CN109162253B - 一种可自调节的稳压填海单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自调节的稳压填海单元，包括外壳、防撞层、增压介质以及用于填充和排放增压介质的管道；所述外壳围蔽形成中空内腔，所述中空内腔用于容置增压介质，所述外壳的内外表面均设有弹性防腐层；所述外壳的外部设置有防撞层；所述管道穿透所述防撞层和外壳而连通外界与所述外壳的中空内腔，所述管道通过设置阀门来控制增压介质的进出，从而调节所述中空内腔的压强以维持所述外壳与外界的压强平衡。是一种利用海水、增压空气、垃圾废料等成本低的资源作为原材料的，节省材料资源又结构简单的，便于搬运的，利用水压气压来保证整体稳定的、施工建造难度不大且不易被腐蚀的填海建材单元。

Description

一种可自调节的稳压填海单元

技术领域

本发明属于建设建造材料技术领域，主要倾向于填海、围海造陆建岛技术领域，具体涉及一种可自调节的稳压填海单元。

背景技术

随着国家实力的增强，基建设能力也越来越强，基建的发展又极大的调动了各地区的联系，促进了各地区的经济发展。但是当面对一些填海大工程的时候，却束手无策，因为工程量巨大。

填海工程浩大，难度重重，大到工程方案和整体结构，小至填海材料和施工步骤，均直接影响着填充水域所建造出来的陆地的稳定性和实用性，以及填海工程所消耗的人力物力是相关部门需要重点策划的。目前，填海造地工程主要面对填充材料的资源紧缺、材料体积重量比小、材料运输困难、金属填海构建多处易腐蚀、工程施工难度大。

发明内容

本发明的目的是要解决上述现有填海造陆的技术问题，旨在提供一种利用海水、增压空气、垃圾废料等成本低的资源作为原材料的，节省材料资源又结构简单的，便于搬运的，利用水压气压来保证整体稳定的，施工建造难度不大且不易被腐蚀的填海建材单元。

为了解决上述问题，达到技术效果，本发明按以下技术方案予以实现的：

一种可自调节的稳压填海单元，包括外壳、防撞层、增压介质以及用于填充和排放增压介质的管道；

所述外壳围蔽形成中空内腔，所述中空内腔用于容置增压介质，所述外壳的内外表面均设有弹性防腐层；

所述外壳的外部设置有防撞层；

所述管道穿透所述防撞层和外壳而连通外界与所述外壳的中空内腔，所述管道通过设置阀门来控制增压介质的进出，从而调节所述中空内腔的压强以维持所述外壳与外界的压强平衡。

本发明所述一种内水压高压可变形的填海单元，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过连接若干所述填海单元形成填海工程的海底主要支撑体，免去了传统填海作业搭建庞大框体、海水里铸造支撑体底层困难、填充大量沙土污染海域环境、工程步骤复杂繁多等施工艰巨的问题。

2、通过采用具有中空内腔的结构设计，方便工程施工时利用海水漂浮的原理把填海单元移动到施工海域，方便运输；利用自然界容易采集的资源增压后形成所述的增压介质作为原材料来代替填海单元的内部材料，大幅降低了生产成本低，可利用生活生产所产生的废料来充当增压介质的组成成分，解决废料处理问题；故环保且节约原料资源给填海工程大大降低了成本以及后续的环境影响问题，具有大力推广的前景。

3、施工运用时，通过设置有用于填充和排放增压介质的管道，便于向中空内腔填充海水和增压气体，同时所述管道上设置的阀门能够自适应中空外腔与外界的压强差而启闭进行排放或增填所述增压介质，以保证中空外腔与外界的压强平衡来维持稳定。

进一步的，所述增压介质包括海水；所述管道包括进水管，所述进水管设置有单向止回阀和排水阀，所述排水阀设置在所述单向止回阀与所述防撞层之间的进水管上,所述单向止回阀防止海水外流。海水来自大自然，便于采集，降低了成本，且本发明所述填海单元就是沉淀于海底做基底，其自适应调节内外压强平衡也是借助于海水这一其中的介质来增加介质在中空内腔的体积，从而提高外壳内部的压强以达到与外界海水水压平衡而保持稳定；进水管的大小、数量及安装位置可根据填海单元的整体所需而设定，单向止回阀防止海水进入中空内腔后外流，排水阀用于有需要排放内部流体物质所需，排水阀上设置有密封锁紧盖。

