技术详细介绍
创新成果申报报告
——伞状漏洞堵
纵观中国的历史长河，就不难发现，我们伟大的中华民族历史，就是一个灾难深重的民族史，不但饱受外国列强的压迫和屈辱。而且还是饱受洪涝灾害的不断威胁和奋勇抗争，从古代的大禹治水，直至今日，还依然延绵不断。
对于抗洪抢险的重要性，在这里不必作过多的讲述，在大江大河中，众多因江河决口，给人们所带来的重大灾难实例，已经给人们留下了最为深刻的记忆。
而无论洪水是以什么形式的险情出现，最终能引起灾难性后果的，都是以决口的形式所造成。
而导致决口的主要原因就是漏洞。
因此，怎样能快速及时地对漏洞进行堵塞，是抗洪抢险中的重大问题。
一、研制背景
在上世纪90年代，通过各种媒体，我看到了我国的长江、淮河、松花江流域，发生了大范围的洪涝灾害。给国家和人民的生命财产造成了重大的损失。
在此期间，市局组成第二机动抢险队，我被调过来，参加了一段时间的技术培训。才使我真正了解到，尽管现在我们已步入了信息时代，可我们抗洪抢险的手段和工具，却还是那么的落后，甚至可以说是原始。具时代相差甚远。
特别是提到了在某一河务局进行的一次模拟抢险试验。在一个於区事先为的埋入一根钢管，待於区内蓄满水后，人为的制造一个漏洞。进行漏洞的抢险试验。可是事情的结果却是，尽管事先准备了大量的抢险物料和抢先工具，可是面对着漏洞依然是没有一个良好的对策。所投放的抢险物料都被激流冲走。眼看着漏洞一步步逐渐加大，最后，导致堤坝的彻底溃决。
漏洞——是抗洪抢险最容易出现的八大险情之一，而且危害最为严重。同时也是最难抢护的。
我们中国有句这样的俗话：千里长堤，溃于蚁穴。
如果不能及时的给与抢修，所引起的后果就是直接导致堤坝的彻底溃决。给人们带来灾难性的严重后果。
于是，我利用业余时间，以自己所掌握的机械专业技术知识，自己动手，投入了数千元的资金，经过几年的实验和改进，发明成功了专门应用与抗洪抢险的使用工具——伞状漏洞堵。
二、研发过程
刚开始进入实验的时候，有着急于求成的思想，想做成一个密实的结构体，一下子就能把漏洞给堵上。可是经过了几次试验，都以失败而告终。经过认真的分析研究发现，一个密实结构的物体，想要瞬间就把漏洞给堵上，是不可能的。因为这样做，会很容易产生水锤效应。而在漏洞中，水锤效应所产生的动能能量，是非常巨大的。举一个这样的实例：假如有一个直径1米的漏洞，哪怕漏洞的总长度只有10米，按只有每秒10米的流速计算，（物体的动能计算公式是：物体的质量X速度平方的乘积）（圆面积公式=πR平方） 哪么，它所造成的冲击力将达到惊人的7850吨。所以，只有采用循序渐进的方法，逐步完成。
（一）方案设计步骤
借鉴原有的抗洪抢先方式。如抛铅丝笼，搭建脚手架在水中形成网状结构对物体进行拦截的提示。使我联想到在水中建立一个网状结构的设计理念。
（二）设计原则
洪抢险的原则是：抢早抢小。需要的是最短的时间、最快的速度、最高的效率。只有这样，才能把洪涝灾害所造成的各种损失，降低到最低限度。本着这个原则为前提。在设计中，我全部采用了预制构件，以制造单元的形式，构成结构件。到达抗洪现场后，根据管涌的具体情况，比如：管涌的大小、水深等情况。进行快速选配组装。
为了能保证伞状漏洞堵入水后，能保持基本姿态，又给它加装了浮子作为姿态控制装置。根据阿基米德定理——物体所受浮力大小恒等于物体在水中的排水质量大小。使浮子所产生的浮力略小于伞状漏洞堵结构的总质量。以便伞状漏洞堵既能沉入水底，又能保持基本的直立状态。
为了减缓动能的冲击力，根据动能的冲击力取决于作用时间这一基本定理，还在整个装置中加入了缓冲机构。
考虑到在漏洞中，极容易产生涡流，对机具产生旋转的影响，还为整个牵引绳索系统中加装了用于消除旋转效应的万向机构。
另外，为了保证整个装置的可靠性，在所有的绳索钩挂连接件中，均采用保险挂钩连接。
（三）机具结构及功用
结构：主要构件有伞状网片、拉索、拉力杆、滑套和连接组建、连接钢索、十字型固定架。附件有：缓冲弹簧、万向节、引导伞、钩挂附件等组成。
使用方法：首先可根据漏洞的大致长度，取大约总长度的2/3—3/4处作为钢索的长度，一端连接在十字型固定架上，另一端连接在支撑杆上。在距管涌上游十多米处放入伞状管涌堵，在水流的带动下，管涌堵会自动流入管涌处。最后，在十字型固定架的支撑固定作用下，就会停留在管涌中下部位置。在水流的冲击下，伞形结构会自动打开，形成一个网状拦阻结构。并且在伞状结构的打开过程中，它会根据管涌的大小及形状自动调节适应，并紧贴到管涌壁上。对管涌的物料进行有效地拦阻固定。然后按一般的抢险过程，向管涌处投放抢险物料，直至最后把管涌完全堵塞。
三、成果主要创新点
1、在漏洞处形成一个整体的网状结构层，对抢险物料进行有效的拦阻。
2、采用预制单元设计，能快速方便地根据漏洞的大小、长度进行现场组装。
3、在一定的范围内，能够自动适应漏洞的大小和形状。
4、一物多用：一种专用与抗洪抢险方面的工具，它不仅是一种用于对堤坝漏洞堵塞。也适用于对堤坝裂缝的处理。同样实用于铁路公路的路基的管涌堵塞。
5、利用水流的动力做引导拖动网具，自动飘移入位。达到以水之水之目的。
6、结构简单，操作便捷，有较高的可靠性。
四、在实践中的应用情况与前景
在黄河标准化建设施工中，我单位承包的标段，有多处是采用泵淤的工作方式进行施工的。由于标段较长，淤区的范围和土方量都很大，在施工中，十分容易出现淤区漏洞情况的发生。而在以往出现这样的情况时，由于没有很好的漏洞堵塞方式，只有等到淤区内的积水全部放完后，才能对漏洞进行复堵。因此往往造成决口。这样就造成大量的水土流失，还要等待很长的时间。并且，还会因此淹没淤区下游大面积的农田，进一步加大了损失程度。而采用了伞状漏洞堵这项新工具、新技术后。为我单位挽回了数十万元的经济损失，提高了工作效率和施工进度。
其实，这并非是——伞状漏洞堵的主要用途，它最适用于对大江大河堤坝上的漏洞堵塞。同时也同样实用于铁路、公路路基漏洞的修复。
本实用新型不仅易于放置，并利用水体的流动作为本体移动就位的动力，达到以水治水的效果。为漏洞的抢护赢得宝贵的时间，并快速方便地根据漏洞大小进行现场组装。而且，既易于牢固定位，又能达到较为理想的拦阻物料效果，真正实现快速、高效抢护漏洞的目的。同样也适用于对裂缝、管涌之类的处理。
所以，我可以这样的预言，此项技术的投入和使用，将潜在着巨大的社会综合效益。
2009年7月5日
此项技术获得水利部黄河水利委员会河南黄河河务局创新成果二等奖 有获奖证书