CN111236141A - 压载反滤排体结构及其铺设方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种压载反滤排体结构及其铺设方法,包括土工布顶层、土工布底层、中间配重层,土工布顶层、土工布底层、中间配重层经固定扣件固定。本发明的有益效果是:具有良好的整体性和反滤特性,解决了传统水下级配碎石反滤层铺设稳定性差、损耗严重、施工质量无法保证的情况;同时可有效解决水运工程传统沉排体反滤层与压载体结合不好、整体性较差、搭接量大及撕排缩排等施工缺陷。
Description
技术领域
本发明属于水运工程技术领域,涉及一种压载反滤排体结构及其铺设方法。可应用在水下隔离、反滤、护滩、护岸衬砌等水运工程结构中,是一种整体性、稳定性良好的复合型压载反滤结构。
背景技术
在水运工程中常出现不能营造干地施工环境又需要反滤结构的情况,传统方案直接铺设水下碎石反滤层,稳定性差,损耗严重,施工质量无法保证;土工布压载工艺一般采用混凝土联锁块、软体排等进行施工,由于土工布与压载体的结合不好、整体性较差、搭接量大及存在撕排缩排等施工缺陷,铺设效果无法保证。因此,如何解决水下反滤结构施工的问题在水运工程中显得尤为重要。
发明内容
为解决上述问题,本发明的第一个目的是提供一种整体性、稳定性良好的压载反滤排体结构,应用于水下隔离、反滤、护滩、护岸衬砌等水运工程结构中。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种压载反滤排体结构,包括土工布顶层、土工布底层、中间配重层,所述土工布顶层、土工布底层、中间配重层经固定扣件固定。
所述中间配重层为填充砂砾石且设有双绞合钢丝网加筋三维土工网垫。
所述三维加筋网垫为镀5%锌铝合金和稀土元素覆高耐磨有机涂层的金属筋材热粘合丝状聚丙烯后复合而成的三维结构加筋体。
所述土工布顶层为单层土工布且表面进行增糙处理。
所述土工布底层为单层土工布或土工膜或复合土工材料。
所述土工布顶层、土工布底层设有裙边,用于相邻压载反滤排体两两在水下搭接施工。
压载反滤排体两侧设置有吊孔及穿过吊孔的吊绳,压载反滤排体底面设置加强肋。
本发明的第二个目的是提供一种压载反滤排体结构的铺设方法,解决反滤结构柔性沉排体在水下施工的问题。
为实现上述第二个目的采用的技术方案是:采用平吊法及滚装法以适应不同水深工况条件下的排体施工,所述平吊法的步骤为:施工准备→反滤排体平铺→反滤排体固定至吊架→起吊安放→定位铺设→下一幅铺设;所述滚装法的步骤为:施工准备→反滤排体与吊具结合→设备定位→机械滚装铺设→下一幅铺设。
所述平吊法适用于水深较深无法进行陆上作业的水深工况或大型施工船舶受施工条件限制无法展开作业的工况;所述滚装法适用于水深较浅或者赶潮作业能够进行陆上作业、或水深较深同时施工现场满足大型施工设备作业要求的施工工况。
本发明的有益效果是:
a.制作、卷绕及铺设时结构不被拉扯破坏;
b.铺设时,结构整体能够抵抗波浪浮托力并保持稳定,结构边缘能在水流作用下保持稳定,不发生掀动;
c.结构作为反滤垫层使用能够承受上方抛石的撞击力;
d.具备较好的反滤性能,能防止基土土粒的冲刷、侵蚀和迁移;
e.物理化学性质能够适应工程独特的环境、结构具有较好的耐久性。
为实现不同的工程用途,将上下层聚丙烯土工布替换成其他土工复合材料,例如将表层聚丙烯土工布复合三维土工网垫实现增糙促淤功能,将底部聚丙烯土工布替换为两布一膜实现防渗功能。适用于水下隔离、反滤、防渗和增糙结构的高效施工,具有推广和应用价值。
附图说明
图1为本发明的压载反滤排体结构平面示意图;
图2为图1剖面A-A示意图;
图3a为本发明的压载反滤排体结构人工沙滩工程应用场景示意图;
图3b为本发明的压载反滤排体结构河道岸坡或河床反滤结构应用场景示意图;
图4a为本发明的有限元波浪海流条件下循环荷载模拟图;
图4b为本发明的有限元波浪海流条件下循环荷载趋于稳定模拟图;
图5a为本发明陆上压载反滤排体结构平吊施工示意图;
