CN112923132B - Grp管道水下安装系统及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了GRP管道水下安装系统及安装方法，该系统包括安装吊具和可安装在水下基床上的定位块；安装吊具包括框架，用于吊运GRP管道的吊装连接部件和用于容纳回填料的料仓；框架设有用于连接起重装置的吊点，料仓和吊装连接部件均安装在框架上，料仓开设有进料口和出料口，出料口开设于料仓底面，料仓设有控制出料口开闭的开关机构，出料口设于连接吊装连接部件的GRP管道正上方；定位块上开设有定位槽，定位槽用于承托GRP管道侧壁以定位其安装位置，定位槽内壁可与GRP管道外壁相贴合。该系统可在回填施工前更好的保证GRP管道的定位固定效果，提高施工效果，采用该系统的安装方法还可以避免大面积基床整平，提高施工效率，减小施工成本。

Description

GRP管道水下安装系统及安装方法

技术领域

本发明属于水下GRP管道施工技术领域，具体涉及GRP管道水下安装系统及安装方法。

背景技术

玻璃钢管道简称GRP管道，是一种新型的复合材料管，由于其优异的耐腐蚀性能、轻质高强、输送流量大、安装方便、工期短和综合投资低等优点成为目前给排水工程领域里的最佳选择之一。

GRP管道水下施工通常做法是对管道安装位置的水下基床进行整平后，利用起重船先安装定位沙箱，用以定位GRP管道安装位置，然后由起重船逐段吊运、定位安装GRP管道，并在安装过程中对管道进行管道连接，最后再进行抛石船定位，由抛石船对连接在一起的多段GRP管道进行回填施工，实现管道固定。

然而，上述施工过程中，采用现有的安装工艺，需对水下基床进行大范围的整平，施工效率较低，施工成本较大。同时，由于单段GRP管道在回填施工前仅通过定位沙箱进行定位固定，这种固定方式不够牢固，在安装环境水体流速较大时，定位沙箱也较难在回填作业前保证GRP管道的固定定位效果，且在抛石船对多段GRP管道进行回填施工作业时，容易引起GRP管道移位，影响管道的安装精度和安装效果，容易造成安装误差增大，影响施工质量。

发明内容

针对现有技术不足，本发明要解决的技术问题是，提供GRP管道水下安装系统及安装方法，该GRP管道水下安装系统可在回填施工前更好的保证GRP管道的定位固定效果，保证管道安装精度，减小安装误差，提高施工效果，采用该安装系统的安装方法还可以避免大面积基床整平，提高施工效率，减小施工成本。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明一方面公开了一种GRP管道水下安装系统，包括安装吊具和可安装在水下基床上的定位块；所述安装吊具包括框架，用于吊运GRP管道的吊装连接部件和用于容纳回填料的料仓；所述框架设有用于连接起重装置的吊点，所述料仓和所述吊装连接部件均安装在所述框架上，所述料仓开设有进料口和出料口，所述出料口开设于所述料仓底面，所述料仓设有控制所述出料口开闭的开关机构，所述出料口设于连接所述吊装连接部件的GRP管道正上方；所述定位块上开设有定位槽，所述定位槽用于承托GRP管道侧壁以定位其安装位置，所述定位槽内壁可与GRP管道外壁相贴合。

作为优选，以连接所述吊装连接部件的GRP管道位于设计位置时的中轴线作为水平参考线，所述开关机构包括可封闭所述出料口的第一百叶挡板组件；所述第一百叶挡板组件包括安装于所述出料口的多个第一挡板，与所述第一挡板一一对应设置的第一转轴，以及用于驱动多个所述第一转轴同步转动的第一驱动部件；多个所述第一挡板沿垂直于所述水平参考线的水平方向依次拼接排列以封闭所述出料口，所述第一转轴平行于与之对应设置的第一挡板设置，且所述第一挡板通过所述第一转轴转动连接所述料仓仓壁；多个所述第一转轴的中轴线均平行于所述水平参考线设置，且多个所述第一转轴的中轴线位于同一水平面。

作为优选，所述料仓安装有第二百叶挡板组件，所述第二百叶挡板组件设于所述第一百叶挡板组件上方，所述第二百叶挡板组件包括多个第二挡板，与所述第二挡板一一对应设置的第二转轴，以及用于驱动多个所述第二转轴同步转动的第二驱动部件，多个所述第二挡板沿垂直于所述水平参考线的水平方向依次拼接排列以将所述料仓分隔为上、下两个舱室，所述第二转轴平行于与之对应设置的第二挡板设置，且所述第二挡板通过所述第二转轴转动连接所述料仓仓壁；所述第二转轴的中轴线平行于所述第一转轴中轴线设置，多个所述第二转轴的中轴线位于同一水平面。

作为优选，所述出料口设为矩形开口，所述第一挡板和所述第二挡板均设为矩形挡板，所述第一挡板和第二挡板的长边平行于所述水平参考线设置。

作为优选，所述第一驱动部件设于所述出料口下方，所述第一驱动部件包括一个第一横向拉杆，第一横向拉杆驱动装置，第一连接板，以及第三转轴，所述第一连接板和第三转轴与所述第一挡板一一对应设置；所述第一连接板垂直于所述第一挡板设置，且平行于所述水平参考线设置，所述第一连接板上端固定连接所述第一转轴，以带动所述第一挡板转动，所述第一横向拉杆的中轴线为垂直于所述水平参考线的水平线，所述第一横向拉杆驱动装置用于驱动所述第一横向拉杆沿其中轴线往复运动，所述第一连接板下端通过所述第三转轴转动连接所述第一横向拉杆，所述第三转轴平行于所述水平参考线设置。

