CN102677627B

CN102677627B - 柔性促淤防冲刷装置及其安装方法

Info

Publication number: CN102677627B
Application number: CN201210154667.8A
Authority: CN
Inventors: 喻国良; 斯锋
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2032-05-16
Also published as: CN102677627A

Abstract

一种柔性促淤防冲刷装置及其安装方法，所述装置包括：网垫、气泡膜、边套、加强筋、缆绳和锚绳，其中：边套设置在气泡膜的四周，弹性加强筋设置在气泡膜下缘，缆绳一端设在气泡膜下缘，另外一端设置在网垫上，锚绳一端设在网垫上，另外一端设置在锚上；一个网垫上交错设置多个由气泡膜、边套、加强筋、缆绳组成的漂浮单体。本发明通过电缆将锚枪和动力电源相连，利用锚枪把锚打入指定深度的土体中，其中气泡膜既可利用其背面的横轴漩涡使泥沙回流淤积，同时又有缓流促淤积的效果。本发明的技术实施简单，成本低，功效高。

Description

柔性促淤防冲刷装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及的是一种水利工程领域的技术，具体地说，涉及的是一种柔性促淤防冲刷装置及其安装方法。

背景技术

滩涂围垦、河流和海岸工程防护、湿地保护能让人类获得宝贵的土地资源和宜人生活环境，但海岸线后退、河流和海岸建筑物掏空失稳时常发生，全球冲刷问题目前十分严重。因此，急需研究新型、高效的岸滩促淤防冲装置。

经对现有技术文献的检索发现，中国专利公开号CN1687530，公开日为2005年10月26日，专利申请号CN200510026599.7，专利名称为：河床与海床泥沙截留、促淤积防冲刷的装置，该专利包括：浮帘、浮体、过沙窗口、锚定构件，浮体设在浮帘上缘，过沙窗口设在浮帘的底部，锚定构件设在浮帘下缘。在浮帘的背水面存在一个横轴大旋涡，浮帘上游的底部来沙通过浮帘的过沙窗口进入并淤积在该大旋涡区内，最终随时间推移在该旋涡区内淤积成一个沙丘。其不足之处在于：1）浮体的设置在实际应用中不好实施，应利用浮帘自身的浮力使其漂浮在水体中；2）锚定构件重梁周围产生不均匀的局部冲刷，容易导致整个装置失稳；3）过沙窗口的设置，锚定构件重梁的安装布置，在实际应用中操作复杂，步骤繁琐。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在河床与海床上，可以快速简便应用的柔性促淤防冲刷装置及其安装方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明所述的柔性促淤防冲刷装置，包括：网垫、气泡膜、边套、加强筋、缆绳和锚绳。边套设置在气泡膜的四周，弹性加强筋设置在气泡膜下缘，缆绳一端设在气泡膜下缘，另外一端设置在网垫上，锚绳一端设在网垫上，另外一端设置在锚上。一个网垫上交错设置多个由气泡膜、边套、加强筋、缆绳组成的漂浮单体。

本发明所述的柔性促淤防冲刷装置的安装方法，包括如下步骤：

第一步，安装前将柔性促淤防冲刷装置沿长度方向卷成捆，将锚绳的一端系于锚上；

第二步，安装时将成捆的柔性促淤防冲刷装置投放到在需要促淤防冲刷的部位，在水流波浪小时将成捆的柔性促淤防冲刷装置打开展平，使其平整地铺设到需要促淤防冲刷的海床或河床的指定位置上；

第三步，然后将锚投放到在需要布锚的位置，将电缆的一端连接到动力电源，另外一端连接到锚枪上，将锚枪分别***每个锚体内，启动动力电源，使用锚枪将每个锚分别打入海床或河床土体内的指定深度；

第四步，最后将每个锚绳的另外一端系于网垫，防止水流波浪作用下将柔性促淤防冲刷装置漂移；施工完毕后关掉动力电源，回收锚枪。

本发明的优点在于：1）缓流促淤积效率高，铺设在被保护建筑物周围能够起到显著的促淤防冲作用；2）施工快速，应用简单方便，可以适用于不同环境；3)柔性促淤防冲刷装置结构简单，可捆卷起来，存储和运输都很方便。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图。

图2为本发明装置安装示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，其中：网垫1、气泡膜2、边套3、加强筋4、缆绳5、锚6、锚绳7、锚枪8、动力电源9和电缆10。边套3设置在气泡膜2的四周，弹性加强筋4设置在气泡膜2下缘，缆绳5一端设在气泡膜2下缘，另外一端设置在网垫1上，锚绳7一端设在网垫1上，另外一端设置在锚6上。一个网垫1上交错设置多个由气泡膜2、边套3、加强筋4、缆绳5组成的漂浮单体。

