本發(fā)明涉及堤壩防汛搶險(xiǎn)加固技術(shù)，尤其涉及一種基于吸水樹脂的堤壩管涌搶險(xiǎn)封堵方法。

背景技術(shù)：
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管涌是指在滲流力作用下，無粘性土中的細(xì)小顆粒通過粗大顆粒構(gòu)成的孔隙，發(fā)生移動(dòng)或被水流帶出的現(xiàn)象。管涌是江河大堤在汛期常見險(xiǎn)情之一。根據(jù)1998年中國長江、嫩江、松花江特大洪水期間險(xiǎn)情統(tǒng)計(jì)資料分析，長江中下游干堤堤基管涌占較大險(xiǎn)情總數(shù)的52.4 %，居各類險(xiǎn)情之首，且7處潰堤有5處由管涌導(dǎo)致，嫩江、松花江也多處出現(xiàn)管涌險(xiǎn)情并導(dǎo)致潰堤。由于汛期堤基管涌頻發(fā)，管涌查險(xiǎn)、搶險(xiǎn)需耗費(fèi)巨大的人力、物力和財(cái)力。由于堤基管涌通道在堤基內(nèi)部，其發(fā)展趨勢很難用肉眼觀察，在汛期危急時(shí)刻很難快速判定其危害程度大小。堤防搶險(xiǎn)和除險(xiǎn)加固的實(shí)踐表明，堤基管涌是堤防工程中最普遍且難以治愈的心腹之患，嚴(yán)重威脅堤防本身及堤防保護(hù)區(qū)內(nèi)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

吸水樹脂是一種新型的高分子材料，它能夠吸收自身重量幾百倍至千倍的水分，無毒、無害、無污染；吸水能力特強(qiáng)，保水能力特高，通過丙烯酸聚合得到的高分子量聚合物吸收水分，且所吸水分不會(huì)被簡單的物理方法擠出，并且可反復(fù)釋水、吸水。吸水樹脂已逐漸被應(yīng)用至水利工程中，主要用于汛期大壩洞的堵漏、地下室、隧道、地鐵預(yù)制縫的堵水等。

中國專利授權(quán)公告號(hào)CN102051896B公開了一種堤壩管涌搶險(xiǎn)高聚物封閉注漿方法，在堤壩發(fā)生管涌險(xiǎn)情時(shí)，向置于管涌通道口處的土工布袋內(nèi)注射高聚物材料，材料發(fā)生反應(yīng)后體積迅速膨脹并固化并封堵管涌通道，然后再通過微孔向管涌通道內(nèi)注射高聚物材料，達(dá)到封堵管涌通道的目的。該技術(shù)的局限性有：(1) 用一端綁有土工布袋的硬質(zhì)空心鋼管來探尋軟質(zhì)堤壩中的管涌通道入口，難度大、可操作性不強(qiáng)，難以準(zhǔn)確判斷是否成功找到管涌通道入口；(2) 即使基于空心鋼管找到管涌通道入口，在通過空心鋼管向土工布袋注射高聚物材料過程中，有可能高聚物材料在空心鋼管內(nèi)就與水相遇發(fā)生膨脹，牢牢堵死空心鋼管，使高聚物材料無法進(jìn)入土工布袋內(nèi)；(3) 在堤壩頂部鉆微孔達(dá)到管涌通道處也難以操作，一方面難以判斷鉆孔點(diǎn)是否正好位于管涌通道正上方(需考慮管涌通道的曲折多變性)，另一方面也難以判斷微孔深度是否正好達(dá)到管涌通道處(有可能鉆淺了未達(dá)到，或鉆太深超過管涌通道位置)?？梢?，基于吸水樹脂(高聚物材料)封堵管涌通道的技術(shù)，還有待發(fā)展簡單、實(shí)用的施工方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)問題的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于吸水樹脂的堤壩管涌搶險(xiǎn)封堵方法，其操作簡單、施工方便，為管涌搶險(xiǎn)提供了一種可靠的封堵技術(shù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

基于吸水樹脂的堤壩管涌搶險(xiǎn)封堵方法，其特征在于，包括如下步驟：先利用上游管涌口探測裝置尋找、探測管涌入口；發(fā)現(xiàn)管涌入口后，再釋放繩索使其完全穿過管涌通道在下游出口冒出；然后利用繩索牽引把束狀干燥吸水樹脂拖入、穿越管涌通道；最后在上游與下游管涌口截?cái)嗍鵂罡稍镂畼渲故鵂罡稍镂畼渲瑥墓苡靠趦啥碎_始吸水膨脹，并逐漸膨脹至管涌通道中部，最終充滿整個(gè)管涌通道，從而，全程封堵管涌通道。

