CN210263106U - 用于沉管沉放的水袋压载水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于沉管沉放的水袋压载水系统，装水单元包括多个水袋组，水袋组的个数为双数；管路单元包括两条主水管路、通气管路和多条支水管路；两条主水管路关于沉管长度方向的中线呈对称布置；水袋组进排水管路的一端与主水管路连接，其另一端与水袋组连接，每一个水袋组处设置一条水袋组进排水管路；压载管路的两端均与主水管路连接，每条压载管路上均安装有排水泵，压载管路上的排水泵出口处以及主水管路与压载管路的连接段安装有液压阀；通气管路安装于沉管对接端的一侧，其一端连接封端门，其另一端悬空，通气管路上设置有截止阀。本实用新型替代传统施工方法，采用投入成本更低、更便捷的系统，实现管节安全、快速和平稳沉放。

Description

用于沉管沉放的水袋压载水系统

技术领域

本实用新型属于沉管隧道施工技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种用于沉管沉放的水袋压载水系统。

背景技术

沉管法是一种在水底建筑隧道的施工方法，其主要是先将若干个预制好的沉管管节分别浮运到海面(河面)现场，然后将其一个个地沉放安装在已疏浚好的基槽内。目前，沉管沉放的方法主要有两种，第一种是采用沉放船吊装法，即通过在沉放船上设置的吊缆进行沉管的沉放，同时在沉管的四角设置安装缆，安装缆的另一端通过抛锚的方式固定在沉管基槽外，在沉管沉放过程中，以抛锚固定点为着力点，通过安装缆拉动沉管进行定位。然而，这种方法由于无法控制沉管在沉放过程中的摆动，易导致沉管的沉放位置偏离预定位置。因此，这种沉放方式已很少采用；第二种方法是目前广泛采用的方法，在待沉放的管节内设置多个水箱，通过向水箱内注水以增大沉管整体的重量，从而实现沉管的沉放，沉放时只需要严格控制每个水箱的进水水量就可以保持沉管沉放的姿态，这种方法虽然可以实现沉管的高效、平稳沉放，但水箱的制作比较昂贵，而且需要在沉管内安装很多预埋件，不利于水箱的制作和拆卸。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于沉管沉放的水袋压载水系统，替代传统施工方法，采用投入成本更低、更便捷的系统，实现管节安全、快速和平稳沉放的目的。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种用于沉管沉放的水袋压载水系统，包括装水单元和管路单元；

装水单元包括多个水袋组，所述水袋组的个数为双数，每个水袋组由两个相同的水袋通过管路连接组成，多个水袋组在沉管的两边关于沉管长度方向的中线呈对称布置；

管路单元包括两条主水管路、通气管路和多条支水管路；

两条主水管路关于沉管长度方向的中线呈对称布置，所述主水管路上设置有液压阀；

支水管路包括水袋组进排水管路和压载管路；所述水袋组进排水管路的一端与主水管路连接，其另一端与水袋组连接，所述水袋组进排水管路上安装有液压阀，每一个水袋组处设置一条水袋组进排水管路；所述压载管路为双数条且关于沉管长度方向的中线呈对称布置，所述压载管路的两端均与主水管路连接，每条压载管路上均安装有排水泵，所述压载管路上的排水泵出口处以及主水管路与压载管路的连接段安装有液压阀；

