CN110258444A - 多层乱纹机织布料的袋装砂砂袋及其制备工艺和施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了多层乱纹机织布料的袋装砂砂袋及其制备工艺和施工工艺，包括砂袋体，砂袋体由510g/m2多层乱纹机织布料和150g/m2无纺布复合制备而成，多层乱纹机织布料由经线和纬线交织而成，经线和纬线上下沉浮不规则交织，形成多层乱纹组织；砂袋体的尾部上下两层设有若干个加筋带，加筋带上设有拉环，砂袋体两侧设有拉环，砂袋体上表面均设有袖口。袋装砂砂袋由土工布制备而成；袋装砂砂袋在施工时采用铺排船水下布袋、水下充灌的工艺；垂直堤身轴线方向铺设砂袋，通过拉绳穿过拉环将砂袋连接在一起；每个袖口配一根输砂软管，输砂软管连接泥浆泵，通过丙纶绳绑扎在袖口上，随袋体下水，入水后充灌；本发明提高了工效及保证铺排船机安全和避免已铺砂袋受损。
Description
技术领域
本发明涉及水利工程技术领域，具体涉及多层乱纹机织布料的袋装砂砂袋及其制备工艺和施工工艺。
背景技术
充填袋装砂堤一般采用大砂袋、砂枕或小砂袋三种工艺，通常情况下水深 7-8m采用大砂袋工艺可以达到良好的施工效果，水深超过8m一般采用砂枕或者小砂袋工艺。在30m水深地形进行砂枕(和)及小砂袋 (4m×6m)抛填试验，试验中发现砂枕滑落至铺排船斜板边沿时受自身重力和水流冲击力影响容易造成拼缝破裂，破损率较高，的砂袋6只破损 2只，的砂袋5只破损1只；而小砂袋入水后漂移呈离散趋势，现场同一船位、同一位置连续抛填10个小砂袋，使用多波束扫测漂移距为 5.53m-17.59m。
综合以上分析，砂枕及小砂袋成堤工艺无法保证堤体轮廓精确成型，方案不可行，只有采用大砂袋才能达到理想的效果，然而现有的大砂袋只能一次充灌完成，效率低且充灌效果不理想，砂袋易破损。而且传统的砂袋施工工艺为抛填工艺，可控性差且精确度低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种砂袋充灌效果好、袋体结实、施工效率高、可避免已铺砂袋受损的多层乱纹机织布料的袋装砂砂袋及其制备工艺和施工工艺。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
多层乱纹机织布料的袋装砂砂袋，包括砂袋体，砂袋体由510g/m2多层乱纹机织布料和满足保砂能力的无纺布复合制备而成，多层乱纹机织布料由经线和纬线交织而成，经线和纬线上下沉浮不规则交织，形成多层乱纹组织；砂袋体的尾部上下两层设有若干个加筋带，每个加筋带均伸入到砂袋体内，加筋带上等间距设有拉环；砂袋体两侧等间距设有拉环，砂袋体的中部设有至少一个中部隔舱，砂袋体表面均设有袖口。
在本发明的一个实施例中，加筋带的长度为70mm，每两相邻的加筋带间距 1m布置。
在本发明的一个实施例中，多层乱纹组织为三层，包括上层组织、中层组织以及下层组织，上层组织、中层组织以及下层组织相互交错在一起，上层组织按照每4根所述经线循环一次，每100梭纬线循环一次的方式相互交错，中层组织按照每6根所述经线循环一次，每130梭纬线循环一次的方式相互交错，下层组织按照每8根所述经线循环一次，每160梭纬线循环一次的方式相互交错。
在本发明的一个实施例中，砂袋体的宽度35～40m，长度为＜25m，厚度为 1.5～2.5m。
在本发明的一个实施例中，拉环的长度为40cm。
在本发明的一个实施例中，袖口的直径为25cm，长度为50-80cm，在砂袋体宽度方向袖口间距为5-6m，在砂袋体长度方向袖口间距为6-8m，袖口为双层袖口。
袋装砂砂袋的制备工艺，包括以下步骤，
