專利名稱：一種快捷抗洪救災阻止海難發(fā)生的系列設備和輔助裝置及應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種快捷抗洪救災阻止海難發(fā)生的系列設備及輔助裝置，尤其是能快
捷有效地即時封堵堤壩決口、船舶潛艇或液氣倉儲、輸液輸氣管道出現的漏洞而使之不至 于造成災難的設備，其輔助裝置還涉及在水上作業(yè)的廣泛用途。
背景技術：
據統(tǒng)計，八十年代以來，我國每年因洪澇災害造成的損失占JDP的3%，日本占 0. 33 % ，美國占0. 2 % ，漬堤決口是洪水期最為嚴重的險情。以1998年8月長江江西九江 段4、5號閘門決口為例，決口寬60M，洪水以超過6MXS的流速沖出江岸，應急堵口的石塊、土 袋、石籠、水泥船等均被席巻而去，解放軍某部采用了鋼木石土組合壩封堵決口技術，動用 船只263艘，官兵2. 4萬人，動用車輛200臺，沉船3艘，堵口物資20萬噸，歷經88小時，
2003年9月6日黃河內蒙古自治區(qū)烏拉特前前旗大河灣段堤防決口 ；
2003年10月29日黃河河南考段生產決口 ；
2008年3月黃河內蒙古杭錦旗獨貴塔拉素段決口 ； 2009年4月3日，美國北達科他州南部的紅河水位上升至112年來的最高警戒線， 部分河堤更已崩缺，受災人數達十萬人(參視背景技術輔說明資料)。 綜上事例，到目前，較為實用的堵口方法還只是主要包括①立堵堤防口門兩端做 好裹頭，從口門兩端同時拋投堵口材料。根據水深和流速采取不同方法，如流速不大或靜 水，可直接填土進堵，如流速較大，可打樁、拋枕、拋籠等進堵，最后集中拋投合龍；②平堵 沿口門選定堵口堤線，利用架橋或船平拋料物，如散石、混凝土塊、柳石枕、鉛絲籠或竹籠塊 石等到從河底開始逐層填高，直至高出水面，以堵截水流；③鋼木土石混合堵由口門兩端 進占，置若干排間距0. 8-1. 2米的鋼管樁，用網管和管扣水平縱橫相連接成框架，頂層塔上 竹木為工作橋，然后在鋼管樁之間置木樁，并在木樁之間回填砂石料袋，龍口窄小、流速大 時，框架可加密并設斜撐，穩(wěn)固框架，還可在口門上游設置挑流設施。
2005年從美國安 快壩公司引進的'安快壩'堵水法等.這些方法都是只能待洪水勢力減弱，而后作亡羊補 牢式的堵截，皆因封口歷時太長，還要耗費大量的人力物力，決口仍然造成了巨大的經濟損 失.達不到減災消災之目的。 上述說明，截至2009年4月為止，還沒有一套真正能做到快捷有效地抗洪救災、可 以推廣使用的堵口方法和設備，就其原因是到目前為止都還只是立足于口門的兩端，對水 流作攔腰式地橫向(即成90度角)操作，這些傳統(tǒng)的筑壩堵截方法，都是造成有勁使不上， 或拋投的物料很容易就被強大的洪流沖走掉，收效甚微。

發(fā)明內容
為了克服上述不足，本發(fā)明設所采用的技術方案是找準著力點，借力使力，以夷 治夷的策略，發(fā)明創(chuàng)造出一套應對流體作縱向(成0或180度角)操作的方法和技術設備。如在封堵堤壩決口的運用中，先在口門口的河床上設置輔助裝置，為鋪設抗洪的技術設備 創(chuàng)造縱向操作的條件，然后將設備依托河床或倉壁，結合輔助裝置，同時利用流體本身的質 量，并借助流體的能量，把流體的動能轉化成筑壩堵漏的動力，即筑即堵，修筑壩體， 一直達 到快捷有效地封堵堤壩決口 、船舶潛艇倉室、輸液輸氣管道漏洞，而后再作其他善后工作。
本發(fā)明的目的在于提供一種快速抗洪救災阻止海難發(fā)生的系列設備和輔助裝置