通气管路安装于沉管对接端的一侧，其一端连接封端门，其另一端悬空，所述通气管路上设置有截止阀。

优选的是，所述主水管路上还设置有手动阀。

优选的是，所述支水管路还包括扫舱管路和封端门抽水管路；

所述封端门抽水管路布置于沉管对接端的一侧，其一端与封端门结合腔连通，其另一端悬空；

扫舱管路为两组，对称布置于沉管内靠近对接端的两个角落上，扫舱管路的一端与扫舱潜水泵连接，其另一端与水袋组进排水管路连接；

所述封端门抽水管路和所述扫舱管路上均安装有手动阀。

优选的是，所述主水管路、通气管路和多条支水管路均采用橡胶软管。

优选的是，所述水袋压载水系统还包括测量单元，所述测量单元包括双向流量计、压力传感器和浮球开关；

所述水袋组进排水管路上安装有双向流量计，每个水袋组的两个水袋之间的管路上安装有压力传感器，沉管对接端的两个角上分别安装一个浮球开关。

优选的是，还包括：

主控制台，用于发送控制指令和显示沉管沉放信息；

阀控柜，其位于沉管内，所述阀控柜与主控制台通讯连接，所述阀控柜与双向流量计、压力传感器、浮球开关以及液压阀电连接；

泵控柜，其位于沉管内，所述泵控柜与主控制台通讯连接，所述泵控柜与排水泵以及扫舱潜水泵电连接。

优选的是，主水管路上设置的液压阀为开度电液式蝶阀。

本实用新型至少包括以下有益效果：

第一、采用水袋进行储水，水袋的水量由双向流量计和压力传感器进行精确测量，不仅大量减少了预埋件的设置，而且降低了人工劳动量和储水装置的成本。

第二、采用了两条主水管路，避免了管路穿越沉管的中间隔墙，降低了系统的施工难度。

第三、采用橡胶软管作为进排水管路，相比目前的钢管管路，可以降低管路安装的难度，提高施工效率。

第四、实现了沉管的安全、快速和平稳沉放，当沉管需要下沉时，打开主水管路上的开度电液式蝶阀和水袋组进排水管路上的开关电液式蝶阀，依靠水头差就可以使水流入水袋，从而加大沉管自身重量，使沉管下沉；当需要上浮管节时，打开排水泵两边的开关电液式蝶阀和主水管路上的开度电液式蝶阀，开启排水泵，就可以使水袋中的水排出，从而减小管节自重，使沉管上浮；水袋组的水量由双向流量计和压力传感器进行精确测量；不仅可以保证进出水流量的可调，而且可以在紧急情况下关闭管路，充分保证沉管沉放的平稳和安全。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是实施例1中的用于沉管沉放的水袋压载水系统结构示意图；

图2是实施例1中A处放大图；

图3是实施例1中B/D处放大图；

图4是实施例1中C处放大图；

图5是实施例1中E处放大图；

1-水袋组进排水管路，2-水袋组，21-第一小水袋，22-第二小水袋，3-主水管路，4-扫舱管路，5-封端门抽水管路，6-通气管路，7-压载管路，8-手动阀，9-开度电液式蝶阀，10-排水泵，11-开关电液式蝶阀，12-双向流量计，13-压力传感器，14-扫舱潜水泵，15- 浮球开关，16-截止阀。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并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实用新型的限制。

实施例1

如图1～5所示，本实用新型提供一种用于沉管沉放的水袋压载水系统，包括装水单元和管路单元；

装水单元包括多个水袋组2，所述水袋组2的个数为双数，每个水袋组2有两个相同的水袋，如图4所示分别为第一小水袋21和第二小水袋22，第一小水袋21和第二小水袋22通过管路连接组成，多个水袋组2在沉管的两边关于沉管长度方向的中线呈对称布置；本实施例中所述的装水单元包括六个水袋组2，每个水袋的大小尺寸为15x8x2m，在沉管的两边各布置关于沉管长度中线呈对称的三个水袋组2，每边的三个水袋组2在沿沉管长度中线方向等距布置。

本实施例中管路单元包括两条主水管路3、一条通气管路6和支水管路；

两条主水管路3关于沉管长度方向的中线呈对称布置，所述主水管路3上设置有开度电液式蝶阀9，可以控制主水管路3上的进水量，主水管路的一端穿出沉管的非对接端，设置两条主水管路3避免了管路穿越沉管的中间隔墙，降低了系统的施工难度。

本实施例中支水管路包括六条水袋组进排水管路1和两条压载管路7；所述水袋组进排水管路1的一端与主水管路3连接，其另一端与水袋组2连接，所述水袋组进排水管路 1上安装有开关电液式蝶阀，用于控制水流入水袋，每一个水袋组2处设置一条水袋组进排水管路1；所述压载管路7为双数条且关于沉管长度方向的中线呈对称布置在沉管对接端一侧，所述压载管路7的两端均与主水管路3连接，每条压载管路7上均安装有排水泵 10，在本实施例中两个排水泵10流量为150m³/h、扬程为40m。所述压载管路7上的排水泵10出口处以及主水管路3与压载管路7的连接段安装有开关电液式蝶阀。

