專利名稱：柔性促淤防沖刷裝置及其安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是ー種水利工程領(lǐng)域的技術(shù)，具體地說，涉及的是ー種柔性促淤防沖刷裝置及其安裝方法。
背景技術(shù)：
灘涂圍墾、河流和海岸工程防護、濕地保護能讓人類獲得寶貴的土地資源和宜人生活環(huán)境，但海岸線后退、河流和海岸建筑物掏空失穩(wěn)時常發(fā)生，全球沖刷問題目前十分嚴(yán)重。因此，急需研究新型、高效的岸灘促淤防沖裝置。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利公開號CN1687530，
公開日為2005年10月26日，專利申請?zhí)朇N200510026599. 7，專利名稱為河床與海床泥沙截留、促淤積防沖刷 的裝置，該專利包括浮簾、浮體、過沙窗ロ、錨定構(gòu)件，浮體設(shè)在浮簾上緣，過沙窗ロ設(shè)在浮簾的底部，錨定構(gòu)件設(shè)在浮簾下緣。在浮簾的背水面存在一個橫軸大旋渦，浮簾上游的底部來沙通過浮簾的過沙窗ロ進(jìn)入并淤積在該大旋渦區(qū)內(nèi)，最終隨時間推移在該旋渦區(qū)內(nèi)淤積成ー個沙丘。其不足之處在于1)浮體的設(shè)置在實際應(yīng)用中不好實施，應(yīng)利用浮簾自身的浮力使其漂浮在水體中；2)錨定構(gòu)件重梁周圍產(chǎn)生不均勻的局部沖刷，容易導(dǎo)致整個裝置失穩(wěn)；3)過沙窗ロ的設(shè)置，錨定構(gòu)件重梁的安裝布置，在實際應(yīng)用中操作復(fù)雜，步驟繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種在河床與海床上，可以快速簡便應(yīng)用的柔性促淤防沖刷裝置及其安裝方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的本發(fā)明所述的柔性促淤防沖刷裝置，包括網(wǎng)墊、氣泡膜、邊套、加強筋、纜繩和錨繩。邊套設(shè)置在氣泡膜的四周，弾性加強筋設(shè)置在氣泡膜下緣，纜繩一端設(shè)在氣泡膜下緣，另外一端設(shè)置在網(wǎng)墊上，錨繩一端設(shè)在網(wǎng)墊上，另外一端設(shè)置在錨上。一個網(wǎng)墊上交錯設(shè)置多個由氣泡膜、邊套、加強筋、纜繩組成的漂浮単體。本發(fā)明所述的柔性促淤防沖刷裝置的安裝方法，包括如下步驟第一歩，安裝前將柔性促淤防沖刷裝置沿長度方向卷成捆，將錨繩的一端系于錨上；第二步，安裝時將成捆的柔性促淤防沖刷裝置投放到在需要促淤防沖刷的部位，在水流波浪小時將成捆的柔性促淤防沖刷裝置打開展平，使其平整地鋪設(shè)到需要促淤防沖刷的海床或河床的指定位置上；第三步，然后將錨投放到在需要布錨的位置，將電纜的一端連接到動カ電源，另外一端連接到錨槍上，將錨槍分別插入每個錨體內(nèi)，啟動動力電源，使用錨槍將每個錨分別打入海床或河床土體內(nèi)的指定深度；第四歩，最后將每個錨繩的另外一端系于網(wǎng)墊，防止水流波浪作用下將柔性促淤防沖刷裝置漂移；施工完畢后關(guān)掉動カ電源，回收錨槍。
