CN114934510A - 一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置，包括钢管笼架、土工管袋、六通充砂转换器、输砂管道，钢管笼架设置有四个并通过球铰接头相接，钢管笼架内嵌入有泡沫浮体，土工管袋通过内八字拉结缆固定在四个钢管笼架内侧；输砂管道一端安装有泥砂泵，另一端通过六通充砂转换器连接至土工管袋内部；土工管袋外侧设置有隔污帘，隔污帘成闭环围墙状，并安装在四个钢管笼架下端面。本发明一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置，采用自浮装配式结构，结构紧凑，便于装配和拆卸，能够利于土工管的充砂作业，施工效率高，使用成本低；而且能够对土工管袋充灌过程中的砂水混合物进行物理隔离，显著降低污染扩散风险，安全可靠。

Description

一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置

技术领域

本发明涉及堤坝施工装备技术领域，具体为一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置。

背景技术

在河流入湖与入海口，常通过建设导堤束水，防止泥沙淤积；在沿海港口区域常通过建设防波堤抵御海浪入侵港池。此类堤防工程均在水中开展施工作业，地基基础多为厚淤泥质层，结构设计使用寿命与服役周期长，因此对堤身因软弱地基造成的不均匀沉降及堤身裂缝控制要求严格，对基础垫层设计提出了较高要求。

采用大面积土工管袋充砂作为砂被垫层增加堤身与地基接触面积，增强堤身整体性，可有效控制堤身的不均匀沉降。常规土工管袋充砂操作是采用对拉船定位，两艘船舶拉紧定位袋体进行沉放与充砂工作，该方法因船舶使用，成本较高，而且充砂效率较低。同时在开放环境中无法控制充砂时因泥沙扩散造成的水体污染，不符合绿色环保施工要求，存在优化施工设备与工艺的需要。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置，以解决以上缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置，包括钢管笼架、土工管袋、六通充砂转换器、输砂管道，所述钢管笼架设置有四个并通过球铰接头首尾相接成矩形状，所述钢管笼架内均嵌入有泡沫浮体，所述土工管袋通过内八字拉结缆固定在四个所述钢管笼架内侧；所述输砂管道一端安装有泥砂泵，并置于泥砂驳船存储的砂水混合物内，另一端通过六通充砂转换器连接至土工管袋内部；所述土工管袋外侧设置有隔污帘，所述隔污帘成闭环围墙状，并安装在四个所述钢管笼架下端面。

优选地，所述六通充砂转换器设置有一个进砂口和五个出砂口，所述六通充砂转换器的进砂口上连接有进砂管，所述进砂管的末端与输砂管道一端相连，所述六通充砂转换器的五个出砂口，包括一个主出砂口和四个副出砂口，所述主出砂口上连接有主出砂管，所述副出砂口上均连接有副出砂管，所述主出砂管连接在土工管袋的左侧或右侧上并与土工管袋内部贯通，四个所述副出砂管分别连接土工管袋的上下两侧上并与土工管袋内部贯通。

优选地，所述钢管笼架下设置有挂板，所述挂板上等距离设置有若干个挂孔，所述隔污帘上端设置的的若干个挂钩分别卡合在挂板的挂孔中，所述隔污帘下侧等距离设置有若干个隔污帘铅垂体。

优选地，所述钢管笼架由若干个钢管组合焊接而成的笼状结构，并由首段笼架、中段笼架以及尾段笼架组成，所述首段笼架与中段笼架之间、中段笼架与尾段笼架之间均通过单向铰接接头连接，所述首段笼架前端、所述尾段笼架尾端均设置有球铰接头。

优选地，所述输砂管道等距离套设有若干个浮筒。

优选地，所述土工管袋左侧或右侧端面上设置有主充砂口，所述土工管袋的上下两侧端面上分别设置有两个副充砂口，所述主出砂管的末端连接在主充砂口上，四个所述副出砂管的末端分别连接在四个副充砂口上，所述土工管袋上端面上设置有管袋排水口。

优选地，所述中段笼架设置有若干个，若干个所述中段笼架首尾相接成线状结构，且两个所述中段笼架之间均通过单向铰接接头连接。

优选地，四个所述钢管笼架外侧设置有若干个平台固定外八字锚缆。

优选地，四个钢管笼架中的两个相邻的钢管笼架连接处内侧均设置有双道角撑。

优选地，所述泥砂驳船内存储的砂水混合物，包括砂石、水以及泥浆，所述砂石是泥砂驳船原先储存的或后期补给船补充的，所述水及泥浆是通过抽水泵抽取附近水域的水和泥浆并泵入泥砂驳船内。

本发明的有益效果在于：

本发明的一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置，在钢管笼架内安装泡沫浮体，以提高整个系统的浮力；四个钢管笼架通过球铰接头首尾相接成矩形状，且钢管笼架内通过单向铰接接头连接，提高钢管笼架的变形能力，削弱整个系统在风浪作用下产生的剪力、弯矩和扭矩；通过设置六通充砂转换器并对土工管袋内采用多通道充砂，充砂效率高；在钢管笼架下端面设置隔污帘，便于将土工管袋在充砂时排出的砂水混合物限制在一定范围内，降低污染物的扩散风险。本发明一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置，采用自浮装配式结构，结构紧凑，便于装配和拆卸，能够利于土工管的充砂作业，施工效率高，使用成本低；而且能够对土工管袋充灌过程中的砂水混合物进行物理隔离，显著降低污染扩散风险，安全可靠。