通气管路6安装于沉管对接端的一侧，其一端连接封端门，其另一端悬空，所述通气管路6上设置有截止阀16，所述通气管路6用于使沉管对接端结合腔通大气，防止结合腔内有负压，造成抽不出结合腔的水的问题。沉管对接端结合腔是指两节沉管衔接后两节沉管之间会形成一个结合腔，结合腔和沉管的腔室之间是独立的，为了保证结合腔通大气特设置通气管路，而现有技术中的沉管均是有人孔的，人孔直接通向水面以上，因此可以保证沉管内与大气是连通的。

进一步地，所述主水管路3上还设置有手动阀8，手动阀8和开度电液式蝶阀9为冗余设计，手动液压阀为常开状态，用于在紧急情况下关闭管路。

进一步地，所述支水管路还包括两条扫舱管路4和一条封端门抽水管路5；

所述封端门抽水管路5布置于沉管对接端的一侧，其一端与封端门结合腔连通，其另一端悬空，以便之后与主水管路连接，沉管中可以设置一个备用泵，沉管完成对接后，沉管的对接端会形成结合腔，结合腔里装满了水，通过抽水管路抽水有两种方案，一种是将抽水管路连接备用泵并和主水管路连接，此时打开封端门抽水管路上的手动阀，再打开需要进水的水袋的进排水管路上的开关电液式蝶阀，打开通气管路上的截止阀，由于水头差，结合腔的水会自动流入一部分到水袋中，接着启动备用泵，将结合腔中剩余的水抽入到水袋中。另一种方案是抽水管路直接和主水管路连接，通过排水泵直接将结合腔中的水排到河里去。

扫舱管路4为两组，对称布置于沉管内靠近对接端的两个角落上，扫舱管路4的一端与扫舱潜水泵14连接，其另一端与水袋组进排水管路1连接；在沉管沉放的过程中，当沉管出现漏水时，将启动相应的扫舱潜水泵14，将沉管内的水抽到水袋组2里。

所述封端门抽水管路5和所述扫舱管路4上均安装有手动阀8。

在本实施例中，所述主水管路3、通气管路6和支水管路均采用橡胶软管。

进一步地，所述水袋压载水系统还包括测量单元，所述测量单元包括双向流量计12、压力传感器13和浮球开关15；

所述水袋组进排水管路1上安装有双向流量计12，双向流量计12用于检测流进水袋的进水量，每个水袋组2的两个水袋之间的管路上安装有压力传感器13，压力传感器13用于检测水袋内的水压，从而保证水袋能够安全储水，沉管对接端的两个角上分别安装一个浮球开关15，浮球开关15用于检测沉管是否漏水。

进一步地，还包括：

主控制台，用于发送控制指令和显示阀控柜以及泵送柜反馈的沉管沉放信息；

阀控柜，其位于沉管内，所述阀控柜与主控制台通讯连接，所述阀控柜与双向流量计 12、压力传感器13、浮球开关15以及液压阀电连接。

泵控柜，其位于沉管内，所述泵控柜与主控制台通讯连接，所述泵控柜与排水泵10以及扫舱潜水泵14电连接。

本实施例的实施过程中：当沉管需要下沉时，首先打开两条主水管路3上的开度电液式蝶阀9和主水管路3上的开关电液式蝶阀，由于水头差，河水会自动流入主水管路3，然后打开需要进水水袋组2旁的水袋组进排水管路1上的开关电液式蝶阀，就可以控制河水流入相应的水袋，这样可以在加大沉管自身重量的同时，控制进入每个水袋的水流量调节沉管的姿态，使沉管平稳下沉。流入水的速度由开度电液式蝶阀9进行控制，流入每一个水袋组2的水量由每一个水袋组2的水袋组进排水管路1上的双向流量计12进行测量，同时，压力传感器13检测水袋组2内的水压，进一步防止水袋因储水过多而爆破。当水袋组2进水达到要求后，关闭相应水袋组2旁的水袋组进排水管路1上的开关电液式蝶阀。当所有水袋组2进水结束后，关闭两条主水管路3上的开度电液式蝶阀9和与排水管连接段的主水管路3上的开关电液式蝶阀。