本發(fā)明的優(yōu)點在于1)緩流促淤積效率高，鋪設(shè)在被保護建筑物周圍能夠起到顯著的促淤防沖作用；2)施工快速，應(yīng)用簡單方便，可以適用于不同環(huán)境；3)柔性促淤防沖刷裝置結(jié)構(gòu)簡單，可捆卷起來，存儲和運輸都很方便。


圖I為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明裝置安裝示意圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。如圖I所示，其中網(wǎng)墊I、氣泡膜2、邊套3、加強筋4、纜繩5、錨6、錨繩7、錨槍8、 動カ電源9和電纜10。邊套3設(shè)置在氣泡膜2的四周，弾性加強筋4設(shè)置在氣泡膜2下緣，纜繩5 —端設(shè)在氣泡膜2下緣，另外一端設(shè)置在網(wǎng)墊I上，錨繩7 —端設(shè)在網(wǎng)墊I上，另外一端設(shè)置在錨6上。一個網(wǎng)墊I上交錯設(shè)置多個由氣泡膜2、邊套3、加強筋4、纜繩5組成的漂浮單體。安裝前將柔性促淤防沖刷裝置沿長度方向卷成捆，將錨繩7的一端系于錨6上；安裝時將成捆的柔性促淤防沖刷裝置投放到在需要促淤防沖刷的部位，在水流波浪小時將成捆的柔性促淤防沖刷裝置打開展平，使其平整地鋪設(shè)到需要促淤防沖刷的海床或河床的指定位置上；然后將錨6投放到在需要布錨的位置；將電纜10的一端連接到動カ電源9，另外一端連接到錨槍8上；將錨槍分別插入每個錨體內(nèi)，啟動動力電源9，使用錨槍8將每個錨6分別打入海床或河床土體內(nèi)的指定深度；最后將每個錨繩7的另外一端系于網(wǎng)墊1，防止水流波浪作用下將柔性促淤防沖刷裝置漂移；施工完畢后關(guān)掉動カ電源9，回收錨槍8。所述的網(wǎng)墊I是由防紫外線、高強度、耐腐蝕的非金屬材料制作，四周以及沿長度方向每隔30 200cm橫向布置的網(wǎng)繩為主網(wǎng)繩，主網(wǎng)繩每隔2 40cm串穿直徑為5 30cm的混凝土圓柱段，它能夠軟貼水下地形，其作用是為每個柔性促淤防沖刷単元提供系泊作用，與錨一起防止柔性促淤防沖刷裝置被水流沖走。所述的氣泡膜2是由防紫外線、高強度、耐腐蝕輕質(zhì)非金屬材料制作的、且布滿氣泡的薄膜。氣泡的作用是提供足夠的浮力使其漂浮在水中。所述的邊套3由防紫外線、高強度、耐腐蝕輕質(zhì)非金屬材料制作的、包住氣泡膜2四周的一種邊條，使氣泡膜2在水流作用下依然能夠保證其平整性，不致其發(fā)生較大扭曲形變，避免影響該裝置的促淤防沖刷效果。所述的加強筋4是ー種由防紫外線、高強度、耐腐蝕、彎曲應(yīng)カ較大的輕質(zhì)材料做成的薄片，設(shè)置在氣泡膜2的下緣，防止氣泡膜2被撕裂。所述的纜繩5是由防紫外線、高強度、耐腐蝕輕質(zhì)非金屬材料制作的繩索，其作用是將氣泡膜2系到網(wǎng)墊I的主網(wǎng)繩上。所述的錨6是由鋼筋混凝土制作的結(jié)構(gòu)物，其頭部尖小，尾部為ー柱體，其大小與錨槍8頭部的空洞的大小正好相同，其作用是將氣泡膜2和網(wǎng)墊I固定在床面上，防止其被水流沖跑。
所述的錨繩7由防紫外線、高強度、耐腐蝕輕質(zhì)非金屬材料制作的繩索，其作用是將氣泡膜2和網(wǎng)墊I系到錨6上。所述的錨槍8是ー種在通電情況下發(fā)生不斷向下錘擊振動的柱形設(shè)備，其頭部設(shè)置ー個空洞，其大小與錨6尾部凸出柱體的大小正好相同，其作用是將錨6上推入水下土體