及運用。 本發(fā)明的另一目的在于提供一套系統(tǒng)的治流方法。 為了實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術措施設計制造出一種快捷抗洪救災阻 止海難發(fā)生的系列設備及輔助裝置，該系列設備包括⑧水纖壩1_1、4-1、2， 水鋼纖壩2-1、 2， 旱鋼纖壩2-17， 各種傘狀阻具， 四款船舶堵漏囊5-1、2、4、5及纖壩的輔助裝置 桁 船3-l、2、4-4和 三腳錨3-1 、4-5。 本發(fā)明的系列抗洪救災方法和技術設備與現有的方法和技術設備相比，有益效果 是 1.使強堵或合龍不再成為難高難度工程，不再任由強大的洪水泛濫成災，改變面 對在災難發(fā)生的第一時間里而束手無策的現狀。 2.可阻止如泰坦尼克號那樣的海難發(fā)生，增強船舶或潛艇的自救生存能力；
3.安裝這些封堵船舶潛艇或其他倉室漏洞的設備，可在倉內或水上自行操作完 成；縮小了搶險救災的難度； 4.直接'站'在口門的水面上操作，以繩索的平行拉力取代重力壩的支撐力對抗 流水沖擊力，找到了筑壩堵口的用力點； 5.因皆以布、金屬和鋼絲繩做材料，用本方法而設制出來的堵口設備，結構簡單規(guī) 范，容易制作，操作簡便，工作效率高，若用彩條布加塑料薄膜或其他紡織品做布，竹木為材 作樁，塑料棉麻等材質的繩索代替鋼絲繩筑成的壩體，取代以沙石土筑重力壩，使造價更經 濟，且都是可以重復使用的構件，避免了人力物力的浪費。 6.克服傳統(tǒng)和現代方法中的不足——費時費力，如堵1998年8月長江江西九江段 4、5號閘門那樣的決口，用不作再用那么多的人力物力，最遲可在一天之內做到封口閉氣， 十幾分鐘之內封堵船舶潛艇、液氣倉儲、輸液輸氣管道的漏洞。應當理解，要做到這樣快的 程度，不但配合操作的機械化和自動化程度要高，還得由訓練有素的人員操作能做得到。
7.本輔助裝置，除了在構筑水纖壩和水鋼纖壩是必需的裝備外，還是運載抗洪搶 險裝備和所需材料的運載工具，在其他的水上作業(yè)方面也具有更廣泛用途，如建水上工作 場地、臨時碼頭，棧橋、錨泊等。


圖1是水纖壩l-l、全自動封口水囊l-2、全自動封口鎖1-4、自動排氣閥l-5、繩鎖 l-25、繩鎖鎖芯1-26的組成、結構、原理、安裝和運用說明圖。 圖2是水鋼纖壩2-l、2、旱鋼纖壩2-17的組成、結構、原理、安裝和運用說明圖。
圖3是桁船3-l、2、三腳錨3-ll、氣囊閥3-10的組成、結構、原理、安裝和運用說明 圖。 圖4是水纖壩和桁船4_1、4組合運用、定位于A、B、C、三腳錨和水囊4_3的運用說明圖。 圖5是球體氣囊5-l、圓形氣墊5-2、圓柱體氣囊5_5、長方體氣墊5_4的組成、結 構、原理、安裝和運用說明圖。
具體實施例方式
下面結合附圖，進一步闡述本發(fā)明。這些附圖不僅用于說明本發(fā)明，也用于標明本
發(fā)明要求保護的范圍。
水纖壩 以布和水在口門中修筑成的壩體稱之為水纖壩l-l，其特征在于本發(fā)明的這種水 纖壩由N個單體全自動封口水囊l-2堆積而成，它專堵水流速快、流量大或被稱為龍口之類 的決口，克服已往因口門流量大流速高而等待、任由洪水泛濫成災的消極方式，取代沉船、 拋石籠，等各種耗時損力的強堵方法，以靈活的單體做笨重的安快壩做不到的事，成為龍口 的克星，真正達到了借力使力、以水治水之目的。 