作为优选，所述第二驱动部件设于所述第二挡板下方，且设于所述料仓外；所述第二驱动部件包括一个第二横向拉杆，第二横向拉杆驱动装置，第二连接板，以及第四转轴，所述第二连接板和第四转轴与所述第二挡板一一对应设置；所述第二连接板垂直于所述第二挡板，且平行于所述水平参考线设置，所述第二连接板的上端固定连接所述第二转轴，以带动所述第二挡板转动，所述第二横向拉杆的中轴线为垂直于所述水平参考线的水平线，所述第二横向拉杆驱动装置用于驱动所述第二横向拉杆沿其中轴线往复运动，所述第二连接板下端通过所述第四转轴转动连接所述第二横向拉杆，所述第四转轴平行于所述水平参考线设置。

作为优选，所述第一横向拉杆驱动装置包括用于推动所述第一横向拉杆沿其中轴线往复运动的第一液压缸，所述第一液压缸的活塞杆通过第一销轴铰接所述第一横向拉杆的一端，所述第一液压缸的缸底通过第二销轴铰接所述框架，所述第一销轴和第二销轴的中轴线均平行于所述水平参考线设置；所述第二横向拉杆驱动装置包括用于推动所述第二横向拉杆沿其中轴线往复运动的第二液压缸，所述第二液压缸的活塞杆通过第三销轴铰接所述第二横向拉杆的一端，所述第二液压缸的缸底通过第四销轴铰接所述框架，所述第三销轴和第四销轴的中轴线均平行于所述水平参考线设置。

作为优选，所述出料口下方安装有导料筒，所述导料筒顶面和底面均敞口设置，所述导料筒的上端口连通所述出料口，所述导料筒外壁包括可罩设于连接所述吊装连接部件的GRP管道侧壁上方的倒V形槽体，以连接所述吊装连接部件的GRP管道的中轴线作为水平参考线，所述倒V形槽体的顶边平行于所述水平参考线设置。

作为优选，所述料仓内设有将所述料仓分隔为等容积的两部分的竖向隔板，所述竖向隔板与所述水平参考线共面设置，且竖向隔板竖直设置；所述倒V形槽体设于所述竖向隔板正下方，所述倒V形槽体的顶边通过竖直连接板固定连接所述竖向隔板；所述倒V形槽体的两个下边沿分别向下延伸出一个导向板，所述导向板设于所述倒V形槽体外，且所述导向板下部向靠近另一导向板的方向倾斜，两个所述导向板间最小间距大于连接所述吊装连接部件的GRP管道的外管径。

作为优选，所述框架上安装有多个所述吊装连接部件，每个所述吊装连接部件对应设置至少一个料仓。

作为优选，所述框架包括设于顶部的多个水平金属梁，固定连接所述水平金属梁的多个竖向支撑杆，以及固定连接所述竖向支撑杆的下端部的横梁；所述吊点设为多个且均设于多个所述水平金属梁上，所述料仓固定连接所述竖向支撑杆，所述吊装连接部件安装于所述水平金属梁上；所述吊装连接部件包括用于套设固定GRP管道的活扣绳套，以及连接所述活扣绳套和所述水平金属梁的吊索，所述活扣绳套设有用于解扣的抽拉端，所述抽拉端通过固定件固定于所述水平金属梁上方。

作为优选，所述安装吊具还包括用于微调所述吊装连接部件位置的微调机构，所述微调机构包括第一位置调整组件和第二位置调整组件，所述第一调整组件连接并驱动活扣绳套沿所述水平参考线方向运动，所述第二位置调整组件连接并驱动所述活扣绳套沿垂直于所述水平参考线方向运动。

作为优选，所述第一位置调整组件包括第三液压缸，第一滑轮组，以及绕在所述第一滑轮组上的第一传动绳；所述第一传动绳设为矩形环状结构，包括两个平行于所述水平参考线设置的水平绳段，以及垂直于所述水平绳段设置的竖向绳段，位于下方的所述水平绳段固定连接所述活扣绳套，所述第三液压缸的活塞杆平行于水平参考线设置，且连接并驱动位于上方的所述水平绳段沿平行所述水平参考线方向运动；所述水平金属梁上安装有第一安装支架，所述第三液压缸的缸底和缸体侧壁分别通过第五销轴和第六销轴铰接所述第一安装支架，所述第五销轴和第六销轴均垂直于所述第一传动绳所在平面设置，所述第一滑轮组包括固定安装在所述框架上的四个第一定滑轮，且四个所述第一定滑轮分别设于所述第一传动绳的四角处，所述第一定滑轮的转轴垂直于所述第一传动绳所在平面设置。

作为优选，所述第二位置调整组件包括第四液压缸，第五液压缸，第二滑轮组，以及绕在所述第二滑轮组上的第二传动绳；所述第四液压缸的缸底固定在所述水平金属梁上，所述第四液压缸的活塞杆竖直向上设置，所述第四液压缸的活塞杆的中轴线与所述水平参考线相交，所述第二滑轮组包括第二定滑轮、第三定滑轮和第四定滑轮，所述第二定滑轮、第三定滑轮和第四定滑轮的转轴均平行于所述水平参考线设置，所述第二定滑轮安装于所述第四液压缸的活塞杆上端，所述第三定滑轮和所述第四定滑轮固定安装在所述水平金属梁上，且所述第三定滑轮和所述第四定滑轮对称设于所述第四液压缸的活塞杆的中轴线两侧；所述第二传动绳依次绕过所述第三定滑轮、第二定滑轮和第四定滑轮，所述第二传动绳的两端分别固定连接所述活扣绳套，且第二传动绳的两端分别对称设于所述第四液压缸的活塞杆的中轴线两侧。

