專利名稱：模塊式人造網(wǎng)狀鋪墊防沖刷裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種水利工程技術(shù)領(lǐng)域的防沖刷技術(shù)，具體地說(shuō)，是一種模塊式人造網(wǎng)狀鋪墊防沖刷裝置及方法。
背景技術(shù)：
沖刷是經(jīng)常遇到的一種災(zāi)害性問(wèn)題，如管道被淘刷懸空造成的變形與斷裂、橋墩沖刷引起橋梁倒塌等。過(guò)去為了防止沖刷，常常使通過(guò)在沖刷發(fā)生的水流底部放置裝有卵石的竹籠或鐵籠，或直接放置大塊石，直接阻止水流對(duì)床面的沖刷。然而這些傳統(tǒng)辦法，在要保護(hù)和防止沖刷部位的流速并沒(méi)有減少，竹籠或鐵籠一旦腐蝕破壞，或放置的大塊石被沖走，防止沖刷的功能失效；另外，由于泥沙的掩埋，需要投放的石塊量大，工程費(fèi)用高。因此，發(fā)明防止水流沖刷的有效方法具有極其重要的國(guó)民經(jīng)濟(jì)價(jià)值。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)申請(qǐng)(專利)號(hào)98121425. 8，公開(kāi)(公告) 號(hào)12181 ，公開(kāi)(公告)日1999. 06. 02。專利名稱為水中結(jié)構(gòu)物的防沖刷構(gòu)件和防沖刷施工法，是一種具有一種水中結(jié)構(gòu)物的防沖刷構(gòu)件和使用這種防沖刷構(gòu)件的防沖刷施工法，該構(gòu)件由以下部分構(gòu)成用編織物做成的網(wǎng)線線徑M與網(wǎng)眼的長(zhǎng)邊N滿足公式3 < N/ MS 20關(guān)系的袋體、穿過(guò)該袋體開(kāi)口部附近的網(wǎng)眼的環(huán)形吊索、穿過(guò)穿。有吊索的網(wǎng)眼附近的網(wǎng)眼且將袋體的開(kāi)口部封閉的扎緊繩。該專利不足之處在于1)對(duì)減少?zèng)_刷的機(jī)理不清楚，仍然屬于傳統(tǒng)的防沖刷方法；2)雖然該發(fā)明能夠使所述的結(jié)構(gòu)物與床面緊密接觸，但是，由于在要保護(hù)和防止沖刷部位的流速并沒(méi)有減少，所述的結(jié)構(gòu)物容易被強(qiáng)水流沖走，且由于水流的不斷沖刷會(huì)引起所述的結(jié)構(gòu)物在泥沙中移動(dòng)和部分掩埋，造成其防沖的功能失效，因此，需要工程費(fèi)用高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種模塊式人造網(wǎng)狀鋪墊防沖刷裝置及方法，用于防止水工建筑物、河岸及海灘保護(hù)的沖刷，實(shí)施簡(jiǎn)單，成本低，功效
尚ο為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案本發(fā)明所述的模塊式人造網(wǎng)狀鋪墊防沖刷裝置，所述裝置采用模塊式網(wǎng)狀鋪墊結(jié)構(gòu)，每個(gè)網(wǎng)狀鋪墊包括織物墊、拉鏈、主纜繩、主錨、次纜繩、次錨組成。所述織物墊四周設(shè)置拉鏈，在織物墊的中心和四周均設(shè)置次纜繩，每根次纜繩連接次錨，位于最外圍的織物墊上還設(shè)有主纜繩，每根主纜繩連接主錨，所述織物墊設(shè)有網(wǎng)孔，網(wǎng)繩上帶有長(zhǎng)于網(wǎng)孔的毛發(fā)。進(jìn)一步的，所述織物墊帶有均勻分布的網(wǎng)孔，網(wǎng)繩上可以帶有長(zhǎng)于5倍網(wǎng)孔以上的毛發(fā)。毛發(fā)在靜止水體中能夠垂直漂浮，其密度小于水體密度。