第一步：在单幅土工布上进行划线，确定加筋带和袖口的位置；
第二步：将加筋带和袖口缝制在土工布上，缝制方式根据拼接位置不同分为包缝和拼缝两种；
第三步：拼接相邻袋布，形成袋体，通过缝制制成砂袋；袋体顶部、侧面、底部采用包缝，袋体底部的最后一道缝制采用拼缝；
第四步：将砂袋折叠，在砂袋上贴标签。
在本发明的一个实施例中，缝制时的缝制线采用2000D涤纶三股纱线。
袋装砂砂袋的施工工艺，包括以下步骤，
铺排船第一步：对袋装砂砂袋施工区域进行水下地形测量和侧扫声呐扫测；
第二步：将要施工区域的坐标输入GPS定位监控系统，并生成施工区域电子海图，拖轮及锚艇协助铺排船抛锚定位，调整锚缆，使铺排船就位，充砂船停靠在铺排船旁，运砂船停放在充砂船旁；
第三步：将加工好的砂袋用运输船运送到铺排船边，使用铺排船吊机吊放至甲板存放；
第四步：用吊机将砂袋吊至铺排船卷筒前的甲板上拆封展开，验证砂袋出厂合格证上的尺寸与设计尺寸是否相符，并同时进行袋体的破损检查，发现破损处立即进行修补或更换，最终将符合要求的砂袋卷袋；
第五步：首先在甲板上将输砂软管连接袋体头部袖口，另一端连接到充砂船泥浆泵，充灌前在翻板外下放3～5m左右袋体，然后充灌，充灌完成松开卷筒刹车，利用头部隔舱内砂的自重，带动袋体下降至水中；
第六步：水下布袋，沿堤身轴线方向铺设砂袋，使拉绳穿过拉环将砂袋连接在一起，拉绳为横向设置；水下充灌，每个袖口配一根输砂软管，输砂软管连接泥浆泵，通过丙纶绳绑扎在袖口上，随袋体下水，入水后充灌，各袖口轮流充灌，确保砂体平衡；铺排船每次移位3～5m后，停止移船，输砂软管在运砂船的斜板上对该段砂袋进行充灌，达到预期设置的控制充灌厚度后，继续移动3～5m，松放卷筒，进行充砂，如此循环，直至所有砂袋充灌完毕；
第七步：砂袋尾部沉放时，将尾部未充灌袋体全部铺放至河床上，在接近堤心顶面时，断面宽度逐渐降低，袋体铺设长度最短为4m；输砂软管随袋体同步跟到水下，将袋体充灌饱满后，将输砂软管抽出；
第八步：充灌完成后，抽出袋体拉绳，移船到下一船位，并安排测量人员对已铺设砂袋进行扫测。
在本发明的一个实施例中，在第六步砂袋铺设时，需对抛填砂袋断面进行测量，防止断面超高，对断面不足的部位进行补抛,补抛采用小砂袋或块石。
通过上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明砂袋采用包缝和拼缝的组合方式，其强度高，不易损坏；采用铺排船水下布袋、水下充灌的工艺提高了工效及保证铺排船安全和避免已铺砂袋受损；且在抛填时对砂袋断面进行测量，防止断面超高，及时对断面不足的部位进行补抛。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明砂袋加工示意图；
图2为本发明布料的部分结构示意图；
图3为本发明的剖视图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1至图3所示，本发明公开了多层乱纹机织布料的袋装砂砂袋，包括砂袋体10，砂袋呈长方形袋状，长度富裕系数按1.05控制，用于防止袋体收缩，又不浪费材料；砂袋体由510g/m2多层乱纹机织布和以及150g/m2无纺布复合制备而成，多层乱纹机织布料由经线1和纬线2交织而成，经线和纬线上下沉浮不规则交织，形成多层乱纹组织；，其相比于500g/m2复合土工布的渗透性强，在充砂过程中机织布砂袋虽然充砂利用率不高，但其排水性优于传统复合布砂袋；相对的，传统复合布砂袋在试验中由于渗透性差，需要人工辅助排水，静置排水的效率远不如机织布砂袋；从工作效率考虑，本发明砂袋性能优于复合布砂袋。