附图说明

图1：本发明的结构示意图；

图2：本发明的六通充砂转换器的结构示意图；

图3：本发明的钢管笼架的结构示意图。

具体实施方式

结合附图1-3，对本发明的具体实施方式作如下说明：

如图1-3所示，一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置，包括钢管笼架1、土工管袋2、六通充砂转换器3、输砂管道4。钢管笼架1设置有四个并通过球铰接头7首尾相接成矩形状，钢管笼架1内均嵌入有泡沫浮体10，确保本系统操作平台能够自浮于水面之上。钢管笼架1上端面设置有作业防护栏，且作业防护栏的栏杆采用横杆排布，可用于安全绳系挂，便于系挂安全绳时走动作业。

其中，钢管笼架1由若干个钢管组合焊接而成的笼状结构，并由首段笼架11、中段笼架12以及尾段笼架13组成，首段笼架11与中段笼架12之间、中段笼架12与尾段笼架13之间均通过单向铰接接头14连接，首段笼架11前端、尾段笼架13尾端均设置有球铰接头7。中段笼架12设置有若干个，若干个中段笼架12首尾相接成线状结构，且两个中段笼架12之间均通过单向铰接接头14连接。四个钢管笼架1利用球铰接头7进行连接装配，使平台在转折位置处有全方位的转动预留空间，削弱平台整体在外力作用下产生的剪力、弯矩和扭矩。同时，钢管笼架1内多节段之间采用单向铰接接头14连接，便于确保操作平台单边在波浪作用下有一定的活动性，削弱平台整体在外力作用下产生的剪力、弯矩和扭矩，同时约束左右方向位移，确保平台整体性。

土工管袋2通过内八字拉结缆21固定在四个钢管笼架1内侧，在土工管袋2下水定位完成后，利用内八字拉结缆21将土工管袋2拉结固定在四个钢管笼架1内侧，使土工管袋2定点沉放于预定位置，且在充砂过程中不产生位移。

四个钢管笼架1外侧设置有若干个平台固定外八字锚缆8，，在本系统操作平台装配完成并下水定位完毕后，采用拖船拉锚并抛锚固定，使操作平台能够在固定位置展布作业。

四个钢管笼架1中的两个相邻的钢管笼架1连接处内侧均设置有双道角撑6，加强平台在转折位置的连接强度，以应对恶劣天气下风浪作用下平台的结构稳定与安全性保障。

输砂管道4一端安装有泥砂泵42，并置于泥砂驳船5存储的砂水混合物内，另一端通过六通充砂转换器3连接至土工管袋2内部。其中，输砂管道4等距离套设有若干个浮筒41，能够使输砂管道4漂浮与水面之上，便于安装连接。若没有浮筒41，输砂管道4的中部会置于水面之下，输砂管道4整体不再是一条水平线上，那样会增加了砂石泥浆等的输送难度；同时，输砂管道4置于水面之下，易与泥砂驳船5、挖砂船等附近作业船只形成碰撞、缠绕，造成作业风险。

同时，所述泥砂驳船5内存储的砂水混合物，包括砂石、水以及泥浆，所述砂石是泥砂驳船5原先储存的或后期补给船补充的，所述水及泥浆是通过抽水泵抽取附近水域的水和泥浆并泵入泥砂驳船5内，方便对泥砂驳船5内的泥砂进行补充，也能够实现对土工管袋2内进行砂水混合物的持续充灌作业。

六通充砂转换器3设置有一个进砂口和五个出砂口，六通充砂转换器3的进砂口上连接有进砂管31，进砂管31的末端与输砂管道4一端相连，六通充砂转换器3的五个出砂口，包括一个主出砂口和四个副出砂口，主出砂口上连接有主出砂管32，副出砂口上均连接有副出砂管33，主出砂管32连接在土工管袋2的左侧或右侧上并与土工管袋2内部贯通，四个副出砂管33分别连接土工管袋2的上下两侧上并与土工管袋2内部贯通。土工管袋2左侧或右侧端面上设置有主充砂口，土工管袋2的上下两侧端面上分别设置有两个副充砂口，主出砂管32的末端连接在主充砂口上，四个副出砂管33的末端分别连接在四个副充砂口上，土工管袋2上端面上设置有管袋排水口22。土工管袋2上端面上设置有管袋排水口22，在土工管袋2内的砂石泥浆充灌作业时，砂水混合物从主出砂管32、副出砂管33进入土工管袋2内部，砂沉淀后，在水压力作用下上层清水从管袋排水口22排出。