作为优选，所述第二位置调整组件还包括第五液压缸，位于所述第二定滑轮和所述第四定滑轮之间的第二传动绳绳段作为倾斜段，所述第五液压缸的活塞杆平行于所述倾斜段设置，且所述第五液压缸的活塞杆固定连接并驱动所述倾斜段运动；所述水平金属梁上安装有第二安装支架，所述第五液压缸的缸底和缸体侧壁分别通过第七销轴和第八销轴铰接所述第二安装支架，所述第七销轴和第八销轴均平行于所述水平参考线设置。

本发明另一方面公开了一种GRP管道水下安装方法,采用上述的GRP管道水下安装系统，所述安装方法包括以下步骤：

基床初步整平：利用潜水员水下整平将定位块放置区域的基床按照设计标高进行整平；

安装定位块：利用起重设备将定位块安放到基床上的定位块预设安装位置，安放好的所述定位块上的定位槽的水平位置与标高位于GRP管道的预设安装位置上；

GRP管道安装：安装吊具的吊装连接部件连接GRP管道，开关机构将所述料仓的出料口封闭，向料仓内添加回填料，利用所述GRP管道水下安装吊具将GRP管道和回填料一同吊运至预定安装海域，设备进行粗调定位后缓慢下放所述GRP管道水下安装吊具，使其支撑杆底端落于海底基床上，待GRP管道水下安装吊具落底稳定后开始GRP管道精调定位，直至GRP管道末端准确落于所述定位槽内，GRP管道前端由所述微调机构进行微调定位，以使GRP管道达到其预设安装水平位置和标高；

管道连接：按预设安装要求连接新安装的GRP管道与已安装完成的GRP管道；

锁固回填：控制开关机构将所述料仓的出料口开启以释放回填料，使其填充至新安装的GRP管道底部和侧部，以完成单段GRP管道的点锁，抽拉活扣绳套的抽拉端解除吊装连接部件与GRP管道的连接，将所述GRP管道水下安装吊具移走；

回填覆盖：利用抛石船抛填碎石，全面覆盖连接好的多段GRP管道，完成整体回填覆盖施工。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：提供了GRP管道水下安装系统及安装方法，该GRP管道水下安装系统可在回填施工前更好的保证GRP管道的定位固定效果，保证管道安装精度，减小安装误差，提高施工效果，采用该安装系统的安装方法还可以避免大面积基床整平，提高施工效率，减小施工成本。

附图说明

图1为本实施例的GRP管道水下安装系统的结构示意图；

图2为本实施例的GRP管道水下安装系统的纵向剖视图；

图3为出料口封闭状态的第一百叶挡板组件的结构示意图；

图4为出料口开启状态的第一百叶挡板组件的结构示意图；

图5为第二位置调整组件的结构示意图；

图6为定位块的结构示意图；

图7为活扣绳套的结构示意图。

以上个图中：1-框架，11-吊点，12-水平金属梁，13-竖向支撑杆，14-横梁，2-吊装连接部件，21-活扣绳套，211-抽拉端，22-吊索，23-固定件，3-料仓，31-竖向隔板，32-出料口，33-第一百叶挡板组件，331-第一挡板，332-第一转轴，333-第一横向拉杆，334-第一横向拉杆驱动装置，335-第一连接板，336-第三转轴，337-第一销轴，338-第二销轴，34-第二百叶挡板组件，341-第二挡板，342-第二转轴，343-第二横向拉杆，344-第二连接板，345-第四转轴，4-导料筒，41-限位槽，5-导向板，6-GRP管道，61-管道连接段，7-回填料，8-竖直连接板，9-定位块，91-定位槽，10-微调机构，101-第一安装支架，102-第一定滑轮，103-第三液压缸，104-第一传动绳,105-第四液压缸，106-第二传动绳，107-第五液压缸，108-第二定滑轮，109-第三定滑轮，110-第四定滑轮，111-第二安装支架。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至7所示，一种GRP管道水下安装吊具，包括安装吊具和可安装在水下基床上的定位块9；所述安装吊具包括框架1，用于吊运GRP管道6的吊装连接部件2和用于容纳回填料7的料仓3；所述框架1设有用于连接起重装置的吊点11，所述料仓3和所述吊装连接部件2均安装在所述框架1上，所述料仓3开设有进料口和出料口32，所述出料口32开设于所述料仓3底面，所述料仓3设有控制所述出料口32开闭的开关机构，所述出料口32设于连接所述吊装连接部件2的GRP管道6正上方；所述定位块9上开设有定位槽91，所述定位槽91用于承托GRP管道6侧壁以定位其安装位置，所述定位槽91内壁可与GRP管道6外壁相贴合。定位槽91内壁可与GRP管道6外壁相贴合，通过定位槽91与所述GRP管道6外壁的形状适配可方便实现GRP管道6在水下基床上的定位安装。

采用上述的GRP管道水下安装系统的GRP管道水下安装方法,包括以下步骤：

基床初步整平：利用整平船将定位块放置区域的基床按照设计标高进行整平；

安装定位块：利用起重设备将定位块9安放到基床上的定位块预设安装位置，安放好的所述定位块9上的定位槽91的水平位置与标高位于GRP管道6的预设安装位置上；

GRP管道安装：吊装连接部件2连接GRP管道6，开关机构将所述料仓3的出料口32封闭，向料仓3内添加回填料7，利用所述GRP管道水下安装吊具将GRP管道6和回填料7一同吊运至预定安装海域，设备定位后缓慢下所述GRP管道水下安装吊具，直至GRP管道6准确落于所述定位槽91内，以使GRP管道6达到其预设安装水平位置和标高；

