CN113047221A - 一种逆水沉排装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种逆水沉排装置及其使用方法，该沉排装置包括排体、砼压载块和铺排船，砼压载块设置在排体的上方；排体一端连接在铺排船上；排体由多个基本单元拼接而成；基本单元上设置有纵向加筋条和横向加筋条；在纵向加筋条上设置绑扎环；在横向加筋条在外侧设置拉环；排头设置有固定装置；排体横向，第一排满铺砼压载块；排体纵向，第一列及最后一列铺满双层连锁块；排体中间部位，间隔梅花形满铺砼压载块；排体尾部设置双倍系排梁，最后一排满铺砼压载块。该沉排装置具有施工便利、效率高的优点，能有效应对在滩头、水流紊乱冲刷剧烈处的排体铺设工作，砼压载块排布方式解决了逆水沉排难以着床或着床后发生幅度较大的震荡漂的缺点。

Description

一种逆水沉排装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及沉排装置领域，尤其涉及一种逆水沉排装置及其使用方法。

背景技术

在长江中游航道整治工程的护滩和护岸工程中，采用软体排进行水下护底是目前的一 种主流结构形式，其主要目的是保护工程区域河床泥沙免受水流的淘刷，从而确保整治建 筑物的稳定。

江心滩滩头受水流冲刷影响最为明显，常规软体排铺设施工工艺有顺水流和垂直水流 两种，用于边滩守护的软体排一般由浅水向深水即从岸边向江心铺设，铺排方向与水流方 向垂直，在江心滩滩头位置，水流由江心向岸边流动再向两侧分流，造成铺排方向与水流 方向相反。逆流铺排，当排头沉入水底后，在水流作用下，常规铺排方法排体难以沉入江 底。

软体排悬空部分背面受水流冲击力，导致排体上凸或者漂浮；另外铺排船的铺排滑板 背面迎流，主流将向下流动，加大悬挂排体迎流面的流速，水流的上举力将大于排体的水 下重力；水流集中到排体下角后往两侧流动，其横向流速将明显大于来流速度，使排体难 以着床，悬挂排体也会漂浮摆动，产生滑排和撕排，或者拖动、拉扯已经着床部分的排体， 造成已经铺好排体的破坏，由于排体在水中发生幅度较大的上下震荡漂，逆水沉排施工难 度较大，目前使用较少。

现有软体排是在土工织物处理软基技术上延伸出来的一种河床及河岸保护技术，上世 纪90年代开始，被用于长江中下游及河口航道整治及河岸和海岸保护工程。20多年来， 众多的设计和工程施工人员对软体排的结构型式和沉排方式等做过诸多探讨，但并无较大 改进。现有软体排的普通结构，一般包括位于下方铺设于河床两侧的排布以及均匀间隔布 置在排布上方的砼块。

如中国专利CN104594292A公开的一种防撕裂土工软体排结构，包括位于下方的排布 和均匀阵列设置于排布上表面的砼块，所述排布两侧边缘位置设置有若干沿侧边方向且相 互连续的圆形布筒，圆形布筒内装灌有河砂。本发明虽然能够方便软体排沉排操作，且放 置了沉排时出现卷排和边缘撕裂的现象，但是砼块的排布方式，并不能解决软体排逆水沉 排时，排体在水中发生的幅度较大的上下震荡漂的问题。

因此，如何设计一个能在逆水沉排时使排体高效沉入江底，且能克服排体在水中产生 的幅度较大的上下震荡漂的沉排装置，是目前亟待解决的问题，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种逆水沉排装置，其包括：

排体、砼压载块以及铺排船；

砼压载块设置在排体的上方；

排体一端连接在铺排船上；

排体由多个基本单元拼接而成，所述基本单元为编织土工布。

优选地，所述基本单元上设置有加筋条，所述加筋条包括纵向加筋条和横向加筋条。

优选地，所述基本单元沿宽度方向每隔一段距离设置一个纵向加筋条，在所述加筋条 上每隔一段距离设置一个绑扎环。

优选地，所述基本单元第一个和最后一个沿纵向每间隔一段距离设置根横向加筋条， 横向加筋条在外侧设置有拉环。

优选地，所述铺排船上设置有卷筒和翻板，排体一端被收拢在卷筒上，所述拉环利用 尼龙绳固定在翻板两侧滑槽内。

优选地，所述排体的排头处设置有固定装置，所述固定装置包括安装槽、安装板、固 定板、两根立柱、三个固定套筒和三个活动杆。安装槽设置在安装板上，固定板用螺栓固定在预定排头安置点，两根立柱一左一右固定在固定板边缘；安装板的左侧、右侧和下侧分别连接着一个活动杆的一端，活动杆的另一端分别连接在一个固定套筒的内部，三个固定套筒分别固定在固定板和两根立柱上。