所述的基于吸水樹脂的堤壩管涌搶險(xiǎn)封堵方法，其特征在于，所述的上游管涌口探測裝置包括手柄，手柄前端孔洞內(nèi)系縛有繩索，繩索上綁定有若干個(gè)均勻且間隔分布的探測球。

所述的基于吸水樹脂的堤壩管涌搶險(xiǎn)封堵方法，其特征在于，所述的探測球采用高彈性材料加工成型，探測球密度大于水的密度，探測球采用紅色或黃色。

所述的基于吸水樹脂的堤壩管涌搶險(xiǎn)封堵方法，其特征在于，所述的束狀干燥吸水樹脂包括吸水樹脂，吸水樹脂外包覆有塑料密封袋，熟料密封袋外包覆有網(wǎng)狀土工袋；

所述的塑料密封袋由2~4層厚度不同的塑料膜組成，塑料密封袋的強(qiáng)度小于吸水樹脂的最大膨脹力。

所述的基于吸水樹脂的堤壩管涌搶險(xiǎn)封堵方法，其特征在于，具體實(shí)施步驟如下：

1）、探測上游管涌口：

把上游管涌口探測裝置的繩索與探測球拋入水中，待其自沉于坡面后，緩慢拖拽手柄使探測球在坡面滑動(dòng)，若其中某個(gè)探測球正好在管涌口附近時(shí)，通過繩索拖拽手柄的力量變化判斷探測球是否進(jìn)入管涌口內(nèi)；

2）、上游管涌口探測裝置的繩索貫穿管涌通道：

確定探測球進(jìn)入管涌口后，手柄處續(xù)接、釋放更長的繩索，使探測球從下游管涌口冒出，即繩索完全貫穿管涌通道；

3）、束狀干燥吸水樹脂拉入管涌通道中：

確定探測球從下游管涌口冒出后，上游管涌口探測裝置的繩索牢固系住束狀干燥吸水樹脂，并派人在下游管涌出口拖拽繩索，使束狀干燥吸水樹脂被繩索牽引、拉入管涌通道中，直至在下游管涌出口拉出束狀干燥吸水樹脂；

4）、在兩端截?cái)嗍鵂罡稍镂畼渲?/p>

在上游管涌入口與下游管涌出口處截?cái)嗍鵂罡稍镂畼渲?，使其吸水膨脹，截?cái)嗪?，兩端的吸水樹脂迅速吸水膨脹，把兩端堵住，水分逐漸被吸入中部的干燥吸水樹脂，一段時(shí)間后最終充滿整個(gè)管涌通道，管涌通道全程封堵完成。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明利用繩索上均勻綁定多個(gè)探測球的探測裝置，能方便、快捷的探測、發(fā)現(xiàn)上游管涌入口；

2、本發(fā)明搶險(xiǎn)封堵速度快，吸水樹脂吸水后體積迅速膨脹并固化，十多分鐘便可達(dá)到90%以上的強(qiáng)度；

3、本發(fā)明的施工方法使吸水樹脂能夠充滿整個(gè)管涌通道，封堵管涌徹底，加固效果好。而現(xiàn)有的其它搶險(xiǎn)技術(shù)，往往只能填充、加固局部的管涌通道；

4、本發(fā)明施工簡單、方便，無需大型設(shè)備，所需材料也簡單易得，具有經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明上游管涌口探測裝置示意圖。

圖2為本發(fā)明上游管涌口探測裝置使用示意圖。

圖3為本發(fā)明上游管涌口探測裝置的探測球吸入管涌通道示意圖。

圖4為本發(fā)明探測球及繩索從下游管涌口冒出示意圖。

圖5為本發(fā)明基于繩索把束狀干燥吸水樹脂牽引入管涌通道示意圖。

圖6為本發(fā)明束狀干燥吸水樹脂完全穿過管涌通道示意圖。

圖7為本發(fā)明上游與下游管涌口截?cái)嗍鵂罡稍镂畼渲笫疽鈭D。

圖8為本發(fā)明水逐漸從上游與下游管涌口滲入中部干燥吸水樹脂示意圖。

圖9為本發(fā)明吸水樹脂將管涌通道全程封堵示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1、探測球；2、繩索；3、手柄；4、孔洞；5、管涌通道；6、堤壩；7、束狀干燥吸水樹脂；8、吸水膨脹后的吸水樹脂；A、上游水位；B、下游水位。