当需要上浮管节或沉放到位要排水时，首先打开两条主水管路3上的开度电液式蝶阀 9，压载管路7上的开关电液式蝶阀，再启动两个排水泵10，接着打开要进行排水水袋组 2旁的水袋组进排水管路1上的开关电液式蝶阀，就可以控制每一个水袋组2进行排水，排出水的速度由开度电液式蝶阀9进行控制，排出每一个水袋组2的水量由每一个水袋组 2的水袋组进排水管路1上的双向流量计12进行测量，从而间接得到水袋组2内的净水量。当水袋组2排水达到要求后，关闭相应水袋组2旁的进排水管路上的开关电液式蝶阀。当所有水袋组2排水结束后停止排水泵10，最后关闭压载管路7上的开关电液式蝶阀，两条主水管路3上的开度电液式蝶阀9。

在沉管沉放的过程中，当浮球开关15检测到沉管出现漏水时，将启动相应的扫舱潜水泵14，将沉管内的水抽到水袋组2里。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (7)

1.一种用于沉管沉放的水袋压载水系统，其特征在于，包括装水单元和管路单元；

装水单元包括多个水袋组，所述水袋组的个数为双数，每个水袋组由两个相同的水袋通过管路连接组成，多个水袋组在沉管的两边关于沉管长度方向的中线呈对称布置；

管路单元包括两条主水管路、通气管路和多条支水管路；

两条主水管路关于沉管长度方向的中线呈对称布置，所述主水管路上设置有液压阀；

支水管路包括水袋组进排水管路和压载管路；所述水袋组进排水管路的一端与主水管路连接，其另一端与水袋组连接，所述水袋组进排水管路上安装有液压阀，每一个水袋组处设置一条水袋组进排水管路；所述压载管路为双数条且关于沉管长度方向的中线呈对称布置，所述压载管路的两端均与主水管路连接，每条压载管路上均安装有排水泵，所述压载管路上的排水泵出口处以及主水管路与压载管路的连接段安装有液压阀；

通气管路安装于沉管对接端的一侧，其一端连接封端门，其另一端悬空，所述通气管路上设置有截止阀。

2.如权利要求1所述的用于沉管沉放的水袋压载水系统，其特征在于，所述主水管路上还设置有手动阀。

3.如权利要求1或2所述的用于沉管沉放的水袋压载水系统，其特征在于，所述支水管路还包括扫舱管路和封端门抽水管路；

所述封端门抽水管路布置于沉管对接端的一侧，其一端与封端门结合腔连通，其另一端悬空；

扫舱管路为两组，对称布置于沉管内靠近对接端的两个角落上，扫舱管路的一端与扫舱潜水泵连接，其另一端与水袋组进排水管路连接；

所述封端门抽水管路和所述扫舱管路上均安装有手动阀。

4.如权利要求3所述的用于沉管沉放的水袋压载水系统，其特征在于，所述主水管路、通气管路和多条支水管路均采用橡胶软管。

5.如权利要求3所述的用于沉管沉放的水袋压载水系统，其特征在于，所述水袋压载水系统还包括测量单元，所述测量单元包括双向流量计、压力传感器和浮球开关；

所述水袋组进排水管路上安装有双向流量计，每个水袋组的两个水袋之间的管路上安装有压力传感器，沉管对接端的两个角上分别安装一个浮球开关。

6.如权利要求5所述的用于沉管沉放的水袋压载水系统，其特征在于，还包括：

主控制台，用于发送控制指令和显示沉管沉放信息；

阀控柜，其位于沉管内，所述阀控柜与主控制台通讯连接，所述阀控柜与双向流量计、压力传感器、浮球开关以及液压阀电连接；

泵控柜，其位于沉管内，所述泵控柜与主控制台通讯连接，所述泵控柜与排水泵以及扫舱潜水泵电连接。

7.如权利要求1所述的用于沉管沉放的水袋压载水系统，其特征在于，主水管路上设置的液压阀为开度电液式蝶阀。

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