优选地，固定套筒呈圆柱状，其内部设有圆柱状空腔，且其空腔内滑动连接有限位板， 所述限位板呈圆盘状，限位板两侧都设置有弹簧，靠内的一侧通过弹簧连接到固定套筒底 部，靠外的一侧通过弹簧连接到活动杆。

优选地，所述砼压载块为双层连锁块。

优选地，所述排体横向，第一排满铺双层连锁块。

优选地，所述排体纵向，第一列及最后一列铺满双层连锁块。

优选地，所述排体中间部位，间隔梅花形满铺双层连锁块。

优选地，所述排尾设置双倍系排梁，最后一排满铺双层连锁块。

优选地，使用方法如下：

第一步：工前准备；

第二步：船舶定位、船舶校验；

第三步：排体以及砼压载块出运；

第四步：排布上卷筒；

第五步：排头梁、砼压载块吊装与安放；

第六步：排头沉放；

第七步：砼压载块吊装与安放；

第八步：排尾沉放；

第九步：多波束、声呐检测；

第十步：确定下一张排体位置。

优选地，所述使用方法有以下要求：

第一：对铺设环境进行检验；

第二：对排体、砼压载块进行检验；

第三：按设计要求宽度铺设排体；

第四：铺排施工，从下游到上游依次沉放；

第五：排头选择双系排梁及双层连锁块进行压载；

第六：移船需在GPS定位系统监控下进行；

第七：施工过程中不断地进行流向、流速及水深测量；

第八：每张排体在铺设前根据前一张排体实际边线位置进行修正以确定最后位置。

相比于现有技术，本发明技术方案具有以下有益效果：

(1)本发明设计了一种逆水沉排装置，该排体具有施工便利、效率高的优点，能有效应对在滩头、水流紊乱冲刷剧烈处的排体铺设工作，克服排体在水中产生幅度较大的上下震荡漂，导致施工难度大的问题。

(2)排体结构简单稳固，砼压载块排布方式解决了逆水沉排难以着床或着床后发生 上浮及漂移的缺点，砼压载块梅花形排布使得排体结构更加稳固。

(3)排头设置有固定装置，排尾设置有双倍系排梁，以防止排体出现滑动、互相拉扯的问题。

(4)排体上设置的纵向加筋条、绑扎环、纵向加筋条、拉环的设计，使得整个排体结构稳固紧凑，避免了排体撕裂的问题。

(5)本发明给出了铺排时候的要求限定，以确保排体沉放能够满足要求，将排体准确无误地铺排在预定地点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图是本申请的一 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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。 附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明提供的沉排装置的结构图。

图2为本发明提供的无砼压载块的基本单元结构图；

图3为本发明逆水沉排装置的使用方法流程图。

附图标记说明：1、基本单元；2、纵向加筋条；3、横向加筋条；4、绑扎环；5、铺 排船；6、排体；7、砼压载块；8、卷筒；9、翻板。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的 附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本 申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件 的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本申请的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚， 可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本申请的范围和精神。另外，为了 清楚和简洁，实施例中省略了对已知功能和构造的描述。

应该理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“本实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“一个实施例”或“本实施例”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、 结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清 楚的目的，其本身并不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系， 例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文 中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以 表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关 联对象是一种“或”关系。

本文中术语“至少一种”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种 关系，例如，A和B的至少一种，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这 三种情况。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体 或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在 任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵 盖非排他性的包含。