多层乱纹组织为三层，包括上层组织40、中层组织50以及下层组织60，上层组织40、中层组织50以及下层组织60相互交错在一起，上层组织40按照每4根所述经线循环一次，每100梭纬线循环一次的方式相互交错，中层组织50按照每6根所述经线循环一次，每130梭纬线循环一次的方式相互交错，下层组织60按照每8根所述经线循环一次，每160梭纬线循环一次的方式相互交错，经线的捻度为55T/m，纬线的捻度为55T/m，经线和纬线均由7根2000D 高强丙纶长丝加捻制成，其强度高，不易断裂，使用寿命长。
所述上层组织40的上表面上设有抗腐蚀膜层70，抗腐蚀膜层70通过胶水涂覆在上层组织40上，抗腐蚀膜层可以防止布料太早的腐烂，延长布料的使用寿命，保证质量；抗腐蚀膜层70由基膜71以及覆盖在基膜上的保护膜72 组成；基膜71和上层组织40之间等间距设有沿基膜长度方向设置的空腔73，所述空腔73内设有加强筋74，加强筋74由纤维材料制成，其重量轻，不会过多增加布料的质量；再者，加强筋74的设置增加了布料各个方向的抗拉强度和抗变形能力。
布料的重量为510g/平米；布料的纵/横向强力大于125kN/m，布面强度高；布料的宽幅为365cm；布料的经密度为11.5根/cm；布料的纬密度为10根/cm；布料的孔径小于0.3mm；布料的流速指数大于12L/m2/s，透水性强。
参见下述表1和表2所示，采用本申请多层乱纹机织布料制备得到的砂袋比采用平纹机织布料制备得到的砂袋布面强力大、渗透性好，出水时间快一倍。
表1性能数据对比
表2充砂时间对比
主材为510g/m2多层乱纹机织布的复合砂袋渗透性强于500g/m2复合土工布砂袋，在充砂过程中充砂利用率接近，但其排水性优于复合土工布砂袋；相对的，复合土工布砂袋在试验中由于渗透性差，需要人工辅助排水，静置排水的效率远不如多层乱纹机织布砂袋；从工作效率考虑，多层乱纹机织布砂袋性能优于复合土工布砂袋。
砂袋体的宽度35-40m，且宽度取决于铺排船滚筒和翻板宽度；长度10-25m，长度取决于堤身断面宽度；厚度1.5-2.5m，当然其尺寸也可以不限于此，可以根据实际需要设定；砂袋体的尾部上下两层设有若干个加筋带，加筋环均做加固处理，具体为加密缝制，可以防止拉脱；加筋带的长为70mm，每两相邻的加筋带间距1m布置，该结构使得砂袋袋体抗大浪、急流的能力増强，不易撕裂。
每个加筋带均伸入到砂袋体内5m，加筋带上每隔1米设有拉环，砂袋体两侧每4米设有一个拉环，拉环的设置便于施工中调整铺设位置(通过和拉绳配合，具体见下述)，拉环的长度为30-40cm，长一些容易缝制但浪费材料，本申请中优选为30cm。
砂袋体10表面设有若干个袖口11，袖口的直径为25cm，长度为50-80cm，在砂袋体宽度方向袖口间距为5-6m，长度方向间距为6-8m，为双层袖口，袖口直接根据冲砂管直径设置，50-80cm长度可以满足水下自动封闭的要求，不易漏砂，袖口的横纵间距是为保证袋体充灌均匀性设置的。
袋装砂砂袋的制备工艺，包括以下步骤，
第一步：在单幅土工布上进行划线，确定加筋带和袖口的位置；
第二步：将加筋带和袖口缝制在土工布上；采用工业缝纫机进行缝纫，每个工业缝纫机配套3人专业缝纫工；缝制方式根据拼接位置不同分为包缝和拼缝两种，每一道缝制需要损耗25CM的布边；第三步：拼接相邻袋布，形成袋体，通过缝制制成砂袋；袋体顶部、侧面、底部采用包缝，袋体底部的最后一道缝制采用拼缝，以承受最轻的强力要求，缝制时的缝制线采用2000D涤纶三股纱线；在条件允许的情况下，尽量采用包缝的缝制方式来保证强力的最大化，包缝可以达到缝制强力保持80％以上，拼缝可以保持强力60％以上；
