吸水速凝擋水子堤及其製造和使用方法
2023-06-06 08:28:01
專利名稱：吸水速凝擋水子堤及其製造和使用方法
技術領域：
本發明涉及到一種擋水子堤及其製造和使用方法，特別是一種可廣泛用於防汛搶險和臨時擋水的，能工業化生產，並在現場迅速成型的組件式吸水速凝擋水子堤及其製造和使用方法。
背景技術：
眾所周知，水災是危害人類生存的重大自然災害，自古以來，人們一直在尋求與之抗爭的方法。至今，築堤立壩仍是一種行之有效的方法，在堤防上加高子堰，是提高抗洪能力的有效措施，所以，各種可以加固水壩的搶險子堤裝置一直得到人們的關注。在現有技術中，一種箱式子堤裝置由垂直設置的剛性板架單元、柔性蓄水箱單元和柔性墊單元組成，剛性板架單元通過剛性板架單元兩端的陰陽接頭縱向連接，底部的柔性墊和上部的橫梁將兩排剛性板架單元連接固定，剛性板架單元一側設置斜支撐支撐剛性板架，使用時，植樁固定，在兩排剛性板架間設置柔性蓄水箱，利用剛性板架和柔性墊來保護柔性蓄水箱，剛性和柔性材料組合使用，該項技術便於運輸和搬運作業，但組件多，拼組時間長，剛性板架單元受到場地的制約極大。另一種橡膠充水子堤，它包括一個上水囊和兩個下水囊，上、下水囊成三角排列，每個水囊均設有進水孔和排氣孔，用護擔布和護囊布包裹後沿堤壩放置，相臨子堤間由加強繩結構、拉鎖結構與充氣囊體組合的密封連接機構相連接，儘管該現有技術可以利用工業化量產，但是必須是整體拼接，對生產場地有較高要求，連成一條整體防洪子堤時，其本身重量大，搬運困難，安裝技術複雜，建設時間長，不適應應急搶險，成本較高。
發明內容
本發明要解決的技術問題是一方面提供一種克服現有技術缺陷的吸水速凝擋水子堤，通過設置填加吸水膨脹劑的袋體，構成子堤單元，從而便於運輸和存儲，安裝簡便快捷，可達到通過現場注水能迅速成型一擋水子堤的目的。
本發明要解決的技術問題是另一方面提供所述吸水速凝擋水子堤的製造和使用方法，製造方法簡便；使用時除需要充水水泵、簡單固定工具外，別無其它設備，安裝簡易。
為此，本發明提供一種吸水速凝擋水子堤，具有一沿長度方向設置的袋體，所述袋體中設有吸水膨脹顆粒，在所述袋體的上方設有注水管。
該吸水速凝擋水子堤的袋體進一步還包括一內袋，在所述內袋外部接設有一外袋，所述外袋的底部沿橫向伸延出兩護坡墊，所述注水管伸出外袋設置。在所述護坡墊和所述外袋的頂部之間設有可防止利物穿刺堤身和子堤主體位移的加強帶。所述加強帶的至少一側設有可與另一吸水速凝擋水子堤連接的搭接固定件。所述外袋的底部沿縱向伸延至少在一端設有防滲墊。所述護坡墊的邊緣上設有穿設固定釘的多個固定孔和加強筋。
本發明還提供一種吸水速凝擋水子堤的製造方法，其包括a、製備袋體並在袋體內裝填吸水膨脹材料；b、製備子堤護坡墊、加強帶；c、利用縫製設備將袋體與護坡墊、加強帶合成；d、充氣加壓和外觀檢驗。
所述步驟a進一步包括分別製備內袋和外袋，內袋和外袋截面形狀相配合，內袋尺寸為恰好套入外袋的尺寸。製備內袋步驟為選擇防水材料為內袋材料，對內袋材料進行裁剪，隨後將裁剪後的料件進行結合，再裝填吸水膨脹材料，最後封口。製備外袋步驟為選擇土工織物為外袋材料，對外袋材料進行裁剪，隨後將裁剪後的料件進行結合，再裝填入內袋，最後封口。
本發明進一步提供一種吸水速凝擋水子堤的使用方法，其包括