土工管袋2外侧设置有隔污帘9，隔污帘9成闭环围墙状，并安装在四个钢管笼架1下端面。其中，钢管笼架1下设置有挂板，挂板上等距离设置有若干个挂孔，隔污帘2上端设置的的若干个挂钩31分别卡合在挂板的挂孔中，隔污帘2下侧等距离设置有若干个隔污帘铅垂体91。隔污帘9拉伸展开后形成阻隔体系，当土工管袋2内砂水混合物充灌充盈时，土工管袋2内排出的砂水混合物能够被限制在一定范围内，降低污染物的扩散风险。

本发明的一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置，在钢管笼架1内安装泡沫浮体10，以提高整个系统的浮力；四个钢管笼架1通过球铰接头7首尾相接成矩形状，且钢管笼架1内通过单向铰接接头14连接，提高钢管笼架1的变形能力，削弱整个系统在风浪作用下产生的剪力、弯矩和扭矩；通过设置六通充砂转换器3并对土工管袋2内采用多通道充砂，充砂效率高；在钢管笼架下端面设置隔污帘9，便于将土工管袋2在砂石泥浆充灌时排出的砂水混合物限制在一定范围内，降低污染物的扩散风险。

本发明一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置，采用自浮装配式结构，结构紧凑，便于装配和拆卸，能够利于土工管袋的充砂作业，施工效率高，使用成本低；而且能够对土工管袋充灌过程中的砂水混合物进行物理隔离，显著降低污染扩散风险，安全可靠。

上述结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置，其特征在于，包括钢管笼架(1)、土工管袋(2)、六通充砂转换器(3)、输砂管道(4)，所述钢管笼架(1)设置有四个并通过球铰接头(7)首尾相接成矩形状，所述钢管笼架(1)内均嵌入有泡沫浮体(10)，所述土工管袋(2)通过内八字拉结缆(21)固定在四个所述钢管笼架(1)内侧；所述输砂管道(4)一端安装有泥砂泵(42)，并置于泥砂驳船(5)存储的砂水混合物内，另一端通过六通充砂转换器(3)连接至土工管袋(2)内部；所述土工管袋(2)外侧设置有隔污帘(9)，所述隔污帘(9)成闭环围墙状，并安装在四个所述钢管笼架(1)下端面。

2.根据权利要求1所述一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置，其特征在于，所述六通充砂转换器(3)设置有一个进砂口和五个出砂口，所述六通充砂转换器(3)的进砂口上连接有进砂管(31)，所述进砂管(31)的末端与输砂管道(4)一端相连，所述六通充砂转换器(3)的五个出砂口，包括一个主出砂口和四个副出砂口，所述主出砂口上连接有主出砂管(32)，所述副出砂口上均连接有副出砂管(33)，所述主出砂管(32)连接在土工管袋(2)的左侧或右侧上并与土工管袋(2)内部贯通，四个所述副出砂管(33)分别连接土工管袋(2)的上下两侧上并与土工管袋(2)内部贯通。

3.根据权利要求1所述一种装配式土工管袋充灌隔污系统，其特征在于，所述钢管笼架(1)下设置有挂板，所述挂板上等距离设置有若干个挂孔，所述隔污帘(2)上端设置的的若干个挂钩分别卡合在挂板的挂孔中，所述隔污帘(2)下侧等距离设置有若干个隔污帘铅垂体(91)。

4.根据权利要求1所述一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置，其特征在于，所述钢管笼架(1)由若干个钢管组合焊接而成的笼状结构，并由首段笼架(11)、中段笼架(12)以及尾段笼架(13)组成，所述首段笼架(11)与中段笼架(12)之间、中段笼架(12)与尾段笼架(13)之间均通过单向铰接接头(14)连接，所述首段笼架(11)前端、所述尾段笼架(13)尾端均设置有球铰接头(7)。

5.根据权利要求1所述一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置，其特征在于，所述输砂管道(4)等距离套设有若干个浮筒(41)。

6.根据权利要求2所述一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置，其特征在于，所述土工管袋(2)左侧或右侧端面上设置有主充砂口，所述土工管袋(2)的上下两侧端面上分别设置有两个副充砂口，所述主出砂管(32)的末端连接在主充砂口上，四个所述副出砂管(33)的末端分别连接在四个副充砂口上，所述土工管袋(2)上端面上设置有管袋排水口(22)。

7.根据权利要求4所述一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置，其特征在于，所述中段笼架(12)设置有若干个，若干个所述中段笼架(12)首尾相接成线状结构，且两个所述中段笼架(12)之间均通过单向铰接接头(14)连接。

8.根据权利要求1所述一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置，其特征在于，四个所述钢管笼架(1)外侧设置有若干个平台固定外八字锚缆(8)。

9.根据权利要求1所述一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置，其特征在于，四个钢管笼架(1)中的两个相邻的钢管笼架(1)连接处内侧均设置有双道角撑(6)。

10.根据权利要求1所述一种自浮装配式土工管袋充灌与隔污装置，其特征在于，所述泥砂驳船(5)内存储的砂水混合物，包括砂石、水以及泥浆，所述砂石是泥砂驳船(5)原先储存的或后期补给船补充的，所述水及泥浆是通过抽水泵抽取附近水域的水和泥浆并泵入泥砂驳船(5)内。

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