一定深度。所述的動カ電源9是直流或交流電源，其作用是為錨槍8提供工作動力。所述的電纜10是內(nèi)部由高強度、導(dǎo)電性能好的金屬材料制作，外部由防紫外線、高強度、耐腐蝕、絕緣的、防水的非金屬材料制作，其作用是連接錨槍8和動カ電源9，提供電流運動的導(dǎo)體，同時兼作錨槍8的拉繩。所述裝置工作吋，必須設(shè)置在水下所指定床面上需要促淤積和防止沖刷的部位。對于需要河床海床泥沙截留、促淤積防沖刷范圍廣的區(qū)域，可以采用多排多列布置，每個裝 置盡量應(yīng)正對水流，以獲取大面積促淤防沖效果。在安裝上述裝置時，操作簡單方便，可以適用于不同環(huán)境。同時也可以通過定位設(shè)備，將裝置精確安裝到所需要防護的位置。以下提供上述裝置具體的應(yīng)用實施例實施例I將上述裝置應(yīng)用于流速為O. 3m/s的海岸，每個氣泡膜用聚こ烯材料制作、且布滿氣泡，氣泡膜尺寸為120cm (寬)X80cm (長)，密度為150kg/m3，按橫向間距50cm，縱向間距80cm交錯布置于網(wǎng)墊上，每行布置5個氣泡膜，布置6行，即單個柔性促淤防沖刷裝置共有氣泡膜30個。網(wǎng)墊I由聚こ烯材料制作，四周以及沿長度方向每隔80cm為主網(wǎng)繩，主網(wǎng)繩每隔5cm串穿直徑為IOcm的混凝土圓柱段。邊套、纜繩、錨繩用聚こ烯材料制作，加強筋用PVC板制作。錨用鋼筋混凝土制作圓柱體，總高30cm、總直徑15cm，其中凸出部分為直徑5cm、高IOcm的圓柱，為每個柔性促淤防沖刷裝置制作10個，在網(wǎng)墊的每條邊均勻連接3個，同時在中間兩根橫向主纜繩上分別連接ー個錨。前將柔性促淤防沖刷裝置沿長度方向卷成捆，將錨繩的一端系于錨上；安裝時將成捆的柔性促淤防沖刷裝置投放到在需要促淤防沖刷的部位，在水流波浪小時將成捆的柔性促淤防沖刷裝置打開展平，使其平整地鋪設(shè)到需要促淤防沖刷的海岸位置上；將錨的凸出部分插入錨槍中，將電纜一端連接到錨槍上，然后將錨、錨槍和電纜一同投放到在需要布錨的位置，將電纜的另一端連接到動カ電源，啟動動カ電源，使用錨槍將錨打入海床土體內(nèi)的3m深度，然后利用電纜將錨槍提升回水面，分別將其余的錨打入指定深度；最后將每個錨繩的另外一端系于網(wǎng)墊的網(wǎng)繩上，使所述裝置可以穩(wěn)定在海床表面上，不被水流拖曳カ拖動；如此在沿岸邊鋪設(shè)柔性促淤防沖刷裝置4排，約每隔2米鋪設(shè)ー排，共計鋪設(shè)800個。施工完畢后關(guān)掉動力電源，回收錨槍。實施以后，可以沿海岸形成長960米、寬40米的保護區(qū)。實施例2將上述裝置應(yīng)用于流速為O. 6m/s的海洋中，每個氣泡膜用聚こ烯材料制作、且布滿氣泡，氣泡膜尺寸為120cm ( )X60cm (長)，密度為250kg/m3，按橫向間距100cm，縱向間距IOOcm交錯布置于網(wǎng)墊上，每行布置5個氣泡膜，布置8行，即單個柔性促淤防沖刷裝置共有氣泡膜40個。網(wǎng)墊I由聚こ烯材料制作，四周以及沿長度方向每隔IOOcm為主網(wǎng)繩，主網(wǎng)繩每隔5cm串穿直徑為IOcm的混凝土圓柱段。邊套、纜繩、錨繩用聚こ烯材料制作，カロ強筋用PVC板制作。錨用鋼筋混凝土制作圓柱體，總高30cm、總直徑20cm，其中凸出部分為直徑5cm、高IOcm的圓柱，為每個柔性促淤防沖刷裝置制作11個，在網(wǎng)墊的每條邊均勻連接3個，同時在中間橫向主網(wǎng)繩上間隔連接ー個錨。