a、在施工現場鋪設吸水速凝擋水子堤；b、將單元式的吸水速凝擋水子堤相互連接；c、將吸水速凝擋水子堤與主堤固定；d、對吸水速凝擋水子堤充水。
本發明與現有技術相比的優點和特點是1、本發明的吸水速凝擋水子堤高度與形狀可按設計要求確定，各單元子堤對接，充水後縱向膨脹對擠，不會在接頭處漏水，充水後可快速將液體水變為固體水，發揮擋水作用，滿足防汛應急需要。
2、本發明的吸水速凝擋水子堤使用方法便捷，除需要充水水泵、防滑釘與簡單工具外，別無其它設備，也無需複雜技術，安裝簡易，袋內充填物為水體，不需要開挖運送土石料，有利於環保，在缺乏土石料源處，尤突出其優越性。並且充水操作迅速，效率高，速度快，在防汛千鈞一髮的緊急時刻，能快速應對。與充填土石料的防汛袋和其它子堤技術對比，安裝工程費用低廉。
3、本發明的吸水速凝擋水子堤充水前的子堤重量輕、體積小，搬運非常方便。防潮、密封包裝，方便儲存。
4、本發明的吸水速凝擋水子堤一堤多用，除擋水功能外，護坡墊前護堤肩後護堤背，既防滲又防浪，可有效地保護堤壩。汛後拆除子堤，只要剖開管袋，固體水瀉出，會自動還原成無毒的天然水。
5、本發明的吸水速凝擋水子堤製造方法簡便，選材合理，土工織物原材料內摻有防老化劑碳黑，能抗禦日光紫外線降解破壞(防汛子堤要求工作的時間最多是短短的2-3月，更無需擔憂)。子堤遇到偶爾外界損傷切口，固體水不會立刻外流，以土工織物或其它柔軟片材堵塞，即可修補。所採用的吸水膨脹劑無毒、無味，不會汙染環境。
圖1為本發明的吸水速凝擋水子堤的實施例截面示意圖；
圖2為本發明的吸水速凝擋水子堤的實施例的立體示意圖；圖3為本發明的吸水速凝擋水子堤的使用狀態示意圖；圖4為本發明的吸水速凝擋水子堤的內外袋可選用截面示意圖；圖5為本發明的吸水速凝擋水子堤的製造方法主流程圖；圖6為本發明的吸水速凝擋水子堤的內袋製造方法主流程圖；圖7為本發明的吸水速凝擋水子堤的外袋製造方法主流程圖；圖8為本發明的吸水速凝擋水子堤的護坡墊及加強帶製造方法主流程圖；圖9為本發明的吸水速凝擋水子堤的使用方法主流程圖。
具體實施例方式
現對照附圖，詳細說明本發明的吸水速凝擋水子堤的具體實施例。
首先，請參見圖1和圖2，它們分別為吸水速凝擋水子堤的實施例截面示意圖和立體示意圖。本發明的吸水速凝擋水子堤設有一沿長度方向設置的內袋1，在所述內袋1外毗臨設有一外袋2，所述外袋2的底部沿橫向伸延出兩側翼部，在所述內袋1的上方設有伸出外袋2的注水管5，所述側翼部3和4構成護坡墊。所述內袋1中設有吸水膨脹顆粒6。
所述內袋1為防透水材料製成，如用不透水的聚乙烯薄膜製成，外袋2的形狀與之相同，防止袋內1的固體水溢出。外袋2是子堤的主體部分，其截面上部為半圓形下部為長方形的管袋，構成子堤拱形主體外觀形狀，所述外袋用土工織物材料製成，如可為摻有防老化劑的聚丙烯編織布。
原材料聚丙烯是一種高分子材料，外露時受日光中紫外線照射，易因為熱氧化和光氧化作用產生裂解，化學鍵被切斷而衰變，強度會急劇下降，俗稱為老化。故高分子土工合成材料用於加筋時通常要在原材料中摻入適量(一般為2％)的抗老化劑—碳黑。在土工合成材料的加筋設計中，加抗老化劑後的材料使用壽命一般規定為75-100年，即在使用年限內，材料的拉伸強度始終可保持原材料的80％以上。