管道连接：按预设安装要求连接新安装的GRP管道6与已安装完成的GRP管道6；

锁固回填：控制开关机构将所述料仓3的出料口开启以释放回填料7，使其覆盖新安装的GRP管道6，以完成单段GRP管道6的锁固，解除吊装连接部件2与GRP管道6的连接，将所述GRP管道水下安装吊具移走；

回填覆盖：利用抛石船抛填碎石，全面覆盖连接好的多段GRP管道6，完成整体回填覆盖施工。

通过上述安装方法可以看出，采用该安装方法和本实施例的GRP管道水下安装系统，能够在管道连接后通过吊具携带的回填料7对新安装的单段GRP管道6进行锁固，从而在对多段连接在一起的GRP管道进行回填覆盖前和回填覆盖施工过程中，牢固的定位固定单段GRP管道的安装位置，确保管道安装精度不受环境水流和回填覆盖施工过程的影响，该安装吊具与本实施例安装系统的定位块配合，不仅能够更好的保证管道安装精度和施工质量，还能够减小基床整平面积，整平船仅需对需要安放定位块的定位块放置区域进行整平，而无需对整个管道安装区域的基床进行整平，可有效减小整平施工的工作量，提高施工效率。

具体的，所述料仓3的进料口设于所述料仓3的顶面。

具体的，以连接所述吊装连接部件2的GRP管道6位于设计位置时的中轴线作为水平参考线，所述开关机构包括可封闭所述出料口32的第一百叶挡板组件33；所述第一百叶挡板组件33包括安装于所述出料口32的多个第一挡板331，与所述第一挡板331一一对应设置的第一转轴332，以及用于驱动多个所述第一转轴332同步转动的第一驱动部件；多个所述第一挡板331沿垂直于所述水平参考线的水平方向依次拼接排列以封闭所述出料口32，所述第一转轴332平行于与之对应设置的第一挡板331设置，且所述第一挡板331通过所述第一转轴332转动连接所述料仓3仓壁；多个所述第一转轴332的中轴线均平行于所述水平参考线设置，且位于同一水平面，所述第一驱动部件传动连接所述第一转轴332，第一驱动部件安装于所述料仓3或所述框架1上。通过第一驱动部件驱动多个第一转轴332同步转动，以带动多个第一挡板331同步缓慢转动，可使回填料7缓慢、均匀自所述料仓3排出，从而使回填料7均匀覆盖GRP管道6，进一步提高施工质量。同时，可通过第一驱动部件控制第一挡板331的转动角度可控制引导回填料7的倾倒方向，从而引导先出仓的回填料7均匀落于GRP管道6两侧底脚，进而使回填料7均匀覆盖GRP管道6，进一步提高对单段管道的锁固效果。

具体的，所述料仓3安装有第二百叶挡板组件34，所述第二百叶挡板组件34设于所述第一百叶挡板组件33上方，所述第二百叶挡板组件34包括多个第二挡板341，与所述第二挡板341一一对应设置的第二转轴342，以及用于驱动多个所述第二转轴342同步转动的第二驱动部件，多个所述第二挡板341沿垂直于所述水平参考线的水平方向依次拼接排列以将所述料仓3分隔为上、下两个舱室，所述第二转轴342平行于与之对应设置的第二挡板341设置，且所述第二挡板341通过所述第二转轴342转动连接所述料仓3仓壁；所述第二转轴342的中轴线平行于所述第一转轴332中轴线设置，多个所述第二转轴342的中轴线位于同一水平面，所述第二驱动部件传动连接所述第二转轴342，第二驱动部件安装于所述料仓3或所述框架1上。设置第二百叶挡板组件34可将料仓3分隔为上、下两个舱室，且上、下两个舱室均携带有回填料7，在锁固回填施工时，先控制第一百叶挡板组件33开启使位于下层舱室的回填料7先在第一挡板331的引导下落于GRP管道6两侧底脚和侧面，然后再缓慢提升框架1，同时逐步开启第二百叶挡板组件34，释放上层舱室的回填料7，使其充分覆盖到GRP管道6上方，即第二百叶挡板组件34的设置可方便更好的控制锁固回填过程，使回填料7更加均匀的覆盖GRP管道6，提高锁固效果。

具体的，所述出料口32设为矩形开口部，所述第一挡板331和所述第二挡板341均设为矩形挡板，所述第一挡板331和第二挡板341的长边均平行于所述水平参考线设置，所述第一转轴332的中轴线位于所述第一挡板331长度方向中心线上，所述第二转轴342中轴线位于所述第二挡板341长度方向中心线上。

具体的，为了方便同步驱动多个所述第一转轴332转动，如图3和图4所示，所述第一驱动部件设于所述出料口32下方，所述第一驱动部件包括一个第一横向拉杆333，第一横向拉杆驱动装置334，第一连接板335，以及第三转轴336，所述第一连接板335和第三转轴336与所述第一挡板331一一对应设置；所述第一连接板335垂直于所述第一挡板331设置，且平行于所述水平参考线设置，所述第一连接板335上端固定连接所述第一转轴332，以带动所述第一挡板331转动，所述第一横向拉杆333的中轴线为垂直于所述水平参考线的水平线，所述第一横向拉杆驱动装置334用于驱动所述第一横向拉杆333沿其中轴线往复运动，所述第一连接板335下端通过所述第三转轴336转动连接所述第一横向拉杆333，所述第三转轴336平行于所述水平参考线设置。上述第一驱动部件通过抽动第一横向拉杆333可以带动多个第一转轴332同步转动，第一转轴332进一步带动第一挡板331转动，从而控制出料口封闭(如图3所示状态)和开启(如图4所示状态)。