第四步：将砂袋折叠，在砂袋上贴标签，标签用于显示砂袋性能参数。
袋装砂砂袋的施工工艺，包括以下步骤，
第一步：抛填施工前，对袋装砂砂袋施工区域进行水下地形测量和侧扫声呐扫测；记录好测量数据，形成待抛填区三维图，并采用南方Cass成图系统生成断面图(10m一个断面)；
铺排船第二步：将要施工区域的坐标输入GPS定位监控系统，并生成施工区域电子海图，拖轮及锚艇协助铺排船抛锚定位，调整锚缆，使铺排船就位，充砂船停靠在铺排船旁，运砂船停放在充砂船旁；
第三步：将加工好的砂袋用运输船运送到铺排船边，使用铺排船吊机吊放至甲板存放；
第四步：用吊机将砂袋吊至铺排船卷筒前的甲板上拆封展开，验证砂袋出厂合格证上的尺寸与设计尺寸是否相符，如果相符则使用；并同时严格进行袋体的破损检查，发现破损处立即进行修补或更换，最终将符合要求的砂袋卷袋，具体的，铺排船船上配备手提袋机，发现破损处立即补修，经修补后才能使用；
第五步：首先下放部分袋体至翻板外，在甲板上对砂袋头部进行冲灌，输砂软管一端连接泥浆泵，另一端连接头部隔舱上的袖口，松开卷筒刹车，利用头部袋体的自重，带动袋体下降至水中；
第六步：水下布袋，沿堤身轴线方向铺设砂袋，使拉绳穿过拉环将砂袋连接在一起，拉绳为横向设置，横向拉绳对减少袋体横向收缩有很大好处，再者，施工过程中拉绳受力必须均匀，防止拉绳过松导致袋体产生过大收缩，也要防止拉绳过紧将拉环拉断；水下充灌，每个袖口配一根输砂软管，输砂软管连接泥浆泵，通过丙纶绳绑扎在袖口上，随袋体下水，入水后充灌，各袖口轮流充灌，确保砂体平衡；施工过程中，为确定抛填效果，采用手持测深仪进行现场水深测量，根据船舶定位系统实时显示的水面高程可推算出抛填后标高，进一步指导现场施工(此处为现有技术，不详细说明)；铺排船每次移位3-5m后，停止移船，输砂软管在运砂船的斜板上对该段砂袋进行充灌，通过泥浆浓度和充砂时间计算充砂方量，从而控制充灌厚度，砂的含泥量不能太高，否则袋体水下排水困难，对高度不利(此处不对泥浆浓度和充砂时间的计算方式进行描述，为现有技术)；达到充灌厚度后(此处不对冲灌厚度进行限定，其可以根据实际需要而定)，继续移动3-5m，松放卷筒，进行充砂，如此循环，直至所有砂袋充灌完毕；每抛投完一个断面后，测量人员乘坐测量船利用多波束测量系统进行全断面检测，根据抛填后多波束数据与抛填前进行对比分析，形成三维对比图和单个断面对比图，可直观的看出实际抛填位置、高度与设计值差异，以利于施工人员及时准确掌握水下断面形成情况，防止断面超高，对断面不足的部位进行补抛，补抛采用小砂袋或块石填充空隙(三维对比图和单个断面对比图的形成方式均为现有技术，此处不加赘述)；
第七步：砂袋尾部沉放时，将尾部未充灌袋体全部铺放至河床上，在接近堤心顶面时(顶标高-0.4m)，断面宽度逐渐降低，袋体铺设长度最短为4m；输砂软管随袋体同步跟到水下，将袋体充灌饱满后，将输砂软管抽出；
第八步：充灌完成后，抽出袋体拉绳，移船到下一船位，并安排测量人员对已铺设砂袋进行扫测。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.多层乱纹机织布料的袋装砂砂袋，包括砂袋体，其特征在于：砂袋体由510g/m2多层乱纹机织布料以及150g/m2无纺布复合制备而成，多层乱纹机织布料由经线和纬线交织而成，经线和纬线上下沉浮不规则交织，形成多层乱纹组织；砂袋体的尾部上下两层设有若干个加筋带，每个加筋带均伸入到砂袋体内，加筋带上等间距设有拉环；砂袋体两侧等间距设有拉环，砂袋体表面设有袖口。
2.根据权利要求1所述的多层乱纹机织布料的袋装砂砂袋，其特征在于，加筋带的长度为70mm，每两相邻的加筋带间距1m布置。