在所述護坡墊3和所述外袋2的頂部之間設有加強帶7。加強帶7連接子堤主體和護坡墊，防止利物穿刺堤身和防止子堤主體位移。所述護坡墊連接在子堤主體的管袋上，安裝時平伏帖於堤頂，用以消浪、防滲，保護堤壩。所述護坡墊的邊緣上設有穿設固定釘10的多個固定孔9和加強筋(見圖2、3)，如可設置10個/米固定孔9。每個吸水速凝擋水子堤可以作為一個單元，它們之間可以連接，所述加強帶7的至少一側設有可與另一吸水速凝擋水子堤連接的搭接固定件(未示出)，如鎖扣、繩帶等。在所述搭接固定件處可設有加強筋。通過相互連接，以增加子堤整體抗拉、抗衝強度。
所述外袋的底部沿縱向伸延至少在一端設有防滲墊8，見圖2。所述防滲墊8為沿擋水子堤縱向設置的護坡墊的延長部分，從而可防止單元子堤之間連接處滲水衝刷堤壩。
除用固定釘通過固定孔固定外，另用加強帶7將護坡墊3與子堤頂連接，每個連接處都附有加強筋，使子堤整體形成一個三角形，增強穩定性。固定釘為有帽的鐵釘，用以將子堤固定在堤頂上。根據需要，也可以在外袋2的兩側同時設置加強帶。
如圖4(a-j)所示，所述內袋1和外袋2的橫截面形狀不僅可以為半圓型，也可是橫截面形狀為下底邊不小於上頂邊的四邊型，如圖中的方形、梯形等。另外，所述內袋1和外袋2的橫截面形狀也可為三角型或拱型。
本發明中吸水膨脹劑(高效保水材料顆粒super absorbent polymer，簡稱SAP)是一種新型的高吸水性樹脂，它是具有電離性基團的水溶性高分子，分子間以交聯劑交聯(或代之以嵌段和接枝共聚物)，表現為網絡狀結構的粉末或顆粒。它含有親水性基因，通過其三維網狀結構及分子內外側電解質離子濃度所產生的滲透壓，對水有強烈的締合作用。使用時，袋體吸(充)水後，吸水膨脹劑體積脹大，隨即水體凝結成具有一定抗壓強度能自立的凝膠體，即所謂固體水，沿堤頂形成一道連續矮牆，即擋水子堤。施工時除需要充水水泵、防滑釘與簡單工具外，別無其它設備，也無需複雜技術，安裝簡易。汛後拆除子堤，只要剖開管袋(內、外袋)，固體水瀉出，會自動還原成無毒的天然水。子堤遇到偶爾外界損傷切口，固體水不會立刻外流，以土工織物或其它柔軟片材堵塞，即可修補使用。
現對照圖5到8，說明本發明的吸水速凝擋水子堤的製造方法。圖5到8為子堤製造方法主流程圖和內外袋製造方法流程圖及護坡墊及加強帶製造方法主流程圖。
本發明的吸水速凝擋水子堤的製造方法包括製備袋體並在袋體內裝填吸水膨脹材料；製備子堤護坡墊、加強帶；利用縫製設備將袋體與護坡墊、加強帶合成；充氣加壓和外觀檢驗，最後完成入庫，請參見圖5。
其中製備袋體包括分別製備內袋和外袋，內袋和外袋截面形狀比例相同，內袋尺寸為恰好套入外袋的尺寸，即略大於外袋的尺寸。
製備內袋步驟為選擇防水材料為內袋材料，對內袋材料進行裁剪，隨後將裁剪後的料件進行結合，再裝填吸水膨脹材料，最後封口。防水材料可採用聚乙烯薄膜，以加熱粘合方式將料件結合，請參見圖6。當然所述內袋材料也可為其它具有同樣所需性能的材料。
製備外袋步驟為選擇土工織物為外袋材料，對外袋材料進行裁剪，隨後將裁剪後的料件進行結合，再裝填入內袋，最後封口。土工織物可為聚丙烯編織布，以縫製方式將料件結合。所述外袋的聚丙烯編織布為摻有防老化劑的聚丙烯編織布，請參見圖7。當然所述外袋材料並不局限於此，也可採用其它土工織物。