本發(fā)明的全自動封口水囊1-2是一個利用口門中之急流，以水為填充物，當吞量 達到設計標準就會自動封口、形成堵口單體的裝置，系由布制成直徑1M、長3-5M(或更大) 的圓柱體口袋l-3、全自動封口鎖1-4，自動漂浮排氣閥1-5和閉氣圈l-6這四個部件組 成，口袋的一端設制成蛇嘴形狀l-7、8、9，開口邊用尼龍絲扣l-10連接包裹住封口鎖內環(huán) l-ll、12，當封口鎖鎖住時，袋子口就被設置在封口鎖上的橡膠圈l-12擠壓而密閉起來。袋 子另一端設制成排水排氣或充水充氣管道l-20，袋身設計四條集力帶l-13，集力帶一端分 別與封口鎖相連接，集中水囊受力，集力帶上再設置些系帶，以備做其他用途。
自動漂浮排氣閥l-5，系由泡沫塑料制成的橢圓體l-14，空心膠塞l-15、漏斗1-16 和網l-17組成，通過塑料軟管l-18跟囊體相連接，其特征在于橢圓體載著塞子漏斗漂浮在 水囊內部充水時有空氣的水面上，讓囊中空氣排出囊體外，當囊內排沒了空氣時，囊內外水 的壓力差便使塞子堵塞住漏斗口 。 水囊的全自動封口鎖l-4、7、8、9，系由封口鎖內環(huán)l-ll和套在內環(huán)上的橡膠管 l-12、外環(huán)l-19、彈簧l-21、組合卡l-22、栓繩片1-23，軸螺絲l-24、繩鎖l-25、鎖芯1-26 這八個零部件組成；繩鎖l-25系由兩片外殼l-25、三顆螺絲l-28、槽齒1_29、彈橫1_30、滑 輪l-27、定繩1-31組成；鎖芯系由鋼管l-32、卡齒l-33、彈片1_34和調節(jié)鏍絲1_35組成， 形成一個可調節(jié)的脫發(fā)機關與月牙外環(huán)相連、卡齒通過連線與水囊集力帶相連，用二個鎖 芯更可以提高雙倍的分離靈敏度；閉氣圈l-6用中密度的海棉材料環(huán)于封口鎖一端，起三 重作用①對重疊的水囊之間的縫隙起閉氣的作用，②起保護水囊與水囊之間不受封口鎖 損傷的作用，起保證使水流填充水囊的作用。水囊全自動封口鎖的特征是囊口利用流水的 沖擊力，吞咽足水時，流水對水囊的沖擊力大于鎖芯與卡齒分離的力度而迫使一個鎖芯分 離，另一個鎖芯更承受不住雙倍的拉力而立即分開，讓繩鎖的鋼絲繩拉動兩半月牙環(huán)合并， 這時繩鎖受定繩和槽齒的限制，連接月牙環(huán)的繩索只能逆水流方向牽動而不能縮回放松繩 鎖鎖口，從而使內環(huán)牢牢封鎖住水囊口。外環(huán)上的齒鉤1-36也起和繩鎖一樣的封口作用， 在做水纖壩時取雙重保證水囊封口的作用，氣囊裝水或充氣時，只用齒鉤就能封固囊口 。
水鋼纖壩 以布、鋼構件和繩索在口門口修筑成的壩體叫水鋼纖壩2-l、2，水鋼纖壩適用于
6堵水流較緩、較寬的口門。系由鋼管樁2-3，邊連管2-4，連管2-5，布2-6和撐布用的撐管 2-7跟經粗緯細的網2-8(縫合在一起稱為擋水布)組成。鋼管樁把連管串接起來，樁的一 頭釘入地里面，另一頭用鋼絲繩與桁船相連，口門口水深時連管可以多加層連管，這樣就組 成了鋼纖壩壩體受力的龍骨層；安裝擋水布時，先將其捲起來，由桁船上的吊車吊裝(必要 時還可動用氣囊筏協(xié)助安裝)，靠著龍骨層一邊展開， 一邊將撐管連同布腳一起插入泥土里 2-9，這樣起到閉氣作用。在水中需要把檔水布連接起來時，一捲頭與另一巻尾預先穿好繩 子2-10，收繩，當捲頭與巻尾合并后巻二圈，就可以在水中把擋水布相連接起來，運作時可 一邊架設龍骨，一邊展開擋水布，水鋼纖壩筑成，口門也封阻住了。擋水布的另一重要用途 是作為阻止口門擴寬而做口門兩端的裹頭工具，是到達決口現場第一件要用的設備。