进一步的，所述增压介质包括增压空气；所述管道包括导气管，所述导气管设置有排气压气阀和增压充气口，所述增压充气口设置在所述排气压气阀与所述外壳之间的导气管上。所述压气阀只会在所述中空内腔过压超过外界压强时才会开启进行排气泄压，压气阀有效的实现了密封外壳和调节内外压强差的功能；利用外部增压充气泵通过增压充气口快速加压灌输空气或其他增压气体进入到中空内腔，增压充气口上设置有密封锁紧盖。

进一步的，所述外壳采用碳钢、不锈钢或铝合金材料。由于本发明所述的填海单元作为海底基底，故需要一定的刚性和韧性承受外压，且需要长期直接接触海水，故需要其具有抗压抗腐蚀性能好，经材料研究和工程考虑，碳钢、不锈钢或铝合金材料均符合所需。进一步的，所述弹性防腐层采用橡胶涂层、塑料涂层、防腐防锈的弹性漆和弹性环氧涂层中至少其中的一种，根据现有工程经验以及本发明人长期实验证明，橡胶涂层、塑料涂层、防腐防锈的弹性漆和弹性环氧涂层均符合要求。既为金属外壳附带了防腐作用又使其发生形变后不易受折痕而产生破裂，提升了填海单元整体的抗压变形缓冲作用，提高了使用寿命，使填海领域安全稳定指数升高。

进一步的，所述防撞层为若干个独立的防撞块包围所述外壳，相邻的防撞块之间设置间隙，所述防撞块通过螺栓构件锁紧以及结合混凝土或胶水粘合连接在外壳上。防撞层是为外壳提供一层预防外界尖锐或大型物体撞击的保护层，同时也是为了防止相邻的填海单元之间发生外壳的直接撞击，容易破话外壳；防撞块之间设置的间隙为外壳受海底水压作用而发生形变预留扭曲空间，以免由于防撞块的原因而把外壳牵扯破裂；螺栓锁紧结合混凝土和胶水粘合得到双重保障使防撞块稳定固定在外壳外部。

进一步的，所述防撞块采用钢筋混凝土块、木块、塑胶硬块以及橡胶硬块中至少其中的一种。所述钢筋混凝土块、木块、塑胶硬块以及橡胶硬块均采用具有一定承重受压能力的对应产品，有效保护外壳免受外界各式的压力而被破坏破损，若干填海单元连接在一体沉淀于海底，但海底并非静止不动的，故受海底波涌等原因使各个填海单元之间发生相对位移，产生碰撞和摩擦，容易损破所述皮层，防撞混凝土块设置在填海单元外表面，使碰撞与摩擦作用于相邻之间填海单元上的防撞混凝土块，避免的皮层之间的直接作用，提高了使用寿命。

进一步的，所述增压介质还包括垃圾废料。所述垃圾废料可以采用建筑废料或生活垃圾或其他材料和海水、空气通过增压后作为填充物解决了废料垃圾的处理问题，又保证了本填海单元的重量，同时也使的填充层具有一定的柔韧性来适应压强所致的形变。

进一步的，所述外壳的外表面设有不锈钢连接环，所述不锈钢连接环安插于所述防撞块内部且连接在外壳上。填海单元长期浸泡在海水里，容易受海底波涌等原因而发生迁移，故设置连接环，通过连接环把众多填海单元连接捆绑在一起，能够保证工程整体的稳定性，不锈钢的连接环具有较强的防腐性能和坚硬度；由于海底可能出现海底风波或涌动等变动，为了提高整体工程的稳定性和安全系数，所述连接环需要安插于所述防撞块内部且连接在外壳上，可以通过焊接或连接构件连接

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明的实施例结构示意图；

图2是本发明的使用中被挤压变形形成内部高压的状态示意图；

图3是本发明的工程效果图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～图2所示，本发明所述的一种可自调节的稳压填海单元，包括外壳1、防撞层、增压介质以及用于填充和排放增压介质的管道4；中空内腔11

