CN105040637A - 一种柔性浮式防波堤的安装工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性浮式防波堤的安装工艺，包括：安装准备工作、浮筒的安装定位、柔性浮式防波的入水、柔性浮式防波堤的“V”型布置四个步骤。本发明使用的柔性浮式防波堤具有结构简单、制作方便、安全可靠和经济效益高等优点，安装工艺平稳陕速，适合于各种天气下实施。

Description

一种柔性浮式防波堤的安装工艺

技术领域

本发明涉及一种港口防护工程，尤其涉及一种柔性浮式防波堤的安装工艺。

背景技术

典型的防波堤有固定式防波堤和浮式防波堤。固定式防波堤通常是由混凝土或者是大型的永久结构物组成的。浮式防波堤有时已被用作非永久结构物，用来保护港口的入口，海滨浴场，近海施工和军事设施等。典型的浮式防波堤包括一个能吸收波浪能量的巨大惯性漂浮浸没体，这样的浮式结构物通常是通过缆绳和锚，锚固在指定的固定位置。

浮式防波堤有着可移动性，建造速度快、周期短，具备重复使用性等优点，因此在某些场合能够替代固定式防波堤使用，浮式防波堤的结构种类也是多种多样的。

建造浮式防波堤的材料包括钢筋混凝土、钢板、圆木及废旧汽车轮胎等。欧美的经验表明，在所有材料中，混凝土浮箱结构应受到优先考虑。以塑料浮箱为构件的浮箱防波堤由于材料的强度和老化等问题，容易遭到破坏。在我国，由于木材、废旧汽车轮胎资源不足，钢材缺乏，无疑混凝土应成为主要建筑材料。

然而，无论是用混凝土还是钢材做成的浮式防波堤结构，其体积庞大，重量大，而用柔性材料制造而成的柔性浮式防波堤，就地取材，以水为介质来进行工作，不工作时将水排出，回收叠放，不占用空间，质量轻，能实现快速安装和回收，方便运输和存储，且能重复利用。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是针对一种柔性浮式防波堤提出了相应的安装工艺，通过柔性浮式防波堤下水后，对所述第一囊体充水和对第二囊体和第三囊体充气，然后进行柔性浮式防波堤的布置，力求使防波堤的建设做到实用、高效和经济。本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明提供的技术方案为：一种柔性浮式防波堤的安装工艺，所述柔性浮式防波堤由可充水的第一囊体、可充气的第二囊体、可充气的第三囊体以及外网组成，所述第一囊体的端部设有用于系结绳索的吊环，所述第二囊体和第三囊体分别设置所述在第一囊体顶部的内壁和外壁，所述外网将所述第一囊体、第二囊体和第三囊体包裹成一个整体，所述第一囊体、第二囊体和第三囊体均由柔性材料制成，其设置为，所述第一囊体、第二囊体和第三囊体经填充后呈圆筒形，在未经填充的状态下可折叠存放，所述柔性浮式防波堤的安装工艺包括：

步骤1、浮筒的定位安装

搭设临时平台，将柔性浮式防波堤放至所述临时平台上，并布置安装空压机和水泵，利用抛锚艇上的锚机将定位浮筒运至所述临时平台的正前方，并用临时缆将所述定位浮筒与临时平台相连接，在所述定位浮筒前方抛下两个主锚后解除临时缆；

步骤2、柔性浮式防波堤的入水

2.1、将第一个所述柔性浮式防波堤和所述锚机通过牵引钢丝绳连接，所述牵引钢丝绳由所述定位浮筒进行导向，所述锚机将第一个所述柔性浮式防波堤牵引至水面，直到第一个所述柔性浮式防波堤完全入水；

2.2、使用所述水泵对所述第一囊体充水，使用所述空压机对第二囊体和第三囊体充气，直到第一个所述柔性浮式防波堤达到设计所需的内壁压力值停止充水充气，此时第一个所述柔性防波堤漂浮展开，采用同样的方法完成第二个所述柔性浮式防波堤的全部入水安装；