旱鋼纖壩 以布2-14、樁2-11、 12、鐵絲網2-13、拉繩2_ 15在陸地上修筑成的壩體叫旱鋼纖壩 2-17，如對付像2009年4月3日，美國北達科他州南部的紅河水位上升那種災情最經濟實 用，它可以取代安快壩、橡膠壩或重力壩，在陸地上修筑圍堰或臨時壩體，其特征在于布的 腳邊2-16埋入土中，遇水時起閉氣作用，在不能挖坑埋布腳的地面，可在布腳布的上下面 攤些土，然后壓上沙袋等，在遇水時同樣起閉氣的作用；修筑需要合龍的臨時堰壩時，其特 征還在于預先將龍骨部件安裝固定在地上、埋布腳，待到封堵龍口時，只需將布巻向水面上 余余展開即可，然后用土石料從容填堵龍口 。
桁船三腳錨 安裝建立水纖壩或水鋼纖壩都必須用本發(fā)明中的輔助設備-一 桁船或三腳錨牽 制住水囊、鋼樁。 桁船3-1、2、4-4、5是桁架和船的組合設備，故名桁船；系由葫蘆吊3_3、錨柱3_4、 聯桿3-5、六通聯角3-6、四通聯角3-7、腳凳3-8這六個零部件組成桁架，再用一只或多只駁 船3-9和N根鋼絲繩組成，若無船，也可以用本發(fā)明中的纖壩零部件組成氣囊筏3-10代之。 其特征在于六通聯角和四通聯角把聯桿、錨柱連接起來，聯桿錨柱的結構都是鋼管為材料， 桿、柱的兩端分別制成鏍釘和鏍母3-13，需加長時連接即可，錨柱的直徑需在20CM左右，葫 蘆吊的主要作用主要是通過錨柱把桁船向水面提升，其次是緊固桁船上的鋼絲繩，錨柱在 桁船的重力作用下則深入到河床，使桁船連接纖壩時具有強大的拉力；錨柱底的腳凳是為 了不讓錨柱無限制下沉而設置的；其特征還在于聯桿和聯角加上滑輪，就能在桁船上組成 便于安裝纖壩用的簡易吊車4-6. 三腳錨3-11的系由兩根聯桿、一根錨柱、一個六通聯角加上樹葉形犁耙4-12和兩 根鋼絲繩組成，其特征在于調節(jié)錨柱的長度，就可以調節(jié)犁耙與地面的最佳角度，使三腳錨 產生最大的錨定力，構成具有大定力的可移動樁； 在沒有桁船，又要用全自動封口水囊緊急封堵決口時，可用三腳錨和全自動封口 水囊組成一個組合體聯合使用，以空投方式4-3運作堵口 ，這種方式的堵口速度最快，效率最高。 安置桁船 由于駁船跟桁架組合而成的桁船是沒有動力的，如是車輛或拖輪帶至目的地時。 安置桁船的步驟是用拖輪或操縱4-7Ll、L2，將桁船分別移至水上A、B處，置放三角錨A和 三角錨B，然后將桁船漂移至靠近口門C處，再將桁船安定下來。本發(fā)明的桁船，除了與纖壩
7聯合筑成壩這一主要功能外，不但是一個非常有用的多功能水上工作平臺4-5，運用時再帶 上一個機動靈活的氣囊筏4-10，在急流中組建水纖壩、鋼纖壩就更輕而易舉了 ，如果是決口
很寬，增加桁船數量即可。
傘狀堵具 本發(fā)明中的傘狀堵具即雨傘一樣的堵漏工具，其形狀、結構、原理、用料與平常雨 傘諸多相同，皆能張能合、與布為檔水面、金屬構件做龍骨，其特征在于選用的材料強度一 定要大，做龍骨的骨架根數一般只3根或4根，傘布為雙層，充氣即成氣墊，其他的傘狀堵 具邊沿一定要有起閉氣作用的氣墊或橡膠之內的軟物，制成大小不等、款式各異的傘狀堵 具，其中心軸加工成鏍絲桿，可拆短或加長，可穿過另一片傘帽后上鏍絲帽固定，例如阻 一艘油輪出現直徑1M多大的破洞，安裝步驟是先選擇大小合適的傘狀阻具——加長中心 軸——閉合——穿過破洞——撐開——充氣——回抽拉緊中心軸——用另一片傘帽穿過 中心軸——上鏍絲帽固定——拆掉多余的中心軸——完成阻漏作業(yè)。封阻其他如人能到達 的倉室、罐、輸液輸氣管道出現的漏洞處，也似這般作業(yè)。