具体的，所述第一横向拉杆驱动装置334包括用于推动所述第一横向拉杆333沿其中轴线往复运动的第一液压缸，所述第一液压缸的活塞杆通过第一销轴337铰接所述第一横向拉杆333的一端，所述第一液压缸的缸底通过第二销轴338铰接所述框架1，所述第一销轴337的中轴线和第二销轴338的中轴线均平行于所述水平参考线设置。

具体的，为了方便同步驱动多个所述第二转轴342转动，所述第二驱动部件可设为与第一驱动部件类似结构，即所述第二驱动部件设于所述第二挡板341下方，且设于所述料仓3外；所述第二驱动部件包括一个第二横向拉杆343，第二横向拉杆驱动装置，第二连接板344，以及第四转轴345，所述第二连接板344和第四转轴345与所述第二挡板341一一对应设置；所述第二连接板344垂直于所述第二挡板341，且平行于所述水平参考线设置，所述第二连接板344的上端固定连接所述第二转轴342，以带动所述第二挡板341转动，所述第二横向拉杆343的中轴线为垂直于所述水平参考线的水平线，所述第二横向拉杆驱动装置344用于驱动所述第二横向拉杆343沿其中轴线往复运动，所述第二连接板344下端通过所述第四转轴345转动连接所述第二横向拉杆343，所述第四转轴345平行于所述水平参考线设置。上述第二驱动部件通过抽动第二横向拉杆343可以带动多个第二转轴342同步转动，第二转轴342进一步带动第二挡板341转动，从而控制第二百叶挡板组件34的封闭和开启。

具体的，所述第一转轴332靠近所述第一挡板331的其中一条长边设置，所述第二转轴342靠近所述第二挡板341的其中一条长边设置。

具体的，所述第二横向拉杆驱动装置344包括用于推动所述第二横向拉杆343沿其中轴线往复运动的第二液压缸，所述第二液压缸的活塞杆通过第三销轴铰接所述第二横向拉杆343的一端，所述第二液压缸的缸底通过第四销轴铰接所述框架1，所述第三销轴和第四销轴的中轴线均平行于所述水平参考线设置。

具体的，所述出料口32下方安装有导料筒4，所述导料筒4顶面和底面均敞口设置，所述导料筒4的上端口连通所述出料口32，所述导料筒4外壁包括可罩设于连接所述吊装连接部件2的GRP管道6侧壁上方的限位槽41，以连接所述吊装连接部件2的GRP管道6的中轴线作为水平参考线，所述限位槽41平行于所述水平参考线设置。所述限位槽41罩设于GRP管道6侧壁上方可对GRP管道6起到限位作用，减小环境水体流动对GRP管道6安装精度的影响，同时限位槽41可避免回填料7直接落于GRP管道6上部的侧壁上，回填料7可在限位槽41引导下更均匀落于GRP管道6两侧底脚，使回填料7均匀覆盖GRP管道6，进一步提高施工质量。

具体的，所述料仓3内设有将所述料仓3分隔为等容积的两部分的竖向隔板31，所述竖向隔板31平行于所述水平参考线设置，所述竖向隔板31竖直设置；所述限位槽41包括可罩设于连接所述吊装连接部件2的GRP管道6侧壁上方的倒V形槽体，所述倒V形槽体的顶边平行于所述水平参考线设置，且设于所述竖向隔板31正下方，所述倒V形槽体的顶边通过竖直连接板8固定连接所述竖向隔板31。竖向隔板31将料仓3分隔为两个等容积的仓室，可与倒V形槽体配合更好的引导回填料7均匀落于GRP管道6两侧底脚，使回填料7均匀覆盖GRP管道6，进一步提高施工质量。

具体的，所述限位槽41的两个下边沿分别向下延伸出一个导向板5，所述导向板5设于所述限位槽41外，且所述导向板5下部向靠近另一导向板5的方向倾斜，两个所述导向板5间最小间距大于连接所述吊装连接部件2的GRP管道6的外管径。导向板5的设置可更好的引导回填料7均匀落于GRP管道6两侧底脚，使回填料7均匀覆盖GRP管道6，进一步提高施工质量。

具体的，所述框架1上安装有可吊运多个GRP管道6的多个吊装连接部件2，每个所述吊装连接部件2对应设置至少一个料仓3。多个所述吊装连接部件2的设置，使该GRP管道水下安装吊具可同时实现多个GRP管道6的水下安装，每个所述吊装连接部件2需对应设置至少一个料仓3，例如，如图2所示，每个所述吊装连接部件2对应设置一个料仓3。

具体的，所述框架1包括设于顶部的多个水平金属梁12，固定连接所述水平金属梁12的多个竖向支撑杆13，以及固定连接所述竖向支撑杆13下端部的横梁14；所述吊点11设为多个且均设于多个所述水平金属梁12上，所述料仓3固定连接所述竖向支撑杆13，所述吊装连接部件2安装于所述水平金属梁12上。所述框架1设置多个竖向支撑杆13在管道安装步骤中，竖向支撑杆13可支撑于水下基床上，方便框架1定位固定。