安装前将柔性促淤防冲刷装置沿长度方向卷成捆，将锚绳7的一端系于锚6上；安装时将成捆的柔性促淤防冲刷装置投放到在需要促淤防冲刷的部位，在水流波浪小时将成捆的柔性促淤防冲刷装置打开展平，使其平整地铺设到需要促淤防冲刷的海床或河床的指定位置上；然后将锚6投放到在需要布锚的位置；将电缆10的一端连接到动力电源9，另外一端连接到锚枪8上；将锚枪分别***每个锚体内，启动动力电源9，使用锚枪8将每个锚6分别打入海床或河床土体内的指定深度；最后将每个锚绳7的另外一端系于网垫1，防止水流波浪作用下将柔性促淤防冲刷装置漂移；施工完毕后关掉动力电源9，回收锚枪8。

所述的网垫1是由防紫外线、高强度、耐腐蚀的非金属材料制作，四周以及沿长度方向每隔30～200cm横向布置的网绳为主网绳，主网绳每隔2～40cm串穿直径为5～30cm的混凝土圆柱段，它能够软贴水下地形，其作用是为每个柔性促淤防冲刷单元提供系泊作用，与锚一起防止柔性促淤防冲刷装置被水流冲走。

所述的气泡膜2是由防紫外线、高强度、耐腐蚀轻质非金属材料制作的、且布满气泡的薄膜。气泡的作用是提供足够的浮力使其漂浮在水中。

所述的边套3由防紫外线、高强度、耐腐蚀轻质非金属材料制作的、包住气泡膜2四周的一种边条，使气泡膜2在水流作用下依然能够保证其平整性，不致其发生较大扭曲形变，避免影响该装置的促淤防冲刷效果。

所述的加强筋4是一种由防紫外线、高强度、耐腐蚀、弯曲应力较大的轻质材料做成的薄片，设置在气泡膜2的下缘，防止气泡膜2被撕裂。

所述的缆绳5是由防紫外线、高强度、耐腐蚀轻质非金属材料制作的绳索，其作用是将气泡膜2系到网垫1的主网绳上。

所述的锚6是由钢筋混凝土制作的结构物，其头部尖小，尾部为一柱体，其大小与锚枪8头部的空洞的大小正好相同，其作用是将气泡膜2和网垫1固定在床面上，防止其被水流冲跑。

所述的锚绳7由防紫外线、高强度、耐腐蚀轻质非金属材料制作的绳索，其作用是将气泡膜2和网垫1系到锚6上。

所述的锚枪8是一种在通电情况下发生不断向下锤击振动的柱形设备，其头部设置一个空洞，其大小与锚6尾部凸出柱体的大小正好相同，其作用是将锚6上推入水下土体一定深度。

所述的动力电源9是直流或交流电源，其作用是为锚枪8提供工作动力。

所述的电缆10是内部由高强度、导电性能好的金属材料制作，外部由防紫外线、高强度、耐腐蚀、绝缘的、防水的非金属材料制作，其作用是连接锚枪8和动力电源9，提供电流运动的导体，同时兼作锚枪8的拉绳。

所述装置工作时，必须设置在水下所指定床面上需要促淤积和防止冲刷的部位。对于需要河床海床泥沙截留、促淤积防冲刷范围广的区域，可以采用多排多列布置，每个装置尽量应正对水流，以获取大面积促淤防冲效果。

在安装上述装置时，操作简单方便，可以适用于不同环境。同时也可以通过定位设备，将装置精确安装到所需要防护的位置。

以下提供上述装置具体的应用实施例：

实施例1

将上述装置应用于流速为0.3m/s的海岸，每个气泡膜用聚乙烯材料制作、且布满气泡，气泡膜尺寸为120cm（宽）×80cm（长），密度为150kg/m³，按横向间距50cm，纵向间距80cm交错布置于网垫上，每行布置5个气泡膜，布置6行，即单个柔性促淤防冲刷装置共有气泡膜30个。网垫1由聚乙烯材料制作，四周以及沿长度方向每隔80cm为主网绳，主网绳每隔5cm串穿直径为10cm的混凝土圆柱段。边套、缆绳、锚绳用聚乙烯材料制作，加强筋用PVC板制作。锚用钢筋混凝土制作圆柱体，总高30cm、总直径15cm，其中凸出部分为直径5cm、高10cm的圆柱，为每个柔性促淤防冲刷装置制作10个，在网垫的每条边均匀连接3个，同时在中间两根横向主缆绳上分别连接一个锚。