四種船舶堵漏囊 用高強度纖維織物加金屬管件制成的4種幾何體氣囊系由①球體氣囊5-1，專用 于即時封堵船頭船尾或創(chuàng)口壁為曲面的小漏洞；②圓形氣墊5-2專用于堵不太規(guī)則的稍大 些且創(chuàng)口面較平整的較大漏洞，其特征是在于氣墊里設置一道鋼管5-3做龍骨來承受水流 對氣墊產生的張力，凸出高過鋼管的一圈圈氣囊壁起閉氣作用；③長方形氣墊5-4之特征 和圓形氣墊一樣，則專用于封堵大且長的漏洞，④長形創(chuàng)口則用圓柱體氣囊5-5。
這些堵漏囊的安置方式一種是將氣囊預先設置在船底部的可移動儲存?zhèn)}室里 5-8，充氣的氣囊在浮力的作用下撐出儲存室，在儲存柜的操縱下移體到創(chuàng)口處5-9，由船倉 外水的壓力使氣囊堵在創(chuàng)口處。然后再用氣囊上設置的扣、帶從倉內加固，關于儲存?zhèn)}在船 底移動的設計，可以是靠磁性行走的機器人5-6，或由沿船底軌道移動；另一種方式是由儲 繩柜釋放出帶有漂浮物的繩索，繩頭由漂浮物帶至水面，在船上將氣囊與繩索聯接、充氣， 儲繩柜回收繩索，將氣囊?guī)е谅┒刺幎伦÷┒?；對于飛機倉、太空倉堵漏是采用內釋放式的 方式，即用壓縮空氣充漲氣囊，然后將氣囊由倉內釋放至漏洞處即可。
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權利要求
一種快捷抗洪救災阻止海難發(fā)生的系列設備及輔助裝置，該系列設備及輔助裝置包括由化纖織物、鋼管構件、鋼絲繩為主件組合而成的水纖壩、水鋼纖壩及其輔助設備桁船、三腳錨、旱鋼纖壩，專堵船舶、儲存?zhèn)}室、輸液輸氣管道裂口漏洞用的五款氣囊(球體氣囊、圓形氣墊、圓柱體氣囊、長方形氣墊)和各式傘狀堵漏工具，其特征在于本發(fā)明的系列設備都源于以流體治其流體這一總的技術構思，都是以布、桿、繩為材料制成裝置，利用流體自身的能量和質量，即筑即堵，最終達到快捷有效地封堵堤壩決口、倉室管道漏洞之目的。F2009100946370C00011.tif,F2009100946370C00012.tif,F2009100946370C00013.tif,F2009100946370C00014.tif,F2009100946370C00015.tif,F2009100946370C00016.tif,F2009100946370C00017.tif
2. 如權利要求1所述的一種快捷抗洪救災阻止海難發(fā)生的系列裝置及輔助裝置，其特 征在于所述的水纖壩l-l，設置在決口中，由N個全制動封口囊在連接于桁船或三腳錨的繩 索牽制下，吞水為填充物質，形成一個個單體、從水底逐個堆積，直至水面，形成水纖壩，全制動封口囊系由高強度纖維織物加防滲材料造成的布縫制而成直徑1M、長3-5M的圓柱體 口袋l-3、全自動封口鎖1-4、自動漂浮排氣閥1-5、閉氣圈l-6這四個主要部件組合而成。
3. 如權利要求1所述的一種快捷抗洪救災阻止海難發(fā)生的系列裝置及輔助裝置，其特 征在于所述的水鋼纖壩l-l、2，設置在水流的入口處，布2-6、撐桿2-7和網2-8做成的擋水 布依托龍骨、龍骨連接于桁船上的繩索，系由鋼管樁2-3、邊連管2-4、連管2-5、擋水布組建 而成。
4. 如權利要求1所述的一種快捷抗洪救災阻止海難發(fā)生的系列裝置及輔助裝置，其特 征在于所述的旱鋼纖壩2-17，設置在陸地上，壩體下邊的布腳埋于土里。壩體上邊樁2-12 栓繩2-15拉住，系由布2-14依托網2-13和樁構成，也可以完全用筑水纖壩的構件筑成。