網(wǎng)孔的大小為河床或海床床面上被覆蓋地的泥沙中值粒徑的0. 5-2倍，網(wǎng)孔的密度不小于0. 3。進(jìn)一步的，主錨是頭部為圓錐的柱體上帶有多個(gè)葉片的空心體，該主錨打入河床或海床，其外部設(shè)有一個(gè)拉環(huán)，主纜繩連結(jié)到拉環(huán)上。主錨的作用是防止促淤裝置被水流沖走。進(jìn)一步的，所述次錨打入河床或海床床面，其外部設(shè)有一個(gè)拉環(huán)，次纜繩連結(jié)到拉環(huán)上。次錨的尺寸為主錨的1/2到1/5。次錨可以是頭部為圓錐的柱體上帶有多個(gè)葉片的空心體，也可以是比水體密度大的物塊，只要對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染和經(jīng)濟(jì)合算，如鐵球，通過(guò)次纜繩將每一塊織物墊固定在床面上，防止被水流沖走。本發(fā)明所述的模塊式人造網(wǎng)狀鋪墊防沖刷方法，具體是通過(guò)在床面發(fā)生沖刷或者防沖保護(hù)部位設(shè)置模塊式人造網(wǎng)狀鋪墊，所述網(wǎng)狀鋪墊鋪放固定在河床或海床床面，該網(wǎng)狀鋪墊的網(wǎng)繩上帶有長(zhǎng)于網(wǎng)孔的毛發(fā)，當(dāng)水流流動(dòng)時(shí)，人造漂浮毛發(fā)向下游倒伏，隔阻水流對(duì)河床或海床床面的沖刷，從而達(dá)到被覆蓋的區(qū)域避免或減少?zèng)_刷而受到保護(hù)之目的。本發(fā)明上述方法包括如下步驟(1)準(zhǔn)備網(wǎng)狀鋪墊，網(wǎng)狀鋪墊的塊數(shù)取決于要保護(hù)的床面面積的大??；(2)將網(wǎng)狀鋪墊鋪放到需要保護(hù)的床面上，使人造漂浮毛發(fā)的一面朝向水面，每塊網(wǎng)狀鋪墊用拉鏈連接、拉好；(3)將最外圍網(wǎng)狀鋪墊上設(shè)置的主纜繩連接到固定在床面上的主錨上；(4)將中間網(wǎng)狀鋪墊上設(shè)置的次纜繩連接到固定在床面上的次錨上；(5)當(dāng)水流流動(dòng)時(shí)，人造漂浮毛發(fā)向下游倒伏，有效增加床面附近的阻力，減小床面附近的水流速度，進(jìn)一步達(dá)到避免或減少?zèng)_刷之目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的創(chuàng)新是利用人造網(wǎng)狀鋪墊及其漂浮毛發(fā)，不但直接阻隔海床泥沙的運(yùn)動(dòng)，防止當(dāng)?shù)啬嗌潮粵_刷外移，而且增加床面附近糙率，減少當(dāng)?shù)厮鲯渡沉?，減少水流對(duì)河床或海床的沖刷能力。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于各類水工建筑物基礎(chǔ)附近的防沖刷保護(hù)、橋墩附近的防沖刷保護(hù)、石油天然氣等管道的過(guò)江渡海基礎(chǔ)的防沖刷保護(hù)、 河岸及海岸海灘的防沖刷保護(hù)等。本發(fā)明的技術(shù)實(shí)施簡(jiǎn)單，成本低，功效高。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)施例提供一種模塊式人造網(wǎng)狀鋪墊防沖刷裝置，所述裝置采用模塊式網(wǎng)狀鋪墊結(jié)構(gòu)，每個(gè)網(wǎng)狀鋪墊是由人工制造的織物墊1、拉鏈2、主纜繩3、主錨4、次纜繩5、次錨6組成。本實(shí)施例中，織物墊1由一種耐腐蝕、高強(qiáng)度且具有一定柔性的非金屬材料做成的網(wǎng)繩編制或壓制而成，帶有一定大小切均勻分布的網(wǎng)孔，網(wǎng)繩上可以帶有長(zhǎng)于5倍網(wǎng)孔以上的毛發(fā)。