实施例1

一种逆水沉排装置，其包括：

排体6、砼压载块7以及铺排船5；

砼压载块7设置在排体6的上方；

排体6一端连接在铺排船5上；

排体6由多个基本单元1拼接而成，所述基本单元1为编织土工布。

进一步的，所述基本单元1上设置有加筋条，所述加筋条包括纵向加筋条2和横向加 筋条3。

进一步的，所述基本单元1沿宽度方向每隔一段距离设置一个纵向加筋条2，在所述 加筋条上每隔一段距离设置一个绑扎环4。

经实验发现，基本单元沿宽度方向每0.5m设置一个5cm的宽纵向加筋条，在加筋条上每1m设置一个直径8cm的绑扎环为最优。

进一步的，所述基本单元1第一个和最后一个沿纵向每间隔一段距离设置1根横向加 筋条3，横向加筋条3在外侧设置有拉环。

经实验发现，基本单元第一个和最后一个沿纵向每间隔2m设置1根4m横向加筋条，横向加筋条在外侧设置拉环为最优。

进一步的，所述铺排船5上设置有卷筒8和翻板9，排体6一端被收拢在卷筒8上， 所述拉环利用尼龙绳固定在翻板9两侧滑槽内。

进一步的，所述排体6的排头处设置有固定装置，所述固定装置包括安装槽、安装板、 固定板、两根立柱、三个固定套筒和三个活动杆。安装槽设置在安装板上，固定板用螺栓 固定在预定排头安置点，两根立柱一左一右固定在固定板边缘；安装板的左侧、右侧和下 侧分别连接着一个活动杆的一端，活动杆的另一端分别连接在一个固定套筒的内部，三个 固定套筒分别固定在固定板和两根立柱上。

进一步的，固定套筒呈圆柱状，其内部设有圆柱状空腔，且其空腔内滑动连接有限位 板，所述限位板呈圆盘状，限位板两侧都设置有弹簧，靠内的一侧通过弹簧连接到固定套 筒底部，靠外的一侧通过弹簧连接到活动杆。

排头连接稳固，加筋条的设计使得基本单元1之间结构牢固，避免了排体撕裂的现象。

实施例2

基于上述实施例1，所述砼压载块7为双层连锁块。

进一步的，所述排体6横向，第一排满铺双层连锁块。

进一步的，所述排体6纵向，第一列及最后一列铺满双层连锁块。

进一步的，所述排体6中间部位，间隔梅花形满铺双层连锁块。

进一步的，所述排尾设置双倍系排梁，最后一排满铺双层连锁块。

该排体6具有施工便利、效果好的优点，能有效应对在滩头、水流紊乱冲刷剧烈处的 排体6铺设工作，砼压载块7排布方式解决了逆水沉排难以着床或着床后发生上浮及漂移 的缺点，砼压载块呈梅花形满铺使排体结构更加稳固。

实施例3

基于上述实施例2，本实施例介绍了逆水沉排装置的使用方法。

请参考图2，图2为逆水沉排装置的使用方法流程图，其展示了逆水沉排装置的使用 方法如下

第一步：工前准备；

第二步：船舶定位、船舶校验、材料出运、材料校验；

第三步：排体6以及砼压载块7出运；

第四步：排布上卷筒8；

第五步：排头梁、砼压载块7吊装与安放；

第六步：排头沉放；

第七步：砼压载块7吊装与安放；

第八步：排尾沉放；

第九步：多波束、声呐检测；

第十步：确定下一张排体6位置。

其中第一步是进行排体6以及砼压载块7的制作。

第二步是利用船舶对标高进行检验，确认铺设范围内河床表面无大石块、木桩及凸出 泥面的杂物等影响铺排质量的障碍物存在。

第三步是对排体6以及砼压载块7进行出运，以及对其质量进行检查。

第四步是将排体排布上卷筒8。

第五步是进行排头梁、砼压载块7的吊装与安放，并进行参数记录；

第六步是排头的沉放，排头的下放是主要控制因素，需进行参数记录，并实时声呐扫 测。

第七步是砼压载块7的吊装与安放，同时放排与移船，并进行参数的记录和实时声呐 扫测，铺排施工顺序为从下游向上游方向依次沉放。

第八步是排尾的沉放，需要同时进行参数记录和数据整理。

第九步是多波束、声呐的监测。

第十步是确定下一张排体6的位置，根据前一张排体6实际边线位置进行修正以确定 最后位置。

进行这十步操作有以下八个注意点。

(1)铺设软体排前应对标高进行检验。确认铺设范围内河床表面无大石块、木桩及凸出泥面的杂物等影响铺排质量的障碍物存在，防止对排体6土工布损坏。

(2)铺设作业前必须对排体6、砼联锁块的质量进行检查，发现破损等损坏处必须进 行修补或更换。

(3)软体排应根据设计要求的宽度铺设，并充分考虑排体6收缩和偏移的影响。

(4)铺排施工顺序为从下游向上游方向依次沉放。

(5)排头的下放是主要控制因素，排头选择双系排梁及双联锁块进行压载；

(6)移船需在GPS定位系统监控下进行，当GPS失锁或者精度较差时，应暂停施工。移船速度必须与排体6铺设速度同步，并根据水流情况调整移船方向，以确保排体6铺设 在设计断面范围之内。

