功能，可以使控制器25对充气泵3的充气参数进行随时修正，以应对突发性洪水到来是充气过慢的问题。

步骤5，橡胶囊体1充气后膨胀，向上挤开收纳箱2的盖板10，并继续向上膨胀；如盖板10采用电子锁，则控制器25会预先发送指令解锁。为避免盖板10出现故障无法打开，在汛期前应对盖板10进行检修维护，并试运行。

步骤5，导向轮29受到橡胶囊体1带动在轨道空腔40中向上沿导向轨道33滑动；导向轮29在整个系统安装时，通过装配门38装配到导向轨道33下方，并通过顶托组件将其顶入导向轨道33中固定住。具体操作时，如图16所示，先将顶托组件向下压低，放入导向轮29后，松开顶托组件，在弹性部件42的回弹力或者液压泵的顶升作用下，导向轮 29被顶至导向轨道33中卡住，当对橡胶囊体1充气时，橡胶囊体1向上鼓起的过程，会带动导向轮29向上运动，沿导向轨道33向上滑动。

步骤6，橡胶囊体1膨胀到一定程度时，导向轮29到达轨道空腔40顶部的定位弧37；橡胶囊体1持续充气过程中，橡胶囊体1不断向上膨胀，导向轮29会到达轨道空腔40顶部，由于设置了弧形过渡段44，加之橡胶囊体1充气后对导向轮29的一个回拉力，导向轮29会卡入到定位弧37中。

步骤7，位置探测器36检测到导向轮29的位置后，发送信号给控制器25；位置探测器36可以采用红外探测方式，与导向轮29上安装的传感器配合，或者采用接触传感器，导向轮29到定位弧37中后由于导向轮29接触到定位弧37的传感器，从而或者位置确认信号。

步骤8，控制器25收到信号，延长预定时间以备充气完成后，向充气泵3发出指令，充气泵3停止充气；延长时间是因为当导向轮29进入定位弧37后，橡胶囊体1虽然整体展开，但其内气体依然不充足，不足以形成挡水屏障，延长时间继续充气使其内部气体充足后，才能发挥其效果。当然，预定时间的长短，需要提前计算并进行多次验证确定。

步骤9，洪水退去，到达水位探测计22下方后，水位探测计22将信息传输给附近的混凝土导墙4中的控制器25；为避免消息错误造成系统提前解除警报，最好进行人工核验洪水信息。

步骤10，控制器25通过无线信号对控制中心23发出解除警报信息；控制中心23收到解除警报信息后，应与气象部门的数据进行核验。

步骤11，控制中心23核实水位下降情况并作出预测和判断，然后通过无线信号对相应防洪堤段的混凝土导墙4中的控制器25发出指令；如控制中心23根据气象部门的数据判断洪水是暂时性下降，则应发出维持系统运行的指令。在最终确定洪水完全退去后，再由人工发出解除系统挡水状态的指令。

步骤12，相应防洪堤段的混凝土导墙4中的控制器25收到控制中心23的指令，并控制抽气泵对橡胶囊体1进行泄气；在泄气过程中，如有必要应进行人工检测，确定各部件运行无误。

步骤13，橡胶囊体1泄气后，导向轮29在重力作用下脱出定位弧37并带动橡胶囊体1继续下降，同时，设置在橡胶囊体1内部的回收组件开始工作，自动回收橡胶囊体1并自动关闭盖板10。系统归位后，应统一进行人工查验，并进行一次系统全面维护，以备下次系统能够正常运行。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种防洪安全气囊，其特征在于：该防洪安全气囊包括橡胶囊体(1)、收纳箱(2)和充气泵(3)，其中，橡胶囊体(1)的底部可拆卸地安装在所述收纳箱(2)中，橡胶囊体(1)的上部在充气或充水后向上鼓起形成防洪挡水屏障；所述充气泵(3)与橡胶囊体(1)连接以用于对橡胶囊体(1)充气，或采用充水泵替代充气泵(3)用于对橡胶囊体(1)充水。

2.根据权利要求1所述的防洪安全气囊，其特征在于：所述收纳箱(2)采用金属材料制成，并在其底部设有连接部件用于将其与防洪堤的堤顶路面(5)连接；所述橡胶囊体(1)设有一个以上的充气口(32)用于连接充气泵(3)，并设有一个以上的放气口以及相应的放气组件以用于泄气；相应的充气口(32)或放气口可以用充水口或放水口替代。

3.根据权利要求2所述的防洪安全气囊，其特征在于：所述收纳箱(2)由主箱体(9)和其底部作为连接部件的底座(8)构成，所述底座(8)和主箱体(9)之间可拆卸连接；所述橡胶囊体(1)底部通过螺栓固定安装在主箱体(9)内部底面，侧部设有导向部件；收纳箱(2)的底座(8)包括将其固定在堤顶路面(5)的榫卯组件或/和螺栓组件；所述收纳箱(2)包括设在其顶部用于遮盖所述橡胶囊体(1)的盖板(10)，所述盖板(10)一端铰接在所述收纳箱(2)的主箱体(9)远水侧顶部，另一端为自由端；在所述收纳箱(2)的主箱体(9)近水侧顶部设有耳型槽(18)，在所述盖板(10)的自由端设有与所述耳型槽(18)匹配的耳型扣(19)。