所述內袋和外袋的橫截面形狀為半圓型、下底邊不小於上頂邊的四邊型、三角型或拱型等，請參見圖4。
製備子堤護坡墊3、4、加強帶7的步驟為選擇土工織物為護坡墊、加強帶的材料，進行裁剪，隨後將裁剪後的料件與外袋進行結合，並在結合處的外袋上縫製加強筋，在護坡墊、加強帶上裝設固定孔，並在護坡墊3、4及外袋的底部至少一側連接防滲墊，該護坡墊與防滲墊、外袋底部可通過縫製連接。在加強帶7的至少一側裝設搭接固定件。如前所述，吸水膨脹材料為高吸水性樹脂，請參見圖8。
現對照圖3、9，說明本發明的吸水速凝擋水子堤的使用方法。
本發明的吸水速凝擋水子堤的使用方法是將每個吸水速凝擋水子堤作為一個子堤單元接合使用，它包括在施工現場鋪設吸水速凝擋水子堤；將單元式的吸水速凝擋水子堤相互連接；將吸水速凝擋水子堤與主堤固定；對吸水速凝擋水子堤充水。
即在施工現場鋪設吸水速凝擋水子堤中，以一吸水速凝擋水子堤單元外袋的底部設有的防滲墊8墊設在另一單元外袋的底部，並將所述每個子堤主體底部設置的護坡墊3、4平伏帖於堤頂；將單元式的吸水速凝擋水子堤相互連接中，通過加強帶7側邊設有的搭接固定件相互連接；用固定釘10穿過在護坡墊的邊緣上設置的多個固定孔9(如圖2、3所示)，將吸水速凝擋水子堤與主堤的頂面及至少迎水側面固定；對吸水速凝擋水子堤充水為用充水水泵，對伸出外袋設置的注水管5加水，水與內袋1內的吸水膨脹劑混合成為固體水，相鄰兩個子堤單元間，在固體水的作用下相互擠壓，消除漏水縫隙，並通過設置在外袋或加強帶上的搭接固定件相互連接，構成一符合需要長度的吸水速凝擋水子堤。從而可增加整體抗拉、抗衝強度，進一步加強防止子堤單元間的防滲漏性能。
根據一人能背動的重量測算，子堤每米重量可設置為7.5公斤，5米為37.5公斤，相當一個土袋的重量。擋水的使用長度確定為3-5米。所以，本發明的吸水速凝擋水子堤具有的特點是安全可靠，高效快捷，施工簡易，極利環保，費用低廉，便於儲存，方便運輸，是一項應急有效的技術解決方案。
惟以上所述者，僅為本發明的具體實施例，當不能以此限定本發明實施的範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及說明書內容所作的等同變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
權利要求
1.一種吸水速凝擋水子堤，其特徵在於具有一沿長度方向設置的袋體，所述袋體中設有吸水膨脹顆粒，在所述袋體的上方設有注水管。
2.如權利要求1所述的吸水速凝擋水子堤，其特徵在於所述袋體包括一內袋，在所述內袋外部接設有一外袋，所述外袋的底部沿橫向伸延出兩護坡墊，所述注水管伸出外袋設置。
3.如權利要求2所述的吸水速凝擋水子堤，其特徵在於在所述護坡墊和所述外袋的頂部之間設有加強帶。
4.如權利要求1或2或3所述的吸水速凝擋水子堤，其特徵在於所述外袋的底部沿縱向伸延至少在一端設有防滲墊。
5.如權利要求2或3所述的吸水速凝擋水子堤，其特徵在於所述護坡墊的邊緣上設有穿設固定釘的多個固定孔和加強筋，所述加強帶的至少一側設有可與另一吸水速凝擋水子堤連接的搭接固定件，在所述搭接固定件處設有加強筋。
6.一種吸水速凝擋水子堤的製造方法，其包括a、製備袋體並在袋體內裝填吸水膨脹材料；b、製備子堤護坡墊、加強帶；c、利用縫製設備將袋體與護坡墊、加強帶合成；d、充氣加壓和外觀檢驗。