外壳1围蔽形成中空内腔11，中空内腔11用于容置增压介质，外壳1的内外表面均设有弹性防腐层2,外壳1的外部固定连接有防撞层；所述管道4穿透所述防撞层和外壳1而连通外界与所述外壳1的中空内腔11，管道4通过设置阀门来控制增压介质的进出，从而调节中空内腔11的压强以维持所述外壳1的内压与外界的压强平衡。

其中，

外壳1采用碳钢、不锈钢或铝合金材料，外壳1整体可以受海底水压的作用而发生一定程度的形变，形变缩小所述中空内腔11的空间，从而提高了外壳1的内压来增强了填海单元整体的刚性，犹如轮胎充气后承重和抗击强度提高了的原理；所述弹性防腐层2涂布在所述外壳1的内外表面，弹性防腐层2采用橡胶涂层、塑料涂层、防腐防锈弹性漆和弹性环氧涂层中至少其中的一种，既为金属外壳1附带了防腐作用又使其发生形变后不易受折痕而产生破裂，提升了填海单元整体的抗压变形缓冲作用；本实施例中所述的外壳1采用不锈钢材铸造外壳1，但外壳1的铸造材料或成分不仅仅局限于不锈钢，还可以采用其他具有一定刚性和可弯曲(即延展性)的金属材料或其他非金属材料；本实施例中所述的弹性防腐层2采用橡胶涂层，但弹性防腐层2的构成材料不仅仅局限于橡胶涂层，还可以采用其他具有弹性同时能够严密贴附在外壳1的内外表面的材料，保护外壳1使之不被氧化腐蚀或其他损坏；

防撞层为若干个独立的防撞块3包围设置在外壳1上，相邻的防撞块3之间设置间隙，防撞块3通过螺栓构件31锁紧以及结合混凝土或胶水粘合连接在外壳1上，螺栓构件31与外壳1的内外表面的连接处均设置有防漏水橡胶垫，且本实施例结合胶水和混凝土一并粘合作用使所有防撞块3包围固定在外壳1的外表面，且防撞块3之间设置的间隙为外壳1受海底水压作用而发生形变预留扭曲空间，以免发生形变而把外壳1挤压或撕裂；所述防撞块3 采用钢筋混凝土块、木块、塑胶硬块以及橡胶硬块中至少其中的一种，本实施例中所述的防撞块3采用钢筋混凝土块，强硬度更高，提高耐撞性能，且不易被腐蚀，但不仅仅局限于钢筋混凝土块还可以采用其他具有防撞对抗性能的构件；

增压介质包括海水；管道4包括进水管41，进水管41设置有单向止回阀411和排水阀 412，排水阀412设置在单向止回阀411与防撞层之间的进水管41上,单向止回阀411防止进入中空内腔11后的海水外流，当海底水压高于外壳1内压时，海水挤压冲开单向止回阀411，快速灌注进入中空内腔11，提高增压介质的体积来增强外壳1的内压以达到与外界海水水压平衡，排水阀412用于方便有需要排放中空内腔11的海水等物质时以备用，例如生产制造好后灌注海水检漏后排放海水等情况；

增压介质包括增压空气；管道4包括导气管42，导气管42设置有排气压气阀421和增压充气口422，增压充气口422设置在排气压气阀421与外壳1之间的导气管42上,排气压气阀421只会在中空内腔11过压超过外界压强或排气压气阀421的承受值时才会开启进行排气泄压；所述增压充气口422用于加压灌输空气或其他增压气体，施工时一般只会利用外置气泵通过增压充气口422快速把空气增压灌充达到中空内腔11总体积的30～50％即可，与其他增压介质混合来保证外壳1的基础内压，增压充气口422上设置有密封锁紧盖；

增压介质还包括垃圾废料5，例如日常垃圾、工地垃圾等，解决了垃圾处理问题又能资源循环利用，在铸造外壳1时需要把一定体积的垃圾填方在半成型的外壳1内，或者在外壳 1上开设一专门用于填充垃圾的开口，开口同时要设有密封锁紧盖；