毛發(fā)在靜止水體中能夠垂直漂浮，其密度小于水體密度。網(wǎng)孔的大小為河床或海床床面上被覆蓋地的泥沙中值粒徑的0. 5-2倍，網(wǎng)孔的密度不小于0. 3。每一塊織物墊的四周均為拉鏈2，并設(shè)置次纜繩5。最邊緣一塊的織物墊上還設(shè)有主纜繩3。本實(shí)施例中，拉鏈2由一種耐腐蝕、高強(qiáng)度且具有一定柔性的非金屬材料做成，每一塊織物墊四周的拉鏈可以連接4塊織物墊。本實(shí)施例中，主纜繩3由一種耐腐蝕、高強(qiáng)度且具有一定柔性的非金屬材料做成， 用于連接主錨4。本實(shí)施例中，主錨4是一種由耐腐蝕、高強(qiáng)度做成的、頭部為圓錐的柱體上帶有多個(gè)葉片的空心體，施工時(shí)通過(guò)振動(dòng)槍將其快速打人海床，其外部設(shè)有一個(gè)拉環(huán)，主纜繩3連結(jié)到拉環(huán)上。主錨的作用是防止促淤裝置被水流沖走。本實(shí)施例中，次纜繩5由一種耐腐蝕、高強(qiáng)度且具有一定柔性的非金屬材料做成， 用于連接次錨6。本實(shí)施例中，次錨6可以是一種由耐腐蝕、高強(qiáng)度做成的、頭部為圓錐的柱體上帶有多個(gè)葉片的空心體，施工時(shí)通過(guò)振動(dòng)槍將其快速打人海床，其外部設(shè)有一個(gè)拉環(huán)，次纜繩 5連結(jié)到拉環(huán)上。次錨的尺寸為主錨的1/2到1/5。次錨也可以是比水體密度大的物塊，只要對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染和經(jīng)濟(jì)合算，如鐵球，通過(guò)次纜繩將每一塊織物墊固定在床面上，防止被水流沖走。實(shí)施例2橋墩周圍的床面(泥沙粒徑Imm)的防沖刷保護(hù)。用尼龍繩做成的高強(qiáng)度耐磨的繩束編制一塊柔性的織物墊，尺寸為1米乘1米，用2mm粗繩束編制，網(wǎng)孔大小為2mm，網(wǎng)孔的密度為0. 3 ；四周設(shè)置拉鏈；在織物墊的中心點(diǎn)和四周的中心點(diǎn)上均設(shè)置次纜繩，每根次纜繩連接到帶4個(gè)葉片的長(zhǎng)30cm直徑5cm的次錨上；將最外圍的每塊織物墊連接四根主纜繩上，主纜繩的兩端分別連接到帶4個(gè)葉片的長(zhǎng)IOOcm直徑IOcm的主錨上。共計(jì)織物墊 100 片。將人造網(wǎng)狀鋪墊緊密鋪設(shè)在橋墩周圍的床面上，在橋墩上游鋪設(shè)4排、下游鋪6 排，每排鋪設(shè)10塊，直徑1米的圓柱型橋墩處于保護(hù)措施的中心，次錨打入床面下，最后將主錨打入床面下。這種設(shè)置在水底的人造網(wǎng)狀鋪墊將有效形成長(zhǎng)10米寬10米的防沖刷保護(hù)區(qū)。實(shí)施例3海底輸油管道周圍的床面(泥沙粒徑0. 2mm)的防沖刷保護(hù)。用尼龍繩做成的高強(qiáng)度耐磨的繩束編制一塊柔性的織物墊，尺寸為4米乘2米，用2mm粗繩束編制，網(wǎng)孔大小為1mm，網(wǎng)孔的密度為0. 5 ；四周設(shè)置拉鏈；在織物墊的中心點(diǎn)和四周的中心點(diǎn)上均設(shè)置次纜繩，每根次纜繩連接到帶4個(gè)葉片的長(zhǎng)30cm直徑5cm的次錨上；將最外圍的每塊織物墊連接四根主纜繩上，主纜繩的兩端分別連接到帶4個(gè)葉片的長(zhǎng)IOOcm直徑IOcm的主錨上。 共計(jì)織物墊15000片。