施工前將柔性促淤防沖刷裝置沿長度方向卷成捆，將錨繩的一端系于錨上；施工時將成捆的柔性促淤防沖刷裝置投放到在需要促淤防沖刷的部位，在水流波浪小時將成捆的柔性促淤防沖刷裝置打開展平，使其平整地鋪設(shè)到需要促淤防沖刷的海岸位置上；將錨的凸出部分插入錨槍中，將電纜一端連接到錨槍上，然后將錨、錨槍和電纜一同投放到在需要布錨的位置，將電纜的另一端連接到動カ電源，啟動動力電源，使用錨槍將錨打入海床土體內(nèi)的3m深度，然后利用電纜將錨槍提升回水面，分別將其余的錨打入指定深度；最后將每個錨繩的另外一端系于網(wǎng)墊的網(wǎng)繩上，使所述裝置可以穩(wěn)定在海床表面上，不被水流拖曳カ拖動；如此在板樁碼頭沿線均勻鋪設(shè)柔性促淤防沖刷裝置8排，約每隔2米鋪設(shè)ー排，共計鋪設(shè)640個所述裝置。施工完畢后關(guān)掉動カ電源，回收錨槍。實施以后，可以在碼頭前沿海床上形成長640米、寬100米保護范圍。 實施例3將上述裝置應(yīng)用于流速為I. 8m/s的河流中橋墩的防沖刷保護，每個氣泡膜用PA材料制作、且布滿氣泡，氣泡膜尺寸為IOOcm (寬)X80cm (長)，密度為150kg/m3，按橫向間距100cm，縱向間距80cm交錯布置于網(wǎng)墊上，每行布置5個氣泡膜，布置10行，即單個柔性促淤防沖刷裝置共有氣泡膜50個。網(wǎng)墊I由PA材料制作，四周以及沿長度方向每隔80cm為主網(wǎng)繩，主網(wǎng)繩每隔5cm串穿直徑為IOcm的混凝土圓柱段。邊套、纜繩、錨繩用PA材料制作，加強筋用PVC板制作。錨用鋼筋混凝土制作圓柱體，總高40cm、總直徑15cm，其中凸出部分為直徑5cm、高IOcm的圓柱，為每個柔性促淤防沖刷裝置制作20個，網(wǎng)墊每條邊均勻連接3個,中間橫向主網(wǎng)繩各連接ー個。施工前將柔性促淤防沖刷裝置沿長度方向卷成捆，將錨繩的一端系于錨上；施工時將成捆的柔性促淤防沖刷裝置投放到在需要促淤防沖刷的部位，在水流波浪小時將成捆的柔性促淤防沖刷裝置打開展平，使其平整地鋪設(shè)到需要促淤防沖刷的海岸位置上；將錨的凸出部分插入錨槍中，將電纜一端連接到錨槍上，然后將錨、錨槍和電纜一同投放到在需要布錨的位置，將電纜的另一端連接到動カ電源，啟動動力電源，使用錨槍將錨打入海床土體內(nèi)的4m深度，然后利用電纜將錨槍提升回水面，分別將其余的錨打入指定深度；最后將每個錨繩的另外一端系于網(wǎng)墊的網(wǎng)繩上，使所述裝置可以穩(wěn)定在海床表面上，不被水流拖曳カ拖動；如此在橋墩四周鋪設(shè)柔性促淤防沖刷裝置4排，約每隔I米鋪設(shè)ー排，共計鋪設(shè)64個裝置。施工完畢后關(guān)掉動カ電源，回收錨槍。實施以后，可以在橋墩上游河床上形成長130米、寬45米的保護層。實施例4將上述裝置應(yīng)用于流速為lm/s底質(zhì)為粉沙的海洋中海底管道的防沖刷保護，每個氣泡膜用PA材料制作、且布滿氣泡，氣泡膜尺寸為IOOcm(寬)X60cm(長)，密度為300kg/m3,按橫向間距100cm,縱向間距50cm交錯布置于網(wǎng)墊上，姆行布置5個氣泡膜，布置10行，即單個柔性促淤防沖刷裝置共有氣泡膜50個。網(wǎng)墊I由PA材料制作，四周以及沿長度方向每隔50cm為主網(wǎng)繩，主網(wǎng)繩每隔3cm串穿直徑為IOcm的混凝土圓柱段。