本發明涉及水壩潰口封堵，具體涉及一種水壩潰口封堵裝置、并行控制方法及其水壩封堵方法。

背景技術：

1、封堵決口主要有四大難題：①堤壩狹窄，不便展開多人力作業；②水深流急，沒有任何穩固的作業平臺可依托；③懸空動水植樁作業困難；④拋投物料快速成壩困難。現有技術中封堵思路和設施存在以下缺陷：

2、(1)拋投物料法

3、拋投物料法是封堵潰口的常用方法。拋投的物料包括石籠、沙袋、沉船、卡車等。但從封堵效果看，由于物料在動水中的穩定性差，加之浮力作用，物料入水則被沖走，實際用料是計劃用料的1.5-3倍，不但浪費巨大且拖延了堵口時間。決口很快寬達百余米，拋投物料法很難不受以上四大難題的困擾而實施困難。

4、(2)鋼木土石組合壩

5、鋼木土石組合壩就是將鋼管或木樁按一定密度植入決口底部，連接固定成樁框架，集中投袋裝碎石或沙袋以土石砌筑護坡從而形成擋水堤壩。植入鋼管或木樁，作業施工難度也很大，僅使用人工很難實施，非得借助大型作業機械。黃河水利委員會黃河水利科學研究院公開一種堤防潰口封堵新結構(cn221721501u，公開日：2024年09月17日)，涉及封堵方法，步驟s1,向潰口內拋投兩根包裹防沖刷薄膜的兩根管道,將防沖刷薄膜包覆裹護潰口表面；再向潰口內拋投若干根管道用以引流；步驟s2,就地取土，用挖掘機、裝載機和自卸卡車制作和裝填土工包，快速進行合龍；步驟s3，合龍完成后，在鋼管具有進水網片6的一端的潰口1處拋投土袋，土袋順流堵塞口門中管道2進口端，土袋將管道引流口封堵，向口門中倒入散土進行閉氣。步驟s4：大堤外側修建月堤7，并抽取泥漿向月堤7中灌注，進一步閉氣加固，自此完成潰口的搶險封堵作業。該方法拋投土工包需要大量機械的協同快速作業，相對狹窄的堤壩，恐難以施展。

6、(3)現有技術多依靠工程車封堵

7、云南大學公開一種牽拉式堤壩潰口封堵裝置及其應用方法(cn117051770a，公開日：2023年11月14日)，包括采用鋼管和浮桶捆扎漂浮平臺，將漂浮平臺兩端固定在潰口兩側的固定柱上；兩側的固定柱2上固定引導鋼絲繩4，引導鋼絲繩中部固定中心繩索11，中心繩索11另一端固定在漂浮平臺上，引導鋼絲繩4上套設土石袋6，每隔5-8袋土石袋6套設牽拉繩索5，牽拉繩索5上也套設土石袋6，牽拉繩索5另一端固定在漂浮平臺上。在漂浮平臺1、引導鋼絲繩4中間的空間繼續填充土石袋6，直至潰口被封堵。將其應用于堤壩潰口封堵，不需要大型設備，施工成本低，封堵效果好。一段潰口的水壓集中在兩條中心繩索之間，難尋能夠承受這么大液體推力的繩索，不太實用。

8、綜上，本領域急需一種潰口封堵裝置，避免依賴大型機械設備施工作業，自動實施封堵，僅少量人力參與，結構簡單實用，能高效地封堵堤壩潰口，是堤壩潰口領域急需解決的關鍵技術難題。

技術實現思路

1、針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種水壩潰口封堵裝置并行控制方法及其水壩封堵方法，解決“避免依賴大型機械設備施工作業，裝置自動實施封堵，少人工參與，結構簡單實用，能高效封堵堤壩潰口”的技術問題。

2、本發明的目的是這樣實現的，一種水壩潰口封堵裝置，包括

3、懸繩機構，跨越潰口地設于兩側堤壩，包括平行并列設置的第一懸繩環和第二懸繩環，用于在潰口和堤壩之間輸送承載機構；

4、承載機構，設于懸繩機構上，包括升降機構，用于配合懸繩機構以在裝載懸停狀態、送入狀態、堆垛懸停狀態和返回狀態之間順序輪換，在堆垛懸停狀態，通過升降機構以將拋投石包送入潰口水下堆垛成壩；

