[实用新型]用于管涌溃坝试验的压力自平衡式触发装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于管涌溃坝试验的触发装置，属于水利工程技术领域。 

背景技术

目前，我国已建水库大坝8.6万多座，小型塘坝640多万座，其中90%以上为土石坝。这些水库建设年代久远，许多都是当地农民自建，水文系列短，对水库防洪库容和泄洪能力估计不足，许多水库设计和建设标准低，一旦发生溃坝事故，将会给下游带来严重的灾难。据统计，土石坝溃坝事件中管涌溃坝比例高达29%，是土石坝溃坝的主要原因之一。 

据申请人了解，土石坝管涌溃决过程伴随着管涌通道的内部冲刷，内部通道坍塌等复杂过程，溃决过程具有强非线性、非恒定性，迄今管涌溃决过程预测依然非常困难。对于无粘性材料构筑的坝体，无粘性泥沙运移的控制方程在管涌内部冲刷过程中不适用。而对于粘性材料构筑的坝体，由于粘性土泥沙运移理论尚不成熟，因此，当前物理缩尺模型难以得到合理的管涌溃决过程。换言之，迄今开展的室内试验，大多无法很好的解决比尺问题，室内管涌溃坝试验成果更多是定性的成果，而非定量成果。开展现场大尺度管涌溃坝试验是迄今最为可靠的研究方法。 

管涌溃坝现场试验的做法是：在坝体中预埋管道，管道壁上加钻一系列小孔，周围铺设一定厚度沙粒层，有利于管涌通道的形成；打开触发装置管道密封盖，水流迅速流入管道；水流从管壁小孔中流出，冲刷沙粒层，管涌通道不断扩大最终导致通道上部土体全部垮塌，溃坝型式转变为坝体发生漫顶破坏。而试验的触发需要在预埋管道的上游侧安装一触发装置，其作用类似于阀门，控制水流进入管涌通道，触发管涌溃坝。 

由于溃坝现场试验涉及水库及下游行洪区场地使用、水库水源供应等问题，试验成本高昂，且管涌溃决过程、管涌通道位于水下，使得试验控制存在较大的难度。申请人实际试验时发现，管涌溃坝现场试验管涌通道触发装置是该试验中重要装置，因管涌通道埋深较深，该触发装置在打开时将承受较大的水压力，现场试验中曾多次出现即使用电动葫芦之类的电动机械也难以快速打开触发装置的现象，延误试验进程，且存在一定的安全隐患。因此迫切需要能够仅凭人力快速地打开触发装置，操作方法安全、可靠，简单易行，确保现场管涌溃坝试验的顺利进行。 

实用新型内容

本实用新型要解决的第一个技术问题是，针对现有技术不足，提出一种在管涌溃坝模拟试验中简单、快速和方便的可以人工开启的触发装置。 

本实用新型要解决的第二个技术问题是，在解决上述第一个技术问题基础上，提出一种避免密封塞掉入水管内且可更可靠的触发装置。 

本实用新型为解决上述第一个技术问题提出的技术方案是：一种用于管涌溃坝试验的压力自平衡式触发装置，该触发装置设于管涌溃坝模拟试验的水管入口上，所述触发装置包括扣合在水管入口上的密封盖和固定在密封盖上的第一环形拉绳，所述密封盖上制有通孔，所述通孔内塞有密封塞，所述密封塞上固定第二环形拉绳，所述第一环形拉绳与第二环形拉绳彼此穿套。 

本实用新型采用上述技术方案的有益效果是：1）通过在管涌溃坝模拟试验的水管入口上设置触发装置，触发装置包括扣合在水管入口上的密封盖，密封盖上制有通孔，通孔内塞有密封塞，实验时，可以在野外简陋条件下，人工直接就可以拉掉密封塞，此时水流经密封盖通孔进入水管内，随着水管里的水量增多，密封盖所受水压力开始减小，当水管被水流充满时，密封盖所受水压力达到最小，此时拉掉密封盖，增大过流面积，保证了试验顺利进行；2）通过固定在密封盖上的第一环形拉绳，密封塞上固定第二环形拉绳，第一环形拉绳与第二环形拉绳彼此穿套，实验时，可以通过第二环形拉绳拉动密封塞，等到水管被水流充满时，再通过第一环形拉绳拉动密封盖，将密封盖拉掉，增大过流面积，保证了试验顺利进行。 

本实用新型为解决上述第二个技术问题，对上述技术方案的改进是：所述密封塞位于水管的一端设有限位杆。 

本实用新型采用上述技术方案的改进的有益效果是：通过在密封塞位于水管的一端加设限位杆，当拉动密封塞脱离通孔时，此时水流经密封盖通孔进入水管内，但是由于有限位杆的阻挡，保证了密封塞不会脱离密封盖，同时当水管被水流充满时，继续施加拉力，限位杆将拉力转移到密封盖上，将密封盖拉出，增大过流面积，保证试验顺利进行。 

上述技术方案的改进是：所述第一环形拉绳的两端固定在密封盖上的相对两处，所述第一环形拉绳从第二环形拉绳的环形中穿过。 

上述技术方案的改进是：所述触发装置还包括水流传感装置，所述水流传感装置固定在密封盖上且位于水管内。