7.如權利要求6所述的吸水速凝擋水子堤的製造方法，其中步驟a包括分別製備內袋和外袋，內袋和外袋截面形狀相配合，內袋尺寸為恰好套入外袋的尺寸。
8.如權利要求7所述的吸水速凝擋水子堤的製造方法，其中製備內袋步驟為選擇防水材料為內袋材料，對內袋材料進行裁剪，隨後將裁剪後的料件進行結合，再裝填吸水膨脹材料，最後封口。
9.如權利要求8所述的吸水速凝擋水子堤的製造方法，其中防水材料為聚乙烯薄膜，以加熱粘合方式將料件結合。
10.如權利要求7所述的吸水速凝擋水子堤的製造方法，其中製備外袋步驟為選擇土工織物為外袋材料，對外袋材料進行裁剪，隨後將裁剪後的料件進行結合，再裝填入內袋，最後封口。
11.如權利要求10所述的吸水速凝擋水子堤的製造方法，其中土工織物為聚丙烯編織布，以縫製方式將料件結合。
12.如權利要求10所述的吸水速凝擋水子堤的製造方法，其中所述外袋的聚丙烯編織布為摻有防老化劑的聚丙烯編織布。
13.如權利要求6所述的吸水速凝擋水子堤的製造方法，其中製備子堤護坡墊、加強帶的步驟為選擇土工織物為其材料，對材料進行裁剪，隨後將裁剪後的料件進行結合，在子堤護坡墊上縫製加強筋、固定孔，並在護坡墊及外袋的底部至少一側縫製防滲墊，在加強帶側部裝設搭接固定件。
14.如權利要求6或8所述的吸水速凝擋水子堤的製造方法，其中吸水膨脹材料為高吸水性樹脂。
15.一種吸水速凝擋水子堤的使用方法，其包括a、在施工現場鋪設吸水速凝擋水子堤；b、將單元式的吸水速凝擋水子堤相互連接；c、將吸水速凝擋水子堤與主堤固定；d、對吸水速凝擋水子堤充水。
16.如權利要求15所述的吸水速凝擋水子堤的使用方法，其中在施工現場鋪設吸水速凝擋水子堤中，以一吸水速凝擋水子堤單元外袋的底部設有的防滲墊墊設在另一單元子堤的底部。
17.如權利要求15所述的吸水速凝擋水子堤的使用方法，其中將單元式的吸水速凝擋水子堤相互連接中，通過加強帶側邊設有的搭接固定件相互連接。
18.如權利要求15所述的吸水速凝擋水子堤的使用方法，其中固定釘穿過在護坡墊的邊緣上設置的多個固定孔，將吸水速凝擋水子堤與主堤固定。
19.如權利要求15所述的吸水速凝擋水子堤的使用方法，其中對吸水速凝擋水子堤充水為用充水水泵，對伸出外袋設置的注水管加水，吸水速凝擋水子堤膨脹固化。
全文摘要
一種吸水速凝擋水子堤及其製造和使用方法，其中，該吸水速凝擋水子堤具有一沿長度方向設置的袋體，所述袋體中設有吸水膨脹顆粒，通過將單元式的吸水速凝擋水子堤相互連接，與主堤固定，並向所述子堤內充水，從而構成一符合需要長度的子堤。本發明的吸水速凝擋水子堤注水後可快速將液體水變為固體水，發揮擋水作用，滿足防汛應急需要；該子堤重量輕、體積小，便於儲存，方便運輸；以水體作為袋內充填物，不需要開挖運送土石料，利於環保，且安全可靠，高效快捷；本發明的子堤製造方法簡便，其施工方法簡易，是一項有效的應急技術解決方案。
文檔編號E02B3/10GK1696410SQ200410038008
公開日2005年11月16日 申請日期2004年5月12日 優先權日2004年5月12日
發明者肖新民, 張金宏, 崔玉春, 方攀, 蘇海魚, 胡忠軍 申請人:深圳市駟治科技開發有限公司, 水利部科技推廣中心