前将柔性促淤防冲刷装置沿长度方向卷成捆，将锚绳的一端系于锚上；安装时将成捆的柔性促淤防冲刷装置投放到在需要促淤防冲刷的部位，在水流波浪小时将成捆的柔性促淤防冲刷装置打开展平，使其平整地铺设到需要促淤防冲刷的海岸位置上；将锚的凸出部分***锚枪中，将电缆一端连接到锚枪上，然后将锚、锚枪和电缆一同投放到在需要布锚的位置，将电缆的另一端连接到动力电源，启动动力电源，使用锚枪将锚打入海床土体内的3m深度，然后利用电缆将锚枪提升回水面，分别将其余的锚打入指定深度；最后将每个锚绳的另外一端系于网垫的网绳上，使所述装置可以稳定在海床表面上，不被水流拖曳力拖动；如此在沿岸边铺设柔性促淤防冲刷装置4排，约每隔2米铺设一排，共计铺设800个。施工完毕后关掉动力电源，回收锚枪。实施以后，可以沿海岸形成长960米、宽40米的保护区。

实施例2

将上述装置应用于流速为0.6m/s的海洋中，每个气泡膜用聚乙烯材料制作、且布满气泡，气泡膜尺寸为120cm（宽）×60cm（长），密度为250kg/m³，按横向间距100cm，纵向间距100cm交错布置于网垫上，每行布置5个气泡膜，布置8行，即单个柔性促淤防冲刷装置共有气泡膜40个。网垫1由聚乙烯材料制作，四周以及沿长度方向每隔100cm为主网绳，主网绳每隔5cm串穿直径为10cm的混凝土圆柱段。边套、缆绳、锚绳用聚乙烯材料制作，加强筋用PVC板制作。锚用钢筋混凝土制作圆柱体，总高30cm、总直径20cm，其中凸出部分为直径5cm、高10cm的圆柱，为每个柔性促淤防冲刷装置制作11个，在网垫的每条边均匀连接3个，同时在中间横向主网绳上间隔连接一个锚。

施工前将柔性促淤防冲刷装置沿长度方向卷成捆，将锚绳的一端系于锚上；施工时将成捆的柔性促淤防冲刷装置投放到在需要促淤防冲刷的部位，在水流波浪小时将成捆的柔性促淤防冲刷装置打开展平，使其平整地铺设到需要促淤防冲刷的海岸位置上；将锚的凸出部分***锚枪中，将电缆一端连接到锚枪上，然后将锚、锚枪和电缆一同投放到在需要布锚的位置，将电缆的另一端连接到动力电源，启动动力电源，使用锚枪将锚打入海床土体内的3m深度，然后利用电缆将锚枪提升回水面，分别将其余的锚打入指定深度；最后将每个锚绳的另外一端系于网垫的网绳上，使所述装置可以稳定在海床表面上，不被水流拖曳力拖动；如此在板桩码头沿线均匀铺设柔性促淤防冲刷装置8排，约每隔2米铺设一排，共计铺设640个所述装置。施工完毕后关掉动力电源，回收锚枪。实施以后，可以在码头前沿海床上形成长640米、宽100米保护范围。

实施例3

将上述装置应用于流速为1.8m/s的河流中桥墩的防冲刷保护，每个气泡膜用PA材料制作、且布满气泡，气泡膜尺寸为100cm（宽）×80cm（长），密度为150kg/m³，按横向间距100cm，纵向间距80cm交错布置于网垫上，每行布置5个气泡膜，布置10行，即单个柔性促淤防冲刷装置共有气泡膜50个。网垫1由PA材料制作，四周以及沿长度方向每隔80cm为主网绳，主网绳每隔5cm串穿直径为10cm的混凝土圆柱段。边套、缆绳、锚绳用PA材料制作，加强筋用PVC板制作。锚用钢筋混凝土制作圆柱体，总高40cm、总直径15cm，其中凸出部分为直径5cm、高10cm的圆柱，为每个柔性促淤防冲刷装置制作20个，网垫每条边均匀连接3个，中间横向主网绳各连接一个。

施工前将柔性促淤防冲刷装置沿长度方向卷成捆，将锚绳的一端系于锚上；施工时将成捆的柔性促淤防冲刷装置投放到在需要促淤防冲刷的部位，在水流波浪小时将成捆的柔性促淤防冲刷装置打开展平，使其平整地铺设到需要促淤防冲刷的海岸位置上；将锚的凸出部分***锚枪中，将电缆一端连接到锚枪上，然后将锚、锚枪和电缆一同投放到在需要布锚的位置，将电缆的另一端连接到动力电源，启动动力电源，使用锚枪将锚打入海床土体内的4m深度，然后利用电缆将锚枪提升回水面，分别将其余的锚打入指定深度；最后将每个锚绳的另外一端系于网垫的网绳上，使所述装置可以稳定在海床表面上，不被水流拖曳力拖动；如此在桥墩四周铺设柔性促淤防冲刷装置4排，约每隔1米铺设一排，共计铺设64个装置。施工完毕后关掉动力电源，回收锚枪。实施以后，可以在桥墩上游河床上形成长130米、宽45米的保护层。