將人造網(wǎng)狀鋪墊緊密鋪設(shè)在海底輸油管道周圍的床面上，在海底輸油管道周圍的床面上沿海底輸油管道方向鋪設(shè)1000塊，垂直于海底輸油管道路由方向鋪設(shè)15塊，海底輸油管道處于保護(hù)措施的中心，直徑0. 5米的海底輸油管道處于保護(hù)措施的中心，次錨打入床面下，最后將主錨打入床面下。這種設(shè)置在水底的人造網(wǎng)狀鋪墊將有效形成長(zhǎng)4000米寬 30米的海底輸油管道防沖刷保護(hù)區(qū)。實(shí)施例4大壩護(hù)坦下游的床面(泥沙粒徑2mm)的防沖刷保護(hù)。用尼龍繩做成的高強(qiáng)度耐磨的繩束編制一塊柔性的織物墊，尺寸為4米乘2米，用2mm粗繩束編制，網(wǎng)孔大小為3mm，網(wǎng)孔的密度為0. 35 ；四周設(shè)置拉鏈；在織物墊的中心點(diǎn)和四周的中心點(diǎn)上均設(shè)置次纜繩， 每根次纜繩連接到次錨上；將最外圍的每塊織物墊連接四根主纜繩上，主纜繩的兩端分別連接到主錨上。共計(jì)織物墊2000片。將人造網(wǎng)狀鋪墊緊密鋪設(shè)在大壩護(hù)坦下游的床面上，在大壩護(hù)坦下游的床面上沿河道方向鋪設(shè)100塊，河道斷面方向鋪設(shè)20塊，保護(hù)措施的設(shè)置起于大壩護(hù)坦尾。這種設(shè)置在水底的人造網(wǎng)狀鋪墊將有效形成長(zhǎng)400米寬40米的防沖刷保護(hù)區(qū)。由以上實(shí)施例可以看出本發(fā)明利用人造網(wǎng)狀鋪墊及其漂浮毛發(fā)，不但直接阻隔海床泥沙的運(yùn)動(dòng)，防止當(dāng)?shù)啬嗌潮粵_刷外移，而且增加床面附近糙率，減少當(dāng)?shù)厮鲯渡沉?，減少水流對(duì)河床或海床的沖刷能力。本發(fā)明技術(shù)實(shí)施簡(jiǎn)單，成本低，功效高，是一種經(jīng)濟(jì)的方法。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種模塊式人造網(wǎng)狀鋪墊防沖刷裝置，其特征在于，所述裝置采用模塊式網(wǎng)狀鋪墊結(jié)構(gòu)，每個(gè)網(wǎng)狀鋪墊包括織物墊、拉鏈、主纜繩、主錨、次纜繩、次錨組成，所述織物墊四周設(shè)置拉鏈，在織物墊的中心和四周均設(shè)置次纜繩，每根次纜繩連接次錨，位于最外圍的織物墊上還設(shè)有主纜繩，每根主纜繩連接主錨，所述織物墊設(shè)有網(wǎng)孔，網(wǎng)繩上帶有長(zhǎng)于網(wǎng)孔的毛發(fā)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式人造網(wǎng)狀鋪墊防沖刷裝置，其特征在于，所述織物墊帶有均勻分布的網(wǎng)孔，網(wǎng)繩上帶有長(zhǎng)于5倍網(wǎng)孔以上的毛發(fā)，毛發(fā)在靜止水體中能夠垂直漂浮，其密度小于水體密度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊式人造網(wǎng)狀鋪墊防沖刷裝置，其特征在于，所述網(wǎng)孔的大小為河床或海床床面上被覆蓋地的泥沙中值粒徑的0. 5-2倍，網(wǎng)孔的密度不小于0. 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式人造網(wǎng)狀鋪墊防沖刷裝置，其特征在于，所述主錨是頭部為圓錐的柱體上帶有多個(gè)葉片的空心體，該主錨打入河床或海床，其外部設(shè)有一個(gè)拉環(huán)，主纜繩連結(jié)到拉環(huán)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式人造網(wǎng)狀鋪墊防沖刷裝置，其特征在于，所述次錨打入河床或海床床面，其外部設(shè)有一個(gè)拉環(huán)，次纜繩連結(jié)到拉環(huán)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的模塊式人造網(wǎng)狀鋪墊防沖刷裝置，其特征在于，所述次錨的尺寸為主錨的1/2到1/5。