5. 如權利要求1所述的一種快捷抗洪救災阻止海難發(fā)生的系列裝置及輔助裝置，其特 征在于所述的傘狀堵具，選用的材料強度一定要大，做龍骨的骨架根數較少，傘的邊沿要有 起閉氣作用的氣墊或橡膠之內的軟物，制成大小不等、款式一樣的傘狀堵具，其中心軸加工 成鏍絲桿，并且可拆短或加長，可穿過另一片傘帽后上鏍絲帽固定。
6. 如權利要求1所述的一種快捷抗洪救災阻止海難發(fā)生的系列裝置及輔助裝置，其特 征在于所述的四種船舶倉室堵漏囊，充氣后，在水中使用時，設置在水流的入口處，在空氣 中使用時，設置在氣流的出口處，系由布制作而成的球體氣囊5-l、圓柱體氣囊5-5，布和金 屬管做龍骨制作而成的圓形氣墊5-2、長方形氣墊5-4。
7. 如實現權利要求1所述的一種快捷抗洪救災阻止海難發(fā)生的系列裝置及輔助裝置， 其特征在于所述的輔助裝置桁船，是修筑纖壩的必須裝備，定位于口門口處的河床上，還可 做水上運輸工具、水上定位作業(yè)的多功能工作平臺、碼頭、棧橋。系由葫蘆吊3-3、錨柱3-4、 聯桿3-5、六通聯角3-6、四通聯角3-7、腳凳3-8，組成桁架，桁架再與一只或多只船3-9、若 干鋼絲繩組合而成。
8. 如實現權利要求1所述的一種快捷抗洪救災阻止海難發(fā)生的系列裝置及輔助裝置， 其特征在于所述的輔助裝置三腳錨，設置在河底，是利用桁船上的部分零部件構成具有大 定力的可移動樁，系由六通連角3-6，錨柱3-4，聯桿3-5，樹葉形犁耙3-12組成。
9. 一種制造權利要求2所述快速抗洪救災阻止海難發(fā)生的系列設備的制造方法，其特 征在于構成全自動封口囊的的關鍵部件——全自動封口鎖，設置在囊的一端，水囊在洪水 沖擊下，連接于囊的兩個可調節(jié)的脫發(fā)裝置通過鋼絲繩策動繩鎖，繩鎖拉合兩個附有膠管 的月牙環(huán)封鎖住囊口，使囊形成一個個充實的堵口物體，系由封口鎖內環(huán)l-ll和套在內環(huán)上的橡膠管l-12、外環(huán)l-19、彈簧1-21 、組合卡l-22、栓繩片1-23，軸螺絲1_24、繩鎖1_25、 鎖芯1-26這八個零部件組成。
10. —種制造權利要求2所述快速抗洪救災阻止海難發(fā)生的系列設備的制造方法，其 特征在于構成全自動封口囊的的關鍵部件——自動漂浮排氣閥，設置在囊體內的后半部， 自動排除水囊中的空氣，系由泡沫塑料制成的橢圓體l-14、塞子l-15、漏斗l-16、塑料軟管 1-18組成。
11. 權利要求1所述的系列裝置及輔助裝置在快速抗洪救災阻止海難發(fā)生中的應用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種快捷抗洪救災阻止海難發(fā)生的系列裝備和輔助裝備，利用該系列裝備快捷抗洪救災阻止海難發(fā)生的方法以及該系列裝備在快捷抗洪救災阻止海難發(fā)生中的運用。該裝置及方法克服了傳統(tǒng)和現代的費時費力之工具及方法，選用本系列的水纖壩或水鋼纖壩或旱鋼纖壩及其輔助設備桁船、三腳錨、五款氣囊和各式傘狀堵漏工具，可省時省事地封堵堤壩決口、船舶潛艇、液氣倉儲、輸液輸氣管道出現的漏洞。
文檔編號F16L55/16GK101709575SQ20091009463
公開日2010年5月19日 申請日期2009年6月23日 優(yōu)先權日2009年6月23日
發(fā)明者謝文玉 申請人:謝文玉