实施例4

将上述装置应用于流速为1m/s底质为粉沙的海洋中海底管道的防冲刷保护，每个气泡膜用PA材料制作、且布满气泡，气泡膜尺寸为100cm（宽）×60cm（长），密度为300kg/m³，按横向间距100cm，纵向间距50cm交错布置于网垫上，每行布置5个气泡膜，布置10行，即单个柔性促淤防冲刷装置共有气泡膜50个。网垫1由PA材料制作，四周以及沿长度方向每隔50cm为主网绳，主网绳每隔3cm串穿直径为10cm的混凝土圆柱段。边套、缆绳、锚绳用PA材料制作，加强筋用PE板制作。锚用钢筋混凝土制作圆柱体，总高40cm、总直径15cm，其中凸出部分为直径5cm、高10cm的圆柱，为每个柔性促淤防冲刷装置制作16个，网垫周围每条边各连接3个，中间主网绳上各连接一个。

施工前将柔性促淤防冲刷装置沿长度方向卷成捆，将锚绳的一端系于锚上；施工时将成捆的柔性促淤防冲刷装置投放到在需要促淤防冲刷的部位，在水流波浪小时将成捆的柔性促淤防冲刷装置打开展平，使其平整地铺设到需要促淤防冲刷的海岸位置上；将锚的凸出部分***锚枪中，将电缆一端连接到锚枪上，然后将锚、锚枪和电缆一同投放到在需要布锚的位置，将电缆的另一端连接到动力电源，启动动力电源，使用锚枪将锚打入海床土体内的3m深度，然后利用电缆将锚枪提升回水面，分别将其余的锚打入指定深度；最后将每个锚绳的另外一端系于网垫的网绳上，使所述装置可以稳定在海床表面上，不被水流拖曳力拖动；如此在海底管道两边分别均匀铺设3排柔性促淤防冲刷装置，约每隔2米铺设1排，共计铺设1200个。施工完毕后关掉动力电源，回收锚枪。实施以后，可以在海底管道周围形成长2000m、宽60m、0.3米厚的淤积保护层。

本发明通过电缆将锚枪和动力电源相连，利用锚枪把锚打入指定深度的土体中，其中气泡膜即可利用其背面的横轴漩涡使泥沙回流淤积，同时又有缓流促淤积的效果。本发明的技术实施简单，成本低，功效高。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种柔性促淤防冲刷装置，其特征在于包括：网垫、气泡膜、边套、加强筋、缆绳和锚绳，其中：边套设置在气泡膜的四周，弹性加强筋设置在气泡膜下缘，缆绳一端设在气泡膜下缘，另外一端设置在网垫上，锚绳一端设在网垫上，另外一端设置在锚上；一个网垫上交错设置多个由气泡膜、边套、加强筋、缆绳组成的漂浮单体。

2.根据权利要求1所述的柔性促淤防冲刷装置，其特征在于，所述的网垫是由防紫外线、高强度、耐腐蚀的非金属材料制作，四周以及沿长度方向每隔30～200cm横向布置的网绳为主网绳，主网绳每隔2～40cm串穿直径为5～30cm的混凝土圆柱段。

3.根据权利要求1所述的柔性促淤防冲刷装置，其特征在于，所述的气泡膜是由防紫外线、高强度、耐腐蚀轻质非金属材料制作的、且布满气泡的薄膜。

4.根据权利要求1所述的柔性促淤防冲刷装置，其特征在于，所述的边套由防紫外线、高强度、耐腐蚀轻质非金属材料制作的、包住气泡膜四周的一种边条。

5.根据权利要求1所述的柔性促淤防冲刷装置，其特征在于，所述的加强筋是一种由防紫外线、高强度、耐腐蚀、弯曲应力较大的轻质材料做成的薄片。

6.根据权利要求1所述的柔性促淤防冲刷装置，其特征在于，所述的缆绳是由防紫外线、高强度、耐腐蚀轻质非金属材料制作的绳索。

7.一种权利要求1-6任一项所述装置的安装方法，其特征在于包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的柔性促淤防冲刷装置的安装方法，其特征在于，所述的电缆是内部由高强度、导电性能好的金属材料制作，外部由防紫外线、高强度、耐腐蚀、绝缘的、防水的非金属材料制作。