外壳1的外表面设有不锈钢连接环6，不锈钢连接环6安插于所述防撞块3内部且连接在外壳1上，根据填海单元整体大小、形状来安设不锈钢连接环6数量、形状、大小以及位置。

本发明所述的一种可自调节的稳压填海单元工作原理是：

通过生产铸造出上述填海单元，利用外置气泵通过增压充气口422把空气快速增压充进填海单元的中空内腔11，然后将其吊放进海边，本填海单元具有浮力的性质使其漂浮于海面，通过船将所需数量的填海单元拉到所要安放位置所对应的海面上，然后通过沉箱作业将其下沉到深海或海底，下沉的过程中，海水水压随着深度逐渐上升，从而冲开进水管41的单向止回阀411，海水从进水管41的单向止回阀411快速灌注进入中空内腔11控制好下沉的位置，接着通过钢丝缆或连接构件如图3将相邻的几个填海单元的不锈钢连接环6捆绑在一起，使所有的填海单元连接在一起，不易受海底波动而发生迁移；钢丝缆或连接构件通过防锈防腐蚀处理。

内置填海单元的中空内腔11的增压介质，为外壳1提供了与外界海水水压平衡或略高于水压的内压压强，使外壳1鼓胀提高了外壳1本身所能承受的重力和抗撞抗压能力；整个施工过程，外壳1受水压可发生一定程度的不可逆的形变以及管道4通过阀门控制海水增灌和气体外泄，从而逐渐达到外壳1的内压与外界水压平衡后，管道4的阀门封闭、外壳1的形状稳定，期间，当增压空气由于时间或化学反应或部分溶于海水中等原因而部分被消耗，外壳1的内压相对下降，本发明的填海单元的中空内腔11中的垃圾废料5分解会产生气体，以及进水管41上的单向止回阀411受到外部高压会再次被冲开灌充海水来保证外壳1的内压与外界海水水压平衡，使每一个填海单元靠不锈钢连接环连接在一起，组成填海领域的基底的主要组成部分而稳定沉淀于海底。

本实施例所述外壳1的材料、弹性防腐层2的材料、管道4的材料等各部件的组成材料参见现有技术；本实施例所述管道4的大小、数量及安装位置可根据所需设计；本实施例所述防撞块3大小、形状、包围外壳1的排列阵势均可根据所需设计；本实施例所述各阀门根据上述功能、结构、位置关系等来挑选现有的符合要求的阀门。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种可自调节的稳压填海单元，其特征在于：包括外壳、防撞层、增压介质以及用于填充和排放增压介质的管道；

所述外壳围蔽形成中空内腔，所述中空内腔用于容置增压介质，所述外壳的内外表面均设有弹性防腐层；

所述外壳的外部设置有防撞层；

所述管道穿透所述防撞层和外壳而连通外界与所述外壳的中空内腔，所述管道通过设置阀门来控制增压介质的进出，从而调节所述中空内腔的压强以维持所述外壳的内压与外界的压强平衡。

2.根据权利要求1所述的一种可自调节的稳压填海单元，其特征在于：所述增压介质包括海水；所述管道包括进水管，所述进水管设置有单向止回阀和排水阀，所述排水阀设置在所述单向止回阀与所述防撞层之间的进水管上,所述单向止回阀防止海水外流。

3.根据权利要求2所述的一种可自调节的稳压填海单元，其特征在于：所述增压介质包括增压空气；所述管道包括导气管，所述导气管设置有排气压气阀和增压充气口，所述增压充气口设置在所述排气压气阀与所述外壳之间的导气管上。

4.根据权利要求1所述的一种可自调节的稳压填海单元，其特征在于：所述外壳采用碳钢、不锈钢或铝合金材料。

5.根据权利要求1所述的一种可自调节的稳压填海单元，其特征在于：所述弹性防腐层采用橡胶涂层、塑料涂层、防腐防锈的弹性漆和弹性环氧涂层中至少其中的一种。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种可自调节的稳压填海单元，其特征在于：所述防撞层为若干个独立的防撞块包围所述外壳，相邻的防撞块之间设置间隙，所述防撞块通过螺栓构件锁紧以及结合混凝土或胶水粘合连接在外壳上。

7.根据权利要求6所述的一种可自调节的稳压填海单元，其特征在于：所述防撞块采用钢筋混凝土块、木块、塑胶硬块以及橡胶硬块中至少其中的一种。

8.根据权利要求7所述的一种可自调节的稳压填海单元，其特征在于：所述增压介质还包括垃圾废料。

9.根据权利要求8所述的一种可自调节的稳压填海单元，其特征在于：所述外壳的外表面设有不锈钢连接环，所述不锈钢连接环安插于所述防撞块内部且连接在外壳上。

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