(7)施工过程中不断地进行流向、流速及水深测量，通过实时声纳检测排体6搭接情况，及时调整船位及排体6入水位置，确保铺设位置准确性。

(8)每张排体6在铺设前根据前一张排体6实际边线位置进行修正以确定最后位置， 并预留一定的横向收缩量，确保相邻排体6之间实际搭接宽度满足设计要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，其并非因此限制本发明的保护范围，对于本 领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，通 过常规的替代或者能够实现相同的功能在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实 施例进行变化、修改、替换、整合和参数变更均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种逆水沉排装置，其包括：

排体(6)、砼压载块(7)以及铺排船(5)；

砼压载块(7)设置在排体(6)的上方；

排体(6)一端连接在铺排船(5)上；

排体(6)由多个基本单元(1)拼接而成，所述基本单元(1)为编织土工布。

2.根据权利要求1所述的一种逆水沉排装置，其特征在于，所述基本单元(1)上设置有加筋条，所述加筋条包括纵向加筋条(2)和横向加筋条(3)。

3.根据权利要求2所述的一种逆水沉排装置，其特征在于，所述基本单元(1)沿宽度方向每隔一段距离设置一个纵向加筋条(2)，在纵向加筋条(2)上每隔一段距离设置一个绑扎环(4)；所述基本单元(1)第一个和最后一个沿纵向每间隔一段距离设置1根横向加筋条(3)，在横向加筋条(3)在外侧设置有拉环。

4.根据权利要求3所述的一种逆水沉排装置，其特征在于，所述铺排船(5)上设置有卷筒(8)和翻板(9)，排体(6)一端被收拢在卷筒(8)上，所述拉环利用尼龙绳固定在翻板(9)两侧滑槽内。

5.根据权利要求1所述的一种逆水沉排装置，其特征在于，所述排体(6)的排头处设置有固定装置，所述固定装置包括安装槽、安装板、固定板、两根立柱、三个固定套筒和三个活动杆。安装槽设置在安装板上，固定板用螺栓固定在预定排头安置点，两根立柱一左一右固定在固定板边缘；安装板的左侧、右侧和下侧分别连接着一个活动杆的一端，活动杆的另一端分别连接在一个固定套筒的内部，三个固定套筒分别固定在固定板和两根立柱上。

6.根据权利要求5所述的一种逆水沉排装置，其特征在于，优选地，固定套筒呈圆柱状，其内部设有圆柱状空腔，且其空腔内滑动连接有限位板，所述限位板呈圆盘状，限位板两侧都设置有弹簧，靠内的一侧通过弹簧连接到固定套筒底部，靠外的一侧通过弹簧连接到活动杆。

7.根据权利要求1所述的一种逆水沉排装置，其特征在于，砼压载块(7)为双层连锁块。

8.根据权利要求7所述的一种逆水沉排装置，其特征在于，所述排体(6)横向，第一排满铺砼压载块(7)；排体(6)纵向，第一列及最后一列铺满砼压载块(7)；排头和排尾设置有双倍系排梁，并在排头的第一排及排尾的最后一排铺满砼压载块(7)；排体(6)中间部位，间隔梅花形满铺砼压载块(7)。

9.根据权利要求1-8所述的逆水沉排装置的使用方法，其特征在于，所述方法如下：

第一步：工前准备；

第二步：船舶定位、船舶校验、材料出运、材料校验；

第三步：排体(6)以及砼压载块(7)出运；

第四步：排布上卷筒(8)；

第五步：排头梁、砼压载块(7)吊装与安放；

第六步：排头沉放；

第七步：砼压载块(7)吊装与安放；

第八步：排尾沉放；

第九步：多波束、声呐检测；

第十步：确定下一章排体(6)位置。

10.根据权利要求9所述逆水沉排装置的使用方法，其特征在于，满足以下要求：

第一：对铺设环境进行检验；

第二：对排体(6)、砼压载块(7)进行检验；

第三：按设计要求宽度铺设排体(6)；

第四：铺排施工，从下游到上游依次沉放；

第五：排头选择双系排梁及双层连锁块进行压载；

第六：移船需在GPS定位系统监控下进行；

第七：施工过程中不断地进行流向、流速及水深测量；

第八：每张排体(6)在铺设前根据前一张排体(6)实际边线位置进行修正以确定最后位置。

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