5、堆垛機構，設于承載機構上，包括調整器和載重抓鉤，用于抓取、釋放拋投石包并將其堆垛在合適位置；

6、并行控制，所述并行控制電連接懸繩機構、承載機構和堆垛機構，用于協調承載機構和堆垛機構完成并行堆垛成壩工作。

7、進一步地，懸繩機構包括兩組懸繩樁對，分別旋轉設有第一懸繩環和第二懸繩環，第一懸繩環和二懸繩環通過驅動機構以等速方向運行。

8、進一步地，承載機構還包括抓手條基，抓手條基長度方向間隔設置四個松緊抓手，第一懸繩環和第二懸繩環分別穿設在四個松緊抓手中，使得抓手條基垂直于懸繩移動方向；通過兩個松緊抓手同時抓緊兩個沿同一方向移動的懸繩，同時，另兩個松緊抓手松開懸繩，使得承載機構處于送入狀態或返回狀態。

9、進一步地，松緊抓手為導握機構，導握機構包括套筒主體、沿軸向設有兩導向器，兩導向器之間設有一握緊器，握緊器包括軸動滑套、至少3個抓手指和滑道架，滑道架設有傾斜滑軌，抓手指滑動設于滑道架的傾斜滑軌上，軸動滑套螺紋配合于螺母套，螺母套連接伺服電機。

10、進一步地，還包括懸停輔助，用于輔助承載機構懸停于精確位置；懸停輔助包括懸停繩、動滑輪、定滑輪、儲繩輥和懸停電機，動滑輪固設于承載機構的抓手條基，儲繩輥配合定滑輪可旋轉地固設于堤壩，懸停繩纏繞于儲繩輥并穿設于定滑輪、動滑輪之間。

11、進一步地，載重抓鉤連接調整器，載重抓鉤為液壓鉤手，液壓鉤手包括抓鉤三角、抓鉤和液壓致動，液壓致動豎直設置，抓鉤的抓鉤端可旋轉且左右軸對稱地設于液壓致動兩側，至少兩個抓鉤的尾端連接聯動塊，液壓致動通過雙肘連桿連接聯動塊，液壓致動用于同時致動兩側的多個抓鉤，使得其在釋放位置和勾起位置之間切換。

12、一種所述水壩潰口封堵裝置的并行控制方法，其特征在于，

13、s1，初始化隊列結構

14、并行控制包括運行隊列，運行狀態數據包括承載機號i、狀態信息、抓鉤狀態和最大堆垛位置；承載機號ii、狀態信息、抓鉤狀態和最大堆垛位置xmax；初始化運行隊列，將錯開一個狀態的運行狀態數據存入運行隊列中；停止信號stop＝0；la＝1；la為堆垛層。

15、s2，最大堆垛位置xmax＝l/2，設置當前層的左最小堆垛位置xmin1、右最小堆垛位置xmin2；l為總運行距離l；

16、s3，執行隊頭數據狀態：每間隔時間t隔，并行控制讀取一次運行隊列的隊頭數據，根據隊頭數據，執行相應承載機號的承載機構的狀態，直到該隊頭數據的狀態結束；兩個承載機構的當前狀態均結束時，該隊頭數據的狀態結束；執行隊列操作，運行隊列取出隊頭數據，存入暫存結構b同時存入運行隊列的隊尾；；

17、s4：判斷該層是否完成：讀取暫存結構b的數據，判斷承載機構i的xmax-xmin1＝0？且承載機構ii的xmax-xmin2＝0？，是，la＝la+1，執行步驟s2；否則，判斷停止信號stop＝0？，yes，則執行s2；若stop＝1，則執行s5。