具体的，为了方便施工，所述吊装连接部件2包括用于套设固定GRP管道6的活扣绳套21，以及连接所述活扣绳套21和所述水平金属梁12的吊索22，所述活扣绳套设有用于解扣的抽拉端211，所述抽拉端211通过固定件23固定于所述水平金属梁12上方，所述固定件23固定安装在所述水平金属梁12上。吊装连接部件2采用活扣绳套21可方便解除GRP管道6与吊装连接部件2的连接关系，更加方便施工；具体的，在吊运过程中，活扣绳套21套设在GRP管道6上以固定连接GRP管道6，活扣绳套用于解扣的抽拉端211通过固定件22固定于水平金属梁12上方，可保持GRP管道6与活扣绳套21的连接关系，当GRP管道6安装到位后，解除固定件22对抽拉端211的固定作用，在水平金属梁12上方拉动抽拉端211即可使活扣绳套21解扣，无需水下操作，就能解除GRP管道6与吊装连接部件2的连接关系。吊装连接部件2除了采用上述结构外，也可采用其他任意能够实现GRP管道6吊装的结构，例如采用套设固定GRP管道6的抱箍，以及连接抱箍和所述框架1的吊索22等。

具体的，所述安装吊具还包括用于微调所述吊装连接部件2位置的微调机构10，所述微调机构10包括第一位置调整组件和第二位置调整组件，所述第一调整组件连接并驱动活扣绳套21沿所述水平参考线方向运动，所述第二位置调整组件连接并驱动所述活扣绳套21沿垂直于所述水平参考线方向运动。设置微调机构10，可在竖向支撑杆13支撑在基床上后，利用第一位置调节组件和第二位置调节组件微调GRP管道6的位置，使其更精准的落于定位槽91中，方便更好实现GRP管道6的定位安装。

具体的，为了方便实现沿水平参考线方向的位置微调，所述第一位置调整组件可设为如图1所示结构，所述第一位置调整组件包括第三液压缸103，第一滑轮组，以及绕在所述第一滑轮组上的第一传动绳104；所述第一传动绳104设为矩形环状结构，包括两个平行于所述水平参考线设置的水平绳段，以及垂直于所述水平绳段设置的竖向绳段，位于下方的所述水平绳段固定连接所述活扣绳套21，所述第三液压缸103的活塞杆平行于水平参考线设置，且连接并驱动位于上方的所述水平绳段沿平行所述水平参考线方向运动；所述水平金属梁12上安装有第一安装支架101，所述第三液压缸103的缸底和缸体侧壁分别通过第五销轴和第六销轴铰接所述第一安装支架101，所述第五销轴和第六销轴均垂直于所述第一传动绳104所在平面设置，所述第一滑轮组包括固定安装在所述框架1上的四个第一定滑轮102，且四个所述第一定滑轮102分别设于所述第一传动绳104的四角处，所述第一定滑轮102的转轴垂直于所述第一传动绳104所在平面设置。第一位置调整组件采用上述结构，通过第三液压缸103的活塞杆带动第一传动绳104运动，可带动吊装连接部件2沿水平参考线方向移动，从而实现与吊装连接部件2连接的GRP管道6的位置微调。第一位置调整组件除了采用上述结构外，也可采用任意可实现直线位置驱动调节的现有装置。

具体的，为了方便实现沿垂直水平参考线方向的位置微调，所述第二位置调整组件可设为如图2和3所示结构，所述第二位置调整组件包括第四液压缸105，第二滑轮组，以及绕在所述第二滑轮组上的第二传动绳106；所述第四液压缸105的缸底固定在所述水平金属梁12上，所述第四液压缸105的活塞杆竖直向上设置，所述第四液压缸105的活塞杆的中轴线与所述水平参考线相交，所述第二滑轮组包括第二定滑轮108、第三定滑轮109和第四定滑轮110，所述第二定滑轮108、第三定滑轮109和第四定滑轮110的转轴均平行于所述水平参考线设置，所述第二定滑轮108安装于所述第四液压缸105的活塞杆上端，所述第三定滑轮109和所述第四定滑轮110固定安装在所述水平金属梁12上，且所述第三定滑轮109和所述第四定滑轮110对称设于所述第四液压缸105的活塞杆的中轴线两侧；所述第二传动绳106依次绕过所述第三定滑轮109、第二定滑轮108和第四定滑轮110，所述第二传动绳106的两端分别固定连接所述活扣绳套21，且第二传动绳106的两端分别对称设于所述第四液压缸105的活塞杆的中轴线两侧。第二位置调整组件采用上述结构，第四液压缸105的活塞杆上下运动，可通过第二传动绳106带动吊装连接部件2沿竖直方向移动，从而实现与吊装连接部件2连接的GRP管道6的位置微调。第二位置调整组件除了采用上述结构外，也可采用任意可实现直线位置驱动调节的现有装置。

具体的，为了方便更多维度的实现沿垂直水平参考线方向的位置微调，所述第二位置调整组件还包括第五液压缸107，位于所述第二定滑轮108和所述第四定滑轮110之间的第二传动绳106的绳段作为倾斜段，所述第五液压缸107的活塞杆平行于所述倾斜段设置，且所述第五液压缸107的活塞杆固定连接并驱动所述倾斜段运动；所述水平金属梁12上安装有第二安装支架111，所述第五液压缸107的缸底和缸体侧壁分别通过第七销轴和第八销轴铰接所述第二安装支架111，所述第七销轴和第八销轴均平行于所述水平参考线设置。第二位置调整组件采用上述结构，第四液压缸105的活塞杆位置固定后，通过第五液压缸107的活塞杆带动第二传动绳106的倾斜段延其设置方向运动，进而带动吊装连接部件2沿垂直于水平参考线的水平方向移动，从而实现与吊装连接部件2连接的GRP管道6的位置微调。

具体的，所述定位槽91设为圆弧形槽，所述定位槽91与GRP管道6外径曲率相同。

具体的，所述GRP管道6间通过管道连接段61连接，所述定位块6设为多个，且每个所述管道连接段61附近对应设置一个所述定位块6。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是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简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (12)