4.根据权利要求3所述的防洪安全气囊，其特征在于：所述橡胶囊体(1)设有包括弹性绳构成的回收组件，弹性绳包括囊体回收弹性绳(20)和盖板回收弹性绳(21)；所述橡胶囊体(1)采用折叠结构(31)。

5.一种由权利要求1-4中任意一项所述的防洪安全气囊构成的防洪护堤系统，其特征在于：包括在堤顶路面(5)的近水侧设置的多个混凝土导墙(4)，在每两个相邻的混凝土导墙(4)之间设有由防洪安全气囊构成的防洪单元构件，每组防洪单元构件包括设置在两个相邻的混凝土导墙(4)之间的堤顶路面(5)上方的收纳箱(2)及安装在收纳箱(2)内部的橡胶囊体(1)，并包括设置在混凝土导墙(4)内的充气泵(3)或充水泵，所述收纳箱(2)的两侧与混凝土导墙(4)密闭连接并且橡胶囊体(1)的充气口(32)或充水口与充气泵(3)或充水泵连接。

6.根据权利要求5所述的防洪护堤系统，其特征在于：橡胶囊体(1)两侧设有与混凝土导墙(4)连接的导向组件，混凝土导墙(4)内部设置自下而上的导向轨道组件。

7.根据权利要求6所述的防洪护堤系统，其特征在于：所述橡胶囊体(1)设有裙边(50)和固定索(54)，所述裙边(50)用于使橡胶囊体(1)充气或充水后将其在混凝土导墙(4)中夹持固定；所述混凝土导墙(4)中设有沿导向轨道上下运动的电动螺杆(53)，所述电动螺杆(53)连接上楔块(51)，并且，在所述混凝土导墙(4)下方设有下楔槽(52)，所述下楔槽(52)与上楔块(51)形状尺寸相互嵌合匹配；固定索(54)一端固定连接在所述橡胶囊体(1)外表面，另一端通过钩挂方式与所述混凝土导墙(4)上的挂件(55)连接固定。

8.根据权利要求6所述的防洪护堤系统，其特征在于：导向组件包括固定安装在橡胶囊体(1)两侧面的连接组件(28)和至少两个导向轮(29)，导向轮(29)之间通过轮轴(30)连接；导向轨道组件包括在沿混凝土导墙(4)自下而上布置的轨道空腔(40)中运行的导向轨道(33)，导向轮(29)沿导向轨道(33)上下自由运动，在导向轨道(33)与橡胶囊体(1)之间设置限位挡墙(34)和装配槽(35)；在导向轨道(33)所运行的轨道空腔(40)顶部设有用于检测导向轮(29)位置的位置探测器(36)，在轨道空腔(40)顶部朝限位挡墙(34)设有用于导向轮(29)定位的定位弧(27)；另外，在控制器(25)对应位置设有检修门(39)，在充气泵(3)对应位置设有装配门(38)，在导向轨道(33)下方设有顶托组件，顶托组件包括顶托筒(41)、弹性部件(42)和弧形托板(43)，其中顶托筒(41)固定在混凝土导墙(4)预留空腔底部，并位于导向轨道(33)正下方，弹性部件(42)与顶托筒(41)连接，弹性部件(42)下半部分设在顶托筒(41)，上半部分能够上下弹性运动；弧形托板(43)固定连接在弹性部件(42)顶部，其轮廓与导向轮(29)匹配，且在装配门(38)一侧设有延伸段；弹性部件(42)可以采用弹簧或者同类装置，或者液压装置，其作用在于将导向轮(29)向上托起送入导向轨道(33)之中固定；还包括水位探测系统和自动控制系统，构成如下：在岸坡(7)设有水位探测计(22)，该水位探测计(22)通过信号传输线(24)与设置在混凝土导墙(4)内部的控制器(25)，该控制器(25)包括信号接收模块和信号发送模块，并通过无线信号与控制中心(23)连接，所述控制中心(23)为设置在防汛部门中的电脑终端；所述控制器(25)通过信号传输线(24)与充气泵(3)及相应的放气组件连接并对其进行智能控制，放气组件包括抽气泵。

9.一种由权利要求7所述的防洪安全气囊构成的防洪护堤系统，其特征在于：所述收纳箱(2)包括固定在堤顶路面(5)上的底板(46)，橡胶囊体(1)通过螺栓固定在底板(46)上，底板(46)两端与混凝土导墙(4)连接；在底板(46)远水一侧设置一块立板(45)，该立板(45)铰接在底板(46)上，并能够绕底板(46)的远水测边缘线转动，转动范围由与底板(46)垂直到与底板(46)并排在一个平面上。

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