具體實(shí)施方式：

參見附圖：

基于吸水樹脂的堤壩管涌搶險(xiǎn)封堵方法，先利用上游管涌口探測裝置尋找、探測管涌入口，發(fā)現(xiàn)管涌入口后再釋放繩索2使其完全穿過管涌通道在下游出口冒出，然后利用繩索2牽引把束狀干燥吸水樹脂7拖入、穿越管涌通道，再在上游與下游管涌口截?cái)嗍鵂罡稍镂畼渲?，使束狀干燥吸水樹脂從管涌口兩端開始吸水膨脹，并逐漸膨脹至管涌通道中部，最終充滿整個(gè)管涌通道，從而達(dá)到全程封堵管涌通道的效果。

上游管涌口探測裝置，由繩索2上均勻綁定探測球1而成，繩索2的一端通過孔洞4系在手柄3上；繩索2的長度應(yīng)稍大于堤壩上游坡面的長度；繩索2應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度與韌性，能承受較大荷載的拖拽及與巖土體的摩擦力；探測球1應(yīng)具有高彈性變形性質(zhì)，在不均勻外力作用下容易發(fā)生變形以便在不規(guī)則孔洞中通行。

束狀干燥吸水樹脂其最外圍是網(wǎng)狀土工袋、中間是塑料密封袋、內(nèi)部是干燥的吸水樹脂。束狀干燥吸水樹脂在穿越管涌通道時(shí)所受的拖拽力、摩擦力，均由網(wǎng)狀土工袋承擔(dān)。網(wǎng)狀土工袋材料須具有一定的彈性與韌性，干燥吸水樹脂吸水后可從網(wǎng)狀土工袋的網(wǎng)眼中膨脹鼓出，即網(wǎng)狀土工袋不約束、影響干燥吸水樹脂吸水后的體積膨脹；

中間的塑料密封袋，由2~4層厚度不同的塑料膜組成，起密封內(nèi)部吸水樹脂的作用，其具有一定的彈性與韌性，能承受拖拽、摩擦力而不損壞；特別地，吸水樹脂吸水膨脹后，其能把包裹的塑料密封袋脹開、撐破，即塑料密封袋的強(qiáng)度小于吸水樹脂的最大膨脹力，塑料密封袋不約束、影響干燥吸水樹脂吸水后的體積膨脹。

束狀干燥吸水樹脂應(yīng)事先生產(chǎn)、加工好，呈條帶狀卷成捆狀備用。使用過程中，一般不對束狀干燥吸水樹脂進(jìn)行續(xù)接、臨時(shí)加長，因?yàn)槿衾m(xù)接口處包裹不嚴(yán)發(fā)生滲水，將導(dǎo)致束狀干燥吸水樹脂尚未使用就已吸水膨脹而失效；故每捆束狀干燥吸水樹脂的總長度應(yīng)足夠長，滿足單次搶險(xiǎn)中穿越管涌通道的需要。包裹于吸水樹脂外圍的塑料密封袋應(yīng)具有一定的強(qiáng)度與韌性，使其在搬運(yùn)、拖動(dòng)過程中不會(huì)破損。否則，塑料密封袋破損后使內(nèi)部的吸水樹脂吸水后體積膨脹，導(dǎo)致該材料尚未使用就面臨報(bào)廢、喪失使用功能。

優(yōu)選的，探測球1的直徑在1cm~8cm之間；可產(chǎn)生不同直徑的系列探測球供現(xiàn)場選用。下游管涌口冒水量較小的，選擇直徑較小的探測球；下游管涌口冒水量較大的，選擇直徑較大的探測球；

優(yōu)選的，探測球1選用鮮艷的顏色，如紅色或黃色，方便在光線較弱時(shí)(尤其在晚上)容易被發(fā)現(xiàn)；

優(yōu)選的，探測球1的密度在1.1~1.3之間，使其能夠自沉于水底，又不至于太沉重而陷入淤泥中；

優(yōu)選的，上游管涌口探測裝置中相鄰探測球1的間距在0.4m~1.0m之間；

優(yōu)選的，繩索2的直徑在1mm~5mm之間；

優(yōu)選的，束狀干燥吸水樹脂的直徑在1cm~20cm之間?？僧a(chǎn)生不同直徑的系列束狀干燥吸水樹脂供現(xiàn)場選用；下游管涌口冒水量較小的，選擇直徑較小的束狀干燥吸水樹脂；下游管涌口冒水量較大的，選擇直徑較大的束狀干燥吸水樹脂；