图5b为本发明水上浮船压载反滤排体结构平吊施工示意图;
图6为本发明的平吊法设置吊点施工示意图;
图7为本发明的平吊法设置加强肋示意图;
图8为本发明的压载反滤排体结构滚装施工示意图;
图9为本发明的滚装法吊具施工示意图;
图10为图9侧视示意图;
图11为本发明的滚装法浮筒施工示意图。
图中:
1、顶层及裙边聚丙烯土工布 2、底层聚丙烯土工布
3、砂砾石 4、金属加筋三维土工网垫
5、固定扣件 6、裙边
7、吊绳 8、吊孔
9、加强肋 10、压载反滤排
11、加工钢管 12、钢管
13、钢丝绳 14、桁架
15、限位孔 16、浮筒
具体实施方式
下面结合附图对本发明的压载反滤排体结构及其铺设方法进一步加以说明。
如图1、图2所示,一种压载反滤排体结构,包括土工布顶层1、土工布底层2、中间配重层3,土工布顶层1、土工布底层2、中间配重层3经固定扣件5固定,中间配重层3为填充砂砾石且设有双绞合钢丝网加筋三维土工网垫4,三维加筋网垫4为镀5%锌铝合金和稀土元素覆高耐磨有机涂层的金属筋材热粘合丝状聚丙烯后复合而成的三维结构加筋体。
土工布顶层1可以是单层土工布且表面进行增糙处理,土工布底层2可以是单层土工布,根据需要还可以是土工膜或复合土工材料。
图3a所示,为本发明的压载反滤排体结构人工沙滩工程应用场景示意图,压载反滤排体位于地基基础之上,上面回填有2米深的沙滩沙;图3b所示为本发明的压载反滤排体结构河道岸坡或河床反滤结构应用场景示意图,压载反滤排体位于地基基础之上,上面有2米深的抛石压载。
压载反滤排体可以是若干个,根据施工需要,相邻压载反滤排体在水下两两通过土工布顶层1、土工布底层2设置的裙边6搭接。
为便于移动到水下施工,在压载反滤排体两侧设有吊孔8及穿过吊孔8的吊绳7,压载反滤排体底面设置加强肋9。
图4a所示为本发明的有限元波浪海流条件下循环荷载模拟图,假设相对位移20cm,与之相比,图4b所示为本发明的有限元波浪海流条件下循环荷载趋于稳定模拟图。
该结构可采用平吊法和滚装法进行施工,根据现场施工条件灵活选用施工方式进行施工。
平吊法的步骤为:施工准备→反滤排体平铺→反滤排体固定至吊架→起吊安放→定位铺设→下一幅铺设。
滚装法的步骤为:施工准备→反滤排体与吊具结合→设备定位→机械滚装铺设→下一幅铺设。
平吊法具体为:使用汽车吊等起重设备吊起框架结构,框架为独立吊架,框架结构根据施工情况可以采用槽钢、铝合金等制作而成,满足承载力要求即可。通过绳索或者钢丝等连接压载反滤排体,可根据施工情况在压载反滤排体上设置吊点或者加强肋等作为连接点。陆上施工,起吊至指定位置后由人工配合定位下放和搭接,完成铺设工作;水下施工,以船舶为平台,起吊至指定位置后由潜水员配合定位下放和搭接,完成铺设工作。
图5a所示为本发明陆上压载反滤排体结构平吊施工示意图;图5b为本发明水上浮船压载反滤排体结构平吊施工示意图。
如图6所示,在所述压载反滤排体两侧设置吊孔8及穿过吊孔8的吊绳7。设置吊点的位置、间距、数量等根据施工场地和压载反滤排的大小通过试验确定,满足结构稳定,施工便利要求即可;吊孔8在加工厂机械制作或者人工制作,但需保证吊孔位置不发生撕裂,不影响结构质量,必要时可在吊孔8处增加套圈等必要的防护装置;吊绳7根据现场需求可采用塑料、尼龙、钢丝绳等材料,满足承载力要求且不对压载反滤排造成破坏即可。待吊孔8和吊绳7设置完毕,将所述吊绳7连接框架结构进行起吊铺设,框架结构根据施工现场情况灵活确定,满足起重能力要求即可。
如图7所示,平吊法设置加强肋施工方法:在压载反滤排体底面设置加强肋9。加强肋9纵穿压载反滤排底面,可根据需要在纵横向分别设置,加强肋的数量和间距根据试验确定,满足结构稳定,施工便利要求即可;加强肋9采用土工加筋材料制作而成,满足承载力要求即可,其他替代材料均属于本发明保护范围。待加强肋9设置完毕,将所述加强肋9连接框架结构进行起吊铺设,框架结构根据施工现场情况灵活确定,满足起重能力要求即可。