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的模塊式人造網(wǎng)狀鋪墊防沖刷裝置，其特征在于，所述次錨是頭部為圓錐的柱體上帶有多個(gè)葉片的空心體，或者是比水體密度大的物塊。
8.一種采用權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述裝置的模塊式人造網(wǎng)狀鋪墊防沖刷方法，其特征在于，通過(guò)在床面發(fā)生沖刷或者防沖保護(hù)部位設(shè)置模塊式人造網(wǎng)狀鋪墊，所述網(wǎng)狀鋪墊鋪放固定在河床或海床床面，該網(wǎng)狀鋪墊的網(wǎng)繩上帶有長(zhǎng)于網(wǎng)孔的毛發(fā)，當(dāng)水流流動(dòng)時(shí)，人造漂浮毛發(fā)向下游倒伏，隔阻水流對(duì)河床或海床床面的沖刷，從而達(dá)到被覆蓋的區(qū)域避免或減少?zèng)_刷而受到保護(hù)之目的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的模塊式人造網(wǎng)狀鋪墊防沖刷方法，其特征在于，包括如下步驟(1)準(zhǔn)備網(wǎng)狀鋪墊，網(wǎng)狀鋪墊的塊數(shù)取決于要保護(hù)的床面面積的大??；(2)將網(wǎng)狀鋪墊鋪放到需要保護(hù)的床面上，使人造漂浮毛發(fā)的一面朝向水面，每塊網(wǎng)狀鋪墊用拉鏈連接、拉好；(3)將最外圍網(wǎng)狀鋪墊上設(shè)置的主纜繩連接到固定在床面上的主錨上；(4)將中間網(wǎng)狀鋪墊上設(shè)置的次纜繩連接到固定在床面上的次錨上；(5)當(dāng)水流流動(dòng)時(shí)，人造漂浮毛發(fā)向下游倒伏，有效增加床面附近的阻力，減小床面附近的水流速度，進(jìn)一步達(dá)到避免或減少?zèng)_刷之目的。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種水利工程技術(shù)的模塊式人造網(wǎng)狀鋪墊防沖刷裝置及方法，所述裝置采用模塊式網(wǎng)狀鋪墊結(jié)構(gòu)，每個(gè)網(wǎng)狀鋪墊包括織物墊、拉鏈、主纜繩、主錨、次纜繩、次錨組成。所述織物墊四周設(shè)置拉鏈，在織物墊的中心和四周均設(shè)置次纜繩，每根次纜繩連接次錨，位于最外圍的織物墊上還設(shè)有主纜繩，每根主纜繩連接主錨，所述織物墊設(shè)有網(wǎng)孔，網(wǎng)繩上帶有長(zhǎng)于網(wǎng)孔的毛發(fā)。，當(dāng)水流流動(dòng)時(shí)，人造漂浮毛發(fā)向下游倒伏，有效增加床面附近的阻力，減小床面附近的水流速度，進(jìn)一步達(dá)到避免或減少?zèng)_刷之目的。本發(fā)明的技術(shù)實(shí)施簡(jiǎn)單，成本低，功效高。
文檔編號(hào)E02B3/12GK102561262SQ20111042479
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者喻國(guó)良, 張睿智, 斯峰, 楊聞?dòng)? 王華坤 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)