優(yōu)選的，干燥吸水樹脂吸水后體積膨脹在300倍以上，優(yōu)先選用高性能的吸水樹脂。

基于吸水樹脂的堤壩管涌搶險(xiǎn)封堵方法，具體實(shí)施步驟詳細(xì)描述如下：

(1) 探測上游管涌口：

根據(jù)堤壩上游坡面的長度合理選擇上游管涌口探測裝置中繩索2的長度及探測球1的間距。把探測裝置中的繩索2與探測球1拋入水中，待其自沉于坡面后，緩慢拖拽手柄3使探測球1在坡面滑動(dòng)，若其中某個(gè)探測球1正好在管涌口附近時(shí)，其將被吸入管涌通道內(nèi)，；通過繩索拖拽手柄的力量變化判斷探測球是否進(jìn)入管涌口內(nèi)。

一般地，可根據(jù)下游管涌冒水口的位置，判斷上游管涌口的大致范圍，可多人手持上游管涌口探測裝置同時(shí)在上游管涌口可能的范圍內(nèi)進(jìn)行反復(fù)探測，提高探測上游管涌口的效率。

派人員緩慢拖拽手柄3使探測球1在堤壩坡面滑動(dòng)，若把所有探測球全部拖出水面還未發(fā)現(xiàn)管涌口，可再次把探測球遠(yuǎn)拋入水中，反復(fù)探測。若發(fā)現(xiàn)拖拽力量突然變大，此時(shí)探測球可能被吸入管涌口中，可拉-放-拉-放的反復(fù)動(dòng)作中，適當(dāng)釋放繩索2，使更多的探測球按序進(jìn)入管涌通道；通過拖拽試探確定探測球進(jìn)入管涌通道后，繼續(xù)釋放繩索 (不夠長可多次續(xù)接) 2。

(2) 使繩索貫穿管涌通道：

確定探測球進(jìn)入管涌口后，手柄處續(xù)接、釋放更長的繩索2；根據(jù)大壩的尺寸估算管涌通道的長度，再根據(jù)釋放繩索2的長度大致判斷探測球是否已從下游管涌口冒出；

可用勾狀物在下游管涌出口處撥動(dòng)、打撈探測球及繩索；由于探測球顏色鮮艷，即使在晚上照明光照耀下，也容易被發(fā)現(xiàn)；直至發(fā)現(xiàn)下游管涌口冒出的探測球，才可判斷繩索完全貫穿管涌通道。

(3) 基于繩索把束狀干燥吸水樹脂拉入管涌通道中：

確定探測球從下游管涌口冒出后，上游的繩索牢固系住束狀干燥吸水樹脂，并派人在下游管涌出口拖拽已發(fā)現(xiàn)的繩索，使束狀干燥吸水樹脂逐漸被繩索牽引、拉入管涌通道中，直至在下游管涌出口拉出束狀干燥吸水樹脂，此時(shí)束狀干燥吸水樹脂完全穿越管涌通道；

由于管涌通道可能彎曲多變，故拖拽繩索過程中勿用蠻力，在束狀干燥吸水樹脂被深部某處卡住無法繼續(xù)前進(jìn)時(shí)，下游應(yīng)停止拖拽，可嘗試上游稍微拉出，再下游拖拽，反復(fù)嘗試使束狀干燥吸水樹脂順利通過彎曲的管涌通道，直至在下游冒出，使束狀干燥吸水樹脂完全穿越管涌通道。

3）、在兩端截?cái)嗍鵂罡稍镂畼渲?/p>

在上游管涌入口與下游管涌出口處截?cái)嗍鵂罡稍镂畼渲?，使其吸水膨脹，如圖7所示。截?cái)嗪?，兩端的吸水樹脂遇水迅速吸水膨脹，把兩端管涌口堵??；水分逐漸從兩端被吸入中部的干燥吸水樹脂，一段時(shí)間后最終充滿整個(gè)管涌通道，從而達(dá)到全程封堵管涌通道的效果。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：所提上游管涌口探測裝置制作簡單，能方便、快捷的探測與發(fā)現(xiàn)上游管涌入口；搶險(xiǎn)封堵速度快，吸水樹脂吸水后能迅速封堵管涌口；所提施工方法使吸水樹脂能夠充滿整個(gè)管涌通道，封堵管涌徹底，加固效果好；施工簡單、方便，無需大型設(shè)備，具有良好的經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性。

本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施方式，根據(jù)上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，本發(fā)明還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。