具体滚装法为:深水区使用大型船舶将本发明单元排体卷入浮筒,配合定位系统将其沉入水中并接近河/海床,当到达设计深度时,展开发明单元排体完成铺设工作;浅水区使用简易浮船或者小型船舶等将发明单元排体卷入浮筒,潜水员配合定位和搭接,完成铺设工作;陆上可采用汽车吊等起重设备,将发明单元排体卷入钢管,通过吊具起吊,人工配合进行定位和搭接,完成铺设工作。
如图8至图11所示,滚装法吊具施工方法:压载反滤排10在工厂加工卷至加工钢管11上,加工完成后运输至施工现场。现场起吊吊具由钢管12,钢丝绳13、桁架14、限位孔15组成。具体而言,钢管12比加工钢管内径小,具体尺寸根据现场需求确定,若要求铺设时比较灵活,则直径差大一些,反之,直径差小一些;钢丝绳13底部一侧固定在钢管12上,带有限位孔15的另一侧设置为可活动状态,顶部均固定在桁架14上;桁架14可采用槽钢、铝合金等,满足承载力要求即可;限位孔15的数量可以适当增加,保证在插入钢筋等限位装置后,该侧钢丝绳不发生明显滑动,结构稳定。施工时,将钢管12带有限位孔15的一侧插入加工钢管11,然后套上钢丝绳13,使用钢筋插入限位孔15,将活动的一侧固定,结构整体稳定,之后起吊桁架14,将压载反滤排10吊装至指定位置后人工打开反滤排外包装,提升后,压载反滤排体自然松开,人工配合定位铺设。
滚装法浮筒施工方法:压载反滤排10在工厂加工卷至加工钢管11上,加工完成后运输至施工现场。将浮筒16内穿钢管11,之后将浮筒两端固定在简易浮船或者大型船舶定位系统上,由船舶运输至指定区域进行铺设。
上述实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种压载反滤排体结构,其特征是:包括土工布顶层(1)、土工布底层(2)、中间配重层(3),所述土工布顶层(1)、土工布底层(2)、中间配重层(3)经固定扣件(5)固定。
2.根据权利要求1所述的一种压载反滤排体结构,其特征是:所述中间配重层(3)为填充砂砾石且设有双绞合钢丝网加筋三维土工网垫(4)。
3.根据权利要求2所述的一种压载反滤排体结构,其特征是:所述三维加筋网垫(4)为镀5%锌铝合金和稀土元素覆高耐磨有机涂层的金属筋材热粘合丝状聚丙烯后复合而成的三维结构加筋体。
4.根据权利要求1所述的一种压载反滤排体结构,其特征是:所述土工布顶层(1)为单层土工布且表面进行增糙处理。
5.根据权利要求1所述的一种压载反滤排体结构,其特征是:所述土工布底层(2)为单层土工布或土工膜或复合土工材料。
6.根据权利要求1所述的一种压载反滤排体结构,其特征是:所述土工布顶层(1)、土工布底层(2)设有裙边(6),用于相邻压载反滤排体两两在水下搭接施工。
7.根据权利要求1所述的一种压载反滤排体结构,其特征是:压载反滤排体两侧设置有吊孔(8)及穿过吊孔(8)的吊绳(7),压载反滤排体底面设置加强肋(9)。
8.一种根据权利要求1所述的压载反滤排体结构的铺设方法,其特征是:包括平吊法和滚装法,
所述平吊法的步骤为:施工准备→反滤排体平铺→反滤排体固定至吊架→起吊安放→定位铺设→下一幅铺设;
所述滚装法的步骤为:施工准备→反滤排体与吊具结合→设备定位→机械滚装铺设→下一幅铺设。
9.根据权利要求8所述的一种压载反滤排体结构铺设方法,其特征是:所述平吊法适用于水深较深无法进行陆上作业的水深工况或大型施工船舶受施工条件限制无法展开作业的工况;所述滚装法适用于水深较浅或者赶潮作业能够进行陆上作业、或水深较深同时施工现场满足大型施工设备作业要求的施工工况。
10.根据权利要求8所述的一种压载反滤排体结构铺设方法,其特征是:所述滚装法采用的吊具包括:钢管(12)、钢丝绳(13)、桁架(14)和限位孔(15),带有限位孔(15)的钢管(12)一侧插入加工钢管(11)、另一侧可活动设置;钢丝绳(13)底部一侧固定在钢管(12)上,顶部均固定在桁架(14)上。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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