3.根据权利要求1所述的多层乱纹机织布料的袋装砂砂袋，其特征在于，多层乱纹组织为三层，包括上层组织、中层组织以及下层组织，上层组织、中层组织以及下层组织相互交错在一起，上层组织按照每4根所述经线循环一次，每100梭纬线循环一次的方式相互交错，中层组织按照每6根所述经线循环一次，每130梭纬线循环一次的方式相互交错，下层组织按照每8根所述经线循环一次，每160梭纬线循环一次的方式相互交错。
4.根据权利要求1或3所述的多层乱纹机织布料的袋装砂砂袋，其特征在于，砂袋体的宽度为35-40m，长度为10-25m，厚度为1.5-2.5m。
5.根据权利要求1所述的多层乱纹机织布料的袋装砂砂袋，其特征在于，拉环的长度为30-40cm。
6.根据权利要求1所述的多层乱纹机织布料的袋装砂砂袋，其特征在于，袖口的直径为25cm，长度为50-80cm，在砂袋体宽度方向袖口间距为5-6m，在砂袋体长度方向袖口间距为6-8m，袖口为双层袖口。
7.袋装砂砂袋的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤，
第一步：在单幅土工布上进行划线，确定加筋带和袖口的位置；
第二步：将加筋带和袖口缝制在土工布上，缝制方式根据拼接位置不同分为包缝和拼缝两种；
第三步：拼接相邻袋布，形成袋体，通过缝制制成砂袋；袋体顶部、侧面、底部采用包缝，袋体底部的最后一道缝制采用拼缝；
第四步：将砂袋折叠，在砂袋上贴标签。
8.根据权利要求7所述的袋装砂砂袋的制备工艺，其特征在于：缝制时的缝制线采用2000D涤纶三股纱线。
9.袋装砂砂袋的施工工艺，其特征在于：包括以下步骤，
第一步：对袋装砂砂袋施工区域进行水下地形测量和侧扫声呐扫测；
第二步：将要施工区域的坐标输入GPS定位监控系统，并生成施工区域电子海图，拖轮及锚艇协助铺排船抛锚定位，调整锚缆，使铺排船就位，充砂船停靠在铺排船旁，运砂船停放在充砂船旁；
第三步：将加工好的砂袋用运输船运送到铺排船边，使用铺排船吊机吊放至甲板存放；
第四步：用吊机将砂袋吊至铺排船卷筒前的甲板上拆封展开，验证砂袋出厂合格证上的尺寸与设计尺寸是否相符，并同时进行袋体的破损检查，发现破损处立即进行修补或更换，最终将符合要求的砂袋卷袋；
第五步：首先在甲板上将输砂软管连接袋体头部袖口，另一端连接到充砂船泥浆泵，充灌前在翻板外下放3-5m左右袋体，然后充灌，充灌完成松开卷筒刹车，利用头部隔舱内砂的自重，带动袋体下降至水中；
第六步：水下布袋，沿堤身轴线方向铺设砂袋，使拉绳穿过拉环将砂袋连接在一起，拉绳为横向设置；水下充灌，每个袖口配一根输砂软管，输砂软管连接泥浆泵，通过丙纶绳绑扎在袖口上，随袋体下水，入水后充灌，各袖口轮流充灌，确保砂体平衡；铺排船每次移位3-5m后，停止移船，输砂软管在运砂船的斜板上对该段砂袋进行充灌，达到预期设置的控制充灌厚度后，继续移动3-5m，松放卷筒，进行充砂，如此循环，直至所有砂袋充灌完毕；
第七步：砂袋尾部沉放时，将尾部未充灌袋体全部铺放至河床上，在接近堤心顶面时，断面宽度逐渐降低，袋体铺设长度最短为4m；输砂软管随袋体同步跟到水下，将袋体充灌饱满后，将输砂软管抽出；
第八步：充灌完成后，抽出袋体拉绳，移船到下一船位，并安排测量人员对已铺设砂袋进行扫测。
10.根据权利要求9所述的袋装砂砂袋的施工工艺，其特征在于，在第六步砂袋铺设时，需对抛填砂袋断面进行测量，防止断面超高，对断面不足的部位进行补抛，补抛采用小砂袋或块石填充空隙。
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