18、s5：結束。

19、一種所述水壩潰口封堵裝置的并行控制方法，

20、s1，初始化隊列結構

21、并行控制包括左隊列和右隊列；左隊列數據包括承載機號i、狀態信息、抓鉤狀態和最大堆垛位置；右隊列數據包括承載機號ii、狀態信息、抓鉤狀態和最大堆垛位置xmax；初始化左隊列和右隊列，將左隊列數據、右隊列數據分別按照狀態切換順序依次存入左隊列、右隊列中；停止信號stop＝0；la＝1；la為堆垛層；堆垛步幅step＝stw，stw為拋投石包的寬度。

22、s2，最大堆垛位置xmax＝l/2，設置當前層的左最小堆垛位置xmin1、右最小堆垛位置xmin2；l為懸繩機構的總運行距離；

23、s3，執行隊列頭的數據狀態：

24、(1)循環間歇檢測

25、每間隔時間t隔，并行控制讀取一次左隊列和右隊列的隊頭數據，根據隊頭數據，

26、執行相應承載機號的承載機構的狀態；

27、if左隊列.狀態列＝1，且右隊列.狀態列＝1，間歇循環地檢測兩承載機構之間的距離s；當s小于2stw，改承載機構之一的狀態為懸停等待，直到承載機構另一的狀態為返回時，恢復承載機構之一的送入狀態；

28、(2)切換狀態，當收到運行狀態結束信號，將左、右隊列的隊頭數據取出，存入暫存結構b同時存入運行隊列a的隊尾；

29、s4：判斷該層是否完成：讀取暫存結構b的數據，判斷承載機號i的xmax-xmin1＝0？且承載機號ii的xmax-xmin2＝0？，la＝la+1，執行步驟s2；否，則判斷停止信號stop＝0？，是，則執行s2；若stop＝1，則執行s5。

30、s5：結束。

31、一種水壩潰口快速封堵方法，包括以下步驟：

32、s1、潰口內側前方設置水下暗圍堰；

33、視水深選擇合適高度的圍堰的子預制塊，暗圍堰頂部距離水面在1m以內；

34、s2、碎石平底

35、利用上述水壩潰口快速堆壩裝置快速拋投碎石至潰口底部，直到筑成底平面；

36、s3、快速堆壩

37、利用水壩潰口堆垛裝置快速堆垛，形成矩形截面水壩；

38、s4、鋪設前預制板、封縫、后預制板

39、s5、頂注水泥漿

40、高壓水泥漿從頂部多個注漿管注入，水泥漿將水從碎石壩體的底部推出碎石包壩，直到從底部涌出水泥漿為止；

41、s6、待碎石包壩中的水泥凝固后，拆除水下暗圍堰。

42、進一步地，s4包括如下步驟：

43、(1)鋪設前預制板，先在碎石包壩前側間隔錨固多根斜導軌，斜導軌底端旁設帶有錨孔的臺階，錨桿插入錨孔，水下作業利用手工旋轉錨桿頭將錨桿旋入地下，錨桿地下部分至少1m；前預制板通過導軌槽配合斜導軌并沿斜導軌傾斜向下滑入水底，多塊前預制板并排沿斜導軌滑入水底，相鄰前預制板之間設有工字型密封條；

44、(2)鋪設后預制板，待碎石包壩內的水位降至較低水位時，在碎石包壩后側錨固多根斜導軌，斜導軌內設錨孔，錨桿插入錨孔，利用旋轉電機帶動錨桿頭將錨桿旋入地下，錨桿地下部分至少1m；后預制板通過導軌槽配合斜導軌并沿斜導軌傾斜向下滑入水底；多塊后預制板并排沿斜導軌滑入水底，相鄰前預制板之間設有工字型密封條；

45、(3)鋪設頂預制板，在碎石包壩頂部鋪設頂預制板，相鄰頂預制板設置工字型密封條，頂預制板和前后預制板之間也設置轉角的工字型密封條，在碎石包壩與壩體鄰接部位的頂部設置多根注漿管。

46、一種水壩潰口封堵裝置、并行控制方法及其水壩封堵方法，通過懸繩機構配合承載機構，實現四狀態依序轉變；懸繩機構、承載機構配合懸停輔助，實現精準位置懸停；

47、兩承載機構配合并行算法，實現高效率堆垛，簡單實用，具備實用價值。