1.一种GRP管道水下安装系统，其特征在于，包括安装吊具和可安装在水下基床上的定位块；

所述安装吊具包括框架，用于吊运GRP管道的吊装连接部件和用于容纳回填料的料仓；所述框架设有用于连接起重装置的吊点，所述料仓和所述吊装连接部件均安装在所述框架上，所述料仓开设有进料口和出料口，所述出料口开设于所述料仓底面，所述料仓设有控制所述出料口开闭的开关机构，所述出料口设于连接所述吊装连接部件的GRP管道正上方；

所述定位块上开设有定位槽，所述定位槽用于承托GRP管道侧壁以定位其安装位置，所述定位槽内壁可与GRP管道外壁相贴合；

所述框架包括设于顶部的多个水平金属梁，固定连接所述水平金属梁的多个竖向支撑杆，以及固定连接所述竖向支撑杆的下端部的横梁；所述吊点设为多个且均设于多个所述水平金属梁上，所述料仓固定连接所述竖向支撑杆，所述吊装连接部件安装于所述水平金属梁上；所述吊装连接部件包括用于套设固定GRP管道的活扣绳套，以及连接所述活扣绳套和所述水平金属梁的吊索，所述活扣绳套设有用于解扣的抽拉端，所述抽拉端通过固定件固定于所述水平金属梁上方；

以连接所述吊装连接部件的GRP管道位于设计位置时的中轴线作为水平参考线；所述安装吊具还包括用于微调所述吊装连接部件位置的微调机构，所述微调机构包括第一位置调整组件和第二位置调整组件，所述第一位置调整组件连接并驱动活扣绳套沿所述水平参考线方向运动，所述第二位置调整组件连接并驱动所述活扣绳套沿垂直于所述水平参考线方向运动；

所述第一位置调整组件包括第三液压缸，第一滑轮组，以及绕在所述第一滑轮组上的第一传动绳；所述第一传动绳设为矩形环状结构，包括两个平行于所述水平参考线设置的水平绳段，以及垂直于所述水平绳段设置的竖向绳段，位于下方的所述水平绳段固定连接所述活扣绳套，所述第三液压缸的活塞杆平行于水平参考线设置，且连接并驱动位于上方的所述水平绳段沿平行所述水平参考线方向运动；所述水平金属梁上安装有第一安装支架，所述第三液压缸的缸底和缸体侧壁分别通过第五销轴和第六销轴铰接所述第一安装支架，所述第五销轴和第六销轴均垂直于所述第一传动绳所在平面设置，所述第一滑轮组包括固定安装在所述框架上的四个第一定滑轮，且四个所述第一定滑轮分别设于所述第一传动绳的四角处，所述第一定滑轮的转轴垂直于所述第一传动绳所在平面设置；

所述第二位置调整组件包括第四液压缸，第二滑轮组，以及绕在所述第二滑轮组上的第二传动绳；所述第四液压缸的缸底固定在所述水平金属梁上，所述第四液压缸的活塞杆竖直向上设置，所述第四液压缸的活塞杆的中轴线与所述水平参考线相交，所述第二滑轮组包括第二定滑轮、第三定滑轮和第四定滑轮，所述第二定滑轮、第三定滑轮和第四定滑轮的转轴均平行于所述水平参考线设置，所述第二定滑轮安装于所述第四液压缸的活塞杆上端，所述第三定滑轮和所述第四定滑轮固定安装在所述水平金属梁上，且所述第三定滑轮和所述第四定滑轮对称设于所述第四液压缸的活塞杆的中轴线两侧；所述第二传动绳依次绕过所述第三定滑轮、第二定滑轮和第四定滑轮，所述第二传动绳的两端分别固定连接所述活扣绳套，且第二传动绳的两端分别对称设于所述第四液压缸的活塞杆的中轴线两侧。

2.根据权利要求1所述的GRP管道水下安装系统，其特征在于，所述开关机构包括可封闭所述出料口的第一百叶挡板组件；所述第一百叶挡板组件包括安装于所述出料口的多个第一挡板，与所述第一挡板一一对应设置的第一转轴，以及用于驱动多个所述第一转轴同步转动的第一驱动部件；多个所述第一挡板沿垂直于所述水平参考线的水平方向依次拼接排列以封闭所述出料口，所述第一转轴平行于与之对应设置的第一挡板设置，且所述第一挡板通过所述第一转轴转动连接所述料仓仓壁；多个所述第一转轴的中轴线均平行于所述水平参考线设置，且多个所述第一转轴的中轴线位于同一水平面。

3.根据权利要求2所述的GRP管道水下安装系统，其特征在于，所述料仓安装有第二百叶挡板组件，所述第二百叶挡板组件设于所述第一百叶挡板组件上方，所述第二百叶挡板组件包括多个第二挡板，与所述第二挡板一一对应设置的第二转轴，以及用于驱动多个所述第二转轴同步转动的第二驱动部件，多个所述第二挡板沿垂直于所述水平参考线的水平方向依次拼接排列以将所述料仓分隔为上、下两个舱室，所述第二转轴平行于与之对应设置的第二挡板设置，且所述第二挡板通过所述第二转轴转动连接所述料仓仓壁；所述第二转轴的中轴线平行于所述第一转轴中轴线设置，多个所述第二转轴的中轴线位于同一水平面。

4.根据权利要求3所述的GRP管道水下安装系统，其特征在于，所述出料口设为矩形开口，所述第一挡板和所述第二挡板均设为矩形挡板，所述第一挡板和第二挡板的长边平行于所述水平参考线设置。