步骤3、柔性浮式防波堤的布置

3.1、利用抛锚艇起吊两个主锚并挂在船尾，拖带所述主锚的缆绳，将连接着两个所述柔性浮式防波堤的所述定位浮筒浮运至工作地点，将两个主锚按照设计坐标位置抛设，完成所述柔性浮式防波堤在工作区域的定位；

3.2、将两个尾锚挂在所述抛锚艇上，将两个所述尾锚分别与两个所述防波堤结构的尾端连接，通过抛锚艇将第一个所述柔性浮式防波堤按设计的“V”型布置角度张开，并抛下第一个尾锚，采用上述方法完成第二个所述柔性浮式防波堤按照设计“V”型布置角度张开，并抛下第二个尾锚；

3.3将侧锚挂在所述抛锚艇上，将侧锚缆绳与所述柔性浮式防波堤的中部连接，利用所述抛锚艇将侧锚按照设计坐标位置抛设，完成侧锚在工作区域的定位，再采用上述方法完成另一个所述侧锚的定位，即完成了所述的柔性浮式防波堤按照“V”型布置。

优选地，所述柔性浮式防波堤在未使用时放置在收纳装置中，所述收纳装置为框架式立方体，其横梁上设置有悬挂所述柔性浮式防波堤的挂钩，在所述步骤1中利用起重机将装载柔性浮式防波堤的收纳装置吊放至所述临时平台上，在所述步骤2.1之前将所述柔性浮式防波堤的端部从所述收纳装置取下。

由于本柔性防波堤的囊体均是柔软材质，直接堆放不利于表面水分的蒸干，海水会慢慢腐蚀囊体，本柔性防波堤的收纳装置可以很好的解决这个问题，在悬挂的状态下既方便囊体晾干，同时可以整齐的存放囊体，再使用前将收纳装置一齐放入临时平台，只需一个人即可完成柔性防波堤的取下工作，方便而且高效。

优选地，所述第一囊体内部通过隔层分为4-6个隔舱，所述隔舱都设有一个入水阀和排水阀，所述柔性浮式防波堤的第一个隔舱入水后，向所述第一个隔舱充水至达到设计所需的内壁压力值后再向所述第二囊体和第三囊体充气，至所述第二囊体和第三囊体充气完成后，再依次将所述柔性浮式防波堤的隔舱入水并充水。

当隔舱较少，比如只含有1-3个隔舱时，防波堤在漏水时的防浪效果较差，而隔舱较多，如含有6个以上隔舱时，防波堤的安装麻烦，同时防浪效果没有显著增加，因此设置4-6个隔舱的综合效果最好。

优选地，所述临时平台的长度和宽度比所述收纳装置长3-5m。

3-5m的距离既考虑了临时平台上安放收纳装置所需的面积，同时预留给水泵，空压机等设备的安装面积，也考虑人在临时平台上的可移动区域，因此此时小于3m或者大于5m都不合适。

