[发明专利]一种堤防的防洪爆破扒口结构及其设置方法

权利要求书

1.一种堤防的防洪爆破扒口结构,包括纵截面大致呈等腰梯形的堤防(7)，其特征在于：所述堤防(7)上设有若干爆破段(1)，所述爆破段(1)的临水面(101)、堤顶(102)以及背水面(103)沿堤防(7)的走向成排设置有钻孔(2)，所述钻孔(2)位于临水面(101)和堤顶(102)均竖直向下设置，位于背水面(103)的钻孔(2)的轴线与爆破段(1)的堤底形成一定倾角倾斜设置，且自背水面(103)向临水面(101)方向倾斜；所述钻孔(2)内设有预埋装药装置(3)，所述爆破段(1)的两端内侧设有深层搅拌桩(5)，所述深层搅拌桩(5)与爆破段(1)之间设置水力冲刷段(6)；所述预埋装药装置(3)包括用于放置炸药的装药管道(301)，所述装药管道(301)的一端为封闭端，另一端为开口端，在所述开口端外部套装有用于封装炸药的封口盖(302)；所述装药管道(301)埋入后在其钻孔(2)入口处设置堆石标记(4)，且与所述装药管道(301)接触位置设有防水结构。

2.根据权利要求1所述的一种堤防的防洪爆破扒口结构，其特征在于：所述封口盖(302)为平口盖，所述装药管道(301)的开口端为与之匹配的平口端。

3.一种堤防的防洪爆破扒口结构的设置方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.建立堤防使用爆破扒口分洪的洪水演进模型：

建立蓄滞洪区分洪时的洪水演进模型，初步确定扒口位置参数，根据地形高程、水位、上游流量、蓄滞洪区构筑物资料利用MIKE21、CCHE洪水模拟软件建立洪水演进模型，并利用参数不同的爆破扒口来分析洪水演进过程中水位、流量和淹没范围的变化；

S2.统计分析洪水演进过程中的进洪流量过程：

根据MIKE21、CCHE洪水模拟软件建立的洪水演进模型，实时分析流量过程，按损失的严重等级、风险等级和分洪任务情况来确定爆破分洪中爆破段的数量；

S3.优化分洪口门参数：

根据相关可爆破堤防设计规范规定的堤防稳定性要求与技术经济最优原则，对爆破扒口设计参数进行优化分析，提出满足分洪止损的爆破扒口宽度、深度以及爆破扒口位置和爆破段数量参数取值；

首先根据分洪任务中确定的容量或者蓄滞洪区的容量以及分洪时间来推求分洪流量：

式中：Qb为溃口处出流流量(m³/s)；V为蓄滞洪区容量或者需要分洪的容量(m³)；t为分洪历时；

蓄滞洪区分洪口门有自然分洪、闸门分洪和爆破分洪三种分洪方式，都预留有分洪口，当湖口水位达到分洪水位时，采取相关工程措施将堤防预留的溃口扒开，蓄滞洪区开始进洪，参照分洪口门设置的参数，采用宽顶堰公式反推扒口宽度：

式中：m为流量系数；δ为淹没系数；Qb为溃口处出流流量(m³/s)；Z为溃口处河道水位(m)；Zb为溃口顶部高程(m)；B为溃口宽度(m)；

由式(1)改写为推求扒口宽度计算：

S4.拟定爆破段钻孔数量、深度、布置方式：

根据相关可爆破堤防设计规范规定的堤防稳定性要求与技术经济最优原则，对爆破钻孔设计参数进行优化分析，提出满足爆破该扒口的钻孔数量、排距、孔距、深度、布置方式参数取值，钻孔参数确定好之后，在堤防正常运行阶段完成钻孔，预埋装药装置，在有分洪任务时采用一套导爆索起爆线路和二套电爆线路，起爆顺序为先中间段后两侧段，先背水侧后临水侧；

S5.拟定预埋装置参数：

根据堤防实际情况和相关设计规范，拟定预埋装置长度、直径、埋深和布置方式参数。