5.根据权利要求4所述的GRP管道水下安装系统，其特征在于，所述第一驱动部件设于所述出料口下方，所述第一驱动部件包括一个第一横向拉杆，第一横向拉杆驱动装置，第一连接板，以及第三转轴，所述第一连接板和第三转轴与所述第一挡板一一对应设置；所述第一连接板垂直于所述第一挡板设置，且平行于所述水平参考线设置，所述第一连接板上端固定连接所述第一转轴，以带动所述第一挡板转动，所述第一横向拉杆的中轴线为垂直于所述水平参考线的水平线，所述第一横向拉杆驱动装置用于驱动所述第一横向拉杆沿其中轴线往复运动，所述第一连接板下端通过所述第三转轴转动连接所述第一横向拉杆，所述第三转轴平行于所述水平参考线设置。

6.根据权利要求5所述的GRP管道水下安装系统，其特征在于，所述第二驱动部件设于所述第二挡板下方，且设于所述料仓外；所述第二驱动部件包括一个第二横向拉杆，第二横向拉杆驱动装置，第二连接板，以及第四转轴，所述第二连接板和第四转轴与所述第二挡板一一对应设置；所述第二连接板垂直于所述第二挡板，且平行于所述水平参考线设置，所述第二连接板的上端固定连接所述第二转轴，以带动所述第二挡板转动，所述第二横向拉杆的中轴线为垂直于所述水平参考线的水平线，所述第二横向拉杆驱动装置用于驱动所述第二横向拉杆沿其中轴线往复运动，所述第二连接板下端通过所述第四转轴转动连接所述第二横向拉杆，所述第四转轴平行于所述水平参考线设置。

7.根据权利要求6所述的GRP管道水下安装系统，其特征在于，所述第一横向拉杆驱动装置包括用于推动所述第一横向拉杆沿其中轴线往复运动的第一液压缸，所述第一液压缸的活塞杆通过第一销轴铰接所述第一横向拉杆的一端，所述第一液压缸的缸底通过第二销轴铰接所述框架，所述第一销轴和第二销轴的中轴线均平行于所述水平参考线设置；所述第二横向拉杆驱动装置包括用于推动所述第二横向拉杆沿其中轴线往复运动的第二液压缸，所述第二液压缸的活塞杆通过第三销轴铰接所述第二横向拉杆的一端，所述第二液压缸的缸底通过第四销轴铰接所述框架，所述第三销轴和第四销轴的中轴线均平行于所述水平参考线设置。

8.根据权利要求3所述的GRP管道水下安装系统，其特征在于，所述出料口下方安装有导料筒，所述导料筒顶面和底面均敞口设置，所述导料筒的上端口连通所述出料口，所述导料筒外壁包括可罩设于连接所述吊装连接部件的GRP管道侧壁上方的倒V形槽体，所述倒V形槽体的顶边平行于所述水平参考线设置。

9.根据权利要求8所述的GRP管道水下安装系统，其特征在于，所述料仓内设有将所述料仓分隔为等容积的两部分的竖向隔板，所述竖向隔板与所述水平参考线共面设置，且竖向隔板竖直设置；所述倒V形槽体设于所述竖向隔板正下方，所述倒V形槽体的顶边通过竖直连接板固定连接所述竖向隔板；所述倒V形槽体的两个下边沿分别向下延伸出一个导向板，所述导向板设于所述倒V形槽体外，且所述导向板下部向靠近另一导向板的方向倾斜，两个所述导向板间最小间距大于连接所述吊装连接部件的GRP管道的外管径。

10.根据权利要求1所述的GRP管道水下安装系统，其特征在于，所述框架上安装有多个所述吊装连接部件，每个所述吊装连接部件对应设置至少一个料仓。

11.根据权利要求1所述的GRP管道水下安装系统，其特征在于，所述第二位置调整组件还包括第五液压缸，位于所述第二定滑轮和所述第四定滑轮之间的第二传动绳绳段作为倾斜段，所述第五液压缸的活塞杆平行于所述倾斜段设置，且所述第五液压缸的活塞杆固定连接并驱动所述倾斜段运动；所述水平金属梁上安装有第二安装支架，所述第五液压缸的缸底和缸体侧壁分别通过第七销轴和第八销轴铰接所述第二安装支架，所述第七销轴和第八销轴均平行于所述水平参考线设置。

12.一种GRP管道水下安装方法,其特征在于，采用如权利要求1至11中任一项所述的GRP管道水下安装系统，所述安装方法包括以下步骤：

基床初步整平：利用潜水员水下整平将定位块放置区域的基床按照设计标高进行整平；

安装定位块：利用起重设备将定位块安放到基床上的定位块预设安装位置，安放好的所述定位块上的定位槽的水平位置与标高位于GRP管道的预设安装位置上；

GRP管道安装：安装吊具的吊装连接部件连接GRP管道，开关机构将所述料仓的出料口封闭，向料仓内添加回填料，利用所述GRP管道水下安装吊具将GRP管道和回填料一同吊运至预定安装海域，设备进行粗调定位后缓慢下放所述GRP管道水下安装吊具，使其支撑杆底端落于海底基床上，待GRP管道水下安装吊具落底稳定后开始GRP管道精调定位，直至GRP管道末端准确落于所述定位槽内，GRP管道前端由所述微调机构进行微调定位，以使GRP管道达到其预设安装水平位置和标高；

管道连接：按预设安装要求连接新安装的GRP管道与已安装完成的GRP管道；

锁固回填：控制开关机构将所述料仓的出料口开启以释放回填料，使其填充至新安装的GRP管道底部和侧部，以完成单段GRP管道的点锁，抽拉活扣绳套的抽拉端解除吊装连接部件与GRP管道的连接，将所述GRP管道水下安装吊具移走；

回填覆盖：利用抛石船抛填碎石，全面覆盖连接好的多段GRP管道，完成整体回填覆盖施工。

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