优选地，所述定位浮筒与所述临时平台之间的距离比所述柔性浮式防波堤的长度长5-7m。

优选地，所述牵引钢丝绳长度比所述定位浮筒与所述临时平台之间的距离长1-2m。

优选地，所述“V”型夹角为60°-120°。

在实际工作中，发明人在综合考虑消浪效果和掩护区域的大小的综合效果后得到所述“V”型夹角为60°-120°为最佳范围。

优选地，还包括改变掩护区域的工艺：先回收两个所述柔性浮式防波堤的尾锚和侧锚，使两个所述柔性浮式防波堤并拢，再采用步骤3的方法进行安装。

本发明设计开发了一种水上临时工程柔性拦阻装置。本发明具有以下优点：

(1)投入设备少，节约成本。整个安装期间，水中的船舶仅需一艘抛锚艇，免除了安装刚性防波堤所需的运输驳船和大型吊机等大型船舶。

(2)移位迅速，工作效率高。

(3)使用安全。在使用过程中，如果遇到台风等恶劣天气，可以选择将其浮运至安全地点避风；或者打开水阀气阀，使其泄压后变成柔性结构漂浮在水面。

(4)回收与安装的过程基本可逆，方便操作。

附图说明

图1为本发明所述的柔性浮式防波堤结构示意图；

图2为本发明所述的临时平台的结构示意图；

图3为本发明所述的安装定位浮筒示意图一；

图4为本发明所述的安装定位浮筒示意图二；

图5为本发明所述的柔性浮式防波堤入水示意图一；

图6为本发明所述的柔性浮式防波堤入水示意图二；

图7为本发明所述的柔性浮式防波堤入水示意图三；

图8为本发明所述的柔性浮式防波堤入水示意图四；

图9为本发明所述的柔性浮式防波堤入水示意图五；

图10为本发明所述的柔性浮式防波堤的“V”型布置示意图一；

图11为本发明所述的柔性浮式防波堤的“V”型布置示意图二；

图12为本发明所述的柔性浮式防波堤的“V”型布置示意图三；

图13为本发明所述的柔性浮式防波堤的“V”型布置示意图四；

图14为本发明所述的柔性浮式防波堤的“V”型布置示意图五。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

一种柔性浮式防波堤的安装工艺，所述柔性浮式防波堤由可充水的第一囊体、可充气的第二囊体、可充气的第三囊体以及外网组成，所述第一囊体的端部设有用于系结绳索的吊环，所述第二囊体和第三囊体分别设置所述在第一囊体顶部的内壁和外壁，所述外网将所述第一囊体、第二囊体和第三囊体包裹成一个整体，所述第一囊体、第二囊体和第三囊体均由柔性材料制成，其设置为，所述第一囊体、第二囊体和第三囊体经填充后呈圆筒形，在未经填充的状态下可折叠存放，所述柔性浮式防波堤的安装工艺包括：

步骤1、浮筒的定位安装

搭设临时平台，将柔性浮式防波堤放至所述临时平台上，并布置安装空压机和水泵，利用抛锚艇上的锚机将定位浮筒运至所述临时平台的正前方，并用临时缆将所述定位浮筒与临时平台相连接，在所述定位浮筒前方抛下两个主锚后解除临时缆；

步骤2、柔性浮式防波堤的入水

2.1、将第一个所述柔性浮式防波堤和所述锚机通过牵引钢丝绳连接，所述牵引钢丝绳由所述定位浮筒进行导向，所述锚机将第一个所述柔性浮式防波堤牵引至水面，直到第一个所述柔性浮式防波堤完全入水；

2.2、使用所述水泵对所述第一囊体充水，使用所述空压机对第二囊体和第三囊体充气，直到第一个所述柔性浮式防波堤达到设计所需的内壁压力值停止充水充气，此时第一个所述柔性防波堤漂浮展开，采用同样的方法完成第二个所述柔性浮式防波堤的全部入水安装；

步骤3、柔性浮式防波堤的布置

3.1、利用抛锚艇起吊两个主锚并挂在船尾，拖带所述主锚的缆绳，将连接着两个所述柔性浮式防波堤的所述定位浮筒浮运至工作地点，将两个主锚按照设计坐标位置抛设，完成所述柔性浮式防波堤在工作区域的定位；

3.2、将两个尾锚挂在所述抛锚艇上，将两个所述尾锚分别与两个所述防波堤结构的尾端连接，通过抛锚艇将第一个所述柔性浮式防波堤按设计的“V”型布置角度张开，并抛下第一个尾锚，采用上述方法完成第二个所述柔性浮式防波堤按照设计“V”型布置角度张开，并抛下第二个尾锚；

3.3将侧锚挂在所述抛锚艇上，将侧锚缆绳与所述柔性浮式防波堤的中部连接，利用所述抛锚艇将侧锚按照设计坐标位置抛设，完成侧锚在工作区域的定位，再采用上述方法完成另一个所述侧锚的定位，即完成了所述的柔性浮式防波堤按照“V”型布置。

在另一种方案中，所述柔性浮式防波堤在未使用时放置在收纳装置中，所述收纳装置为框架式立方体，其横梁上设置有悬挂所述柔性浮式防波堤的挂钩，在所述步骤1中利用起重机将装载柔性浮式防波堤的收纳装置吊放至所述临时平台上，在所述步骤2.1之前将所述柔性浮式防波堤的端部从所述收纳装置取下。

在另一种方案中，所述第一囊体内部通过隔层分为4-6个隔舱，所述隔舱都设有一个入水阀和排水阀，所述柔性浮式防波堤的第一个隔舱入水后，向所述第一个隔舱充水至达到设计所需的内壁压力值后再向所述第二囊体和第三囊体充气，至所述第二囊体和第三囊体充气完成后，再依次将所述柔性浮式防波堤的隔舱入水并充水。

在另一种方案中，所述临时平台的长度和宽度比所述收纳装置长3-5m。

在另一种方案中，所述定位浮筒与所述临时平台之间的距离比所述柔性浮式防波堤的长度长5-7m。

在另一种方案中，所述牵引钢丝绳长度比所述定位浮筒与所述临时平台之间的距离长1-2m。

在另一种方案中，所述“V”型夹角为60°-120°。

在另一种方案中，还包括改变掩护区域的工艺：先回收两个所述柔性浮式防波堤的尾锚和侧锚，使两个所述柔性浮式防波堤并拢，再采用步骤3的方法进行安装。

如图1，一种柔性浮式防波堤的安装工艺，所述柔性浮式防波堤1包括由一个可充水的第一囊体101、可充气的第二囊体102、可充气的第三囊体103以及外网104组成，所述第一囊体101内部通过隔层分为多个隔舱，所述隔舱都设有一个入水阀和排水阀，所述第一囊体1的端部设有用于系结绳索的吊环105，所述第二囊体102和所述第三囊体103分别设置所述第一囊体顶部的内外侧，所述外网104将所述第一囊体和第二囊体包裹成一个整体，所述第一囊体101、第二囊体102和第三囊体103均由柔性材料制成，经水或气体填充后呈圆筒形，未经填充的状态下可折叠悬挂在框架式收纳装置2的挂钩上，所述柔性浮式防波堤1的安装工艺包括：

1)安装准备工作

如图2，在岸边搭设临时平台3，在其靠近水面一侧的前端设置导向滚筒301，利用起重机将装载柔性浮式防波堤的收纳装置2吊放至所述临时平台上，并布置安装所述柔性浮式防波堤所需的空压机302和水泵303等设施；

2)浮筒的安装定位

如图3，利用抛锚艇4将定位浮筒5运至所述临时平台3的正前方，并用临时缆将所述定位浮筒5与临时平台4相连接；

如图4，在所述定位浮筒前方抛下两个主锚6，解除临时缆，即完成定位浮筒的定位；

3)柔性浮式防波的入水

如图5，将所述柔性浮式防波堤1的端部从所述收纳装置取下，利用连接索具连接所述柔性浮式防波堤端部的吊环105和牵引钢丝绳，再将所述牵引钢丝绳的另一端固定在所述定位浮筒上5；

如图6，将所述定位浮筒5与所述锚机连接起来，通过所述锚机的牵引，所述定位浮筒对所述牵引钢丝绳进行导向，缓缓将所述的柔性浮式防波堤1牵引至水面，同时取下所述收纳装置上的挂钩，直到所述柔性浮式防波堤的第一个隔舱完全入水漂浮；

如图7，使用所述水泵对所述第一囊体充水，使用所述空压机对第二囊体和第三囊体充气，直到三个囊体达到设计所需的内壁压力值停止充水充气，此时所述柔性防波堤主体结构浸泡在水面以下漂浮展开，解除空压机和水泵的连接，完成所述柔性浮式防波堤第一节的安装；

如图8，所述抛锚艇的锚机继续牵引，同时慢慢取下所述收纳装置2上的挂钩，采用同样的方法即可完成第一个所述柔性浮式防波堤的全部入水安装；

如图9，完成第一个所述柔性浮式防波堤的入水安装后，将所述收纳装置2利用起重机吊走，然后将另一个存储第二个所述收纳装置2一起起吊安装至临时平台上。采用之前同样的方法完成第二个所述柔性浮式防波堤的全部入水安装；

4)柔性浮式防波堤的“V”型布置

如图10，利用抛锚艇4起掉两个主锚6，挂在所述抛锚艇船尾，并拖带主锚6缆绳，将两个所述柔性浮式防波堤浮运至工作地点；

如图11，利用所述抛锚艇4将两个主锚6按照设计坐标位置抛设，完成所述柔性浮式防波堤在工作区域的定位；

如图12，将另外两个尾锚7挂在所述抛锚艇4上，通过连接索具将尾锚7缆绳与所述柔性浮式防波堤端部的连接件连接。通过抛锚艇4将其中一个所述的柔性浮式防波堤按设计的“V”型布置角度张开，并抛下尾锚7；

如图13，采用上述同样的方法完成另一个所述的柔性浮式防2波堤按照设计“V”型布置角度张开，并抛下尾锚7，采用上述同样的方法完成另一个所述的柔性浮式防波堤按照设计“V”型布置角度张开，并抛下尾锚；

如图14，将侧锚挂在所述抛锚艇上，通过连接索具将侧锚缆绳与所述防波堤的中部连接，利用所述抛锚艇将侧锚按8照设计坐标位置抛设，完成侧锚在工作区域的定位，再采用上述同样的方法完成另一个所述侧锚的定位，即完成了所述的柔性浮式防波堤按照“V”型布置。

进一步地，所述临时平台3的长度和宽度比所述收纳装置2长3-5m。

进一步地，所述定位浮筒5与所述临时平台3之间的距离比所述柔性浮式防波堤1的长度长5-7m，

进一步地，所述牵引钢丝绳长度比所述定位浮筒与所述临时平台之间的距离长1-2m。

进一步地，所述“V”型夹角为60°-120°。

进一步地，还包括改变掩护区域的工艺：先回收所述柔性浮式防波堤的尾锚7和侧锚8，使所述两个柔性浮式防波堤并拢，回到第3步结束的状态，再采用第4步同样的方法再次安装。

所述第一囊体结构为了能够抵抗在承受水流力和波浪力的一侧出现弯曲现象，必须使水囊内部保持足够的压力。

假设第一囊体结构的直径为D，掩护水域的水密度为ρ，实测流速为V，柔性浮式防波堤结构的锚固间距为L，则第一囊体结构要求的内压力计算公式如下所示：

P≈(ρ/πg)(VL/D)²

式中，g指的是重力加速度。流速V是指在水流和波浪共同作用下的实测流速。第一囊体的内壁压力与所述柔性浮式防波堤的锚固距离有关，因此如果所述的柔性防波堤长度较大，为了更好的控制第一囊体的内壁压力，可以选择安装侧锚以减小所述柔性浮式防波堤的锚固距离。利用所述的抛锚艇即可完成所述侧锚的安装，侧锚的布置方向应使侧锚缆绳垂直于所述柔性浮式防波堤，并在两侧对称布置。

另外，如果所述柔性浮式防波堤的长度越大，则所需所述侧锚的数量就越多。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种柔性浮式防波堤的安装工艺，所述柔性浮式防波堤由可充水的第一囊体、可充气的第二囊体、可充气的第三囊体以及外网组成，所述第一囊体的端部设有用于系结绳索的吊环，所述第二囊体和第三囊体分别设置所述在第一囊体顶部的内壁和外壁，所述外网将所述第一囊体、第二囊体和第三囊体包裹成一个整体，所述第一囊体、第二囊体和第三囊体均由柔性材料制成，其设置为，所述第一囊体、第二囊体和第三囊体经填充后呈圆筒形，在未经填充的状态下可折叠存放，所述柔性浮式防波堤的安装工艺包括：

步骤1、浮筒的定位安装

搭设临时平台，将柔性浮式防波堤放至所述临时平台上，并布置安装空压机和水泵，利用抛锚艇上的锚机将定位浮筒运至所述临时平台的正前方，并用临时缆将所述定位浮筒与临时平台相连接，在所述定位浮筒前方抛下两个主锚后解除临时缆；

步骤2、柔性浮式防波堤的入水

2.1、将第一个所述柔性浮式防波堤和所述锚机通过牵引钢丝绳连接，所述牵引钢丝绳由所述定位浮筒进行导向，所述锚机将第一个所述柔性浮式防波堤牵引至水面，直到第一个所述柔性浮式防波堤完全入水；

2.2、使用所述水泵对所述第一囊体充水，使用所述空压机对第二囊体和第三囊体充气，直到第一个所述柔性浮式防波堤达到设计所需的内壁压力值停止充水充气，此时第一个所述柔性防波堤漂浮展开，采用同样的方法完成第二个所述柔性浮式防波堤的全部入水安装；

步骤3、柔性浮式防波堤的布置

3.1、利用抛锚艇起吊两个主锚并挂在船尾，拖带所述主锚的缆绳，将连接着两个所述柔性浮式防波堤的所述定位浮筒浮运至工作地点，将两个主锚按照设计坐标位置抛设，完成所述柔性浮式防波堤在工作区域的定位；

3.2、将两个尾锚挂在所述抛锚艇上，将两个所述尾锚分别与两个所述防波堤结构的尾端连接，通过抛锚艇将第一个所述柔性浮式防波堤按设计的“V”型布置角度张开，并抛下第一个尾锚，采用上述方法完成第二个所述柔性浮式防波堤按照设计“V”型布置角度张开，并抛下第二个尾锚；

3.3将侧锚挂在所述抛锚艇上，将侧锚缆绳与所述柔性浮式防波堤的中部连接，利用所述抛锚艇将侧锚按照设计坐标位置抛设，完成侧锚在工作区域的定位，再采用上述方法完成另一个所述侧锚的定位，即完成了所述的柔性浮式防波堤按照“V”型布置。

2.如权利要求1所述的柔性浮式防波堤的安装工艺，其特征在于，所述柔性浮式防波堤在未使用时放置在收纳装置中，所述收纳装置为框架式立方体，其横梁上设置有悬挂所述柔性浮式防波堤的挂钩，在所述步骤1中利用起重机将装载柔性浮式防波堤的收纳装置吊放至所述临时平台上，在所述步骤2.1之前将所述柔性浮式防波堤的端部从所述收纳装置取下。

3.如权利要求2所述的柔性浮式防波堤的安装工艺，其特征在于，所述第一囊体内部通过隔层分为4-6个隔舱，所述隔舱都设有一个入水阀和排水阀，所述柔性浮式防波堤的第一个隔舱入水后，向所述第一个隔舱充水至达到设计所需的内壁压力值后再向所述第二囊体和第三囊体充气，至所述第二囊体和第三囊体充气完成后，再依次将所述柔性浮式防波堤的隔舱入水并充水。

4.如权利要求3所述的柔性浮式防波堤的安装工艺，其特征在于，所述临时平台的长度和宽度比所述收纳装置长3-5m。

5.如权利要求4所述的柔性浮式防波堤的安装工艺，其特征在于，所述定位浮筒与所述临时平台之间的距离比所述柔性浮式防波堤的长度长5-7m。

6.如权利要求5所述的柔性浮式防波堤的安装工艺，其特征在于，所述牵引钢丝绳长度比所述定位浮筒与所述临时平台之间的距离长1-2m。

7.如权利要求6所述的柔性浮式防波堤的安装工艺，其特征在于，所述“V”型夹角为60°-120°。

8.如权利要求7所述的柔性浮式防波堤的安装工艺，其特征在于，还包括改变掩护区域的工艺：先回收两个所述柔性浮式防波堤的尾锚和侧锚，使两个所述柔性浮式防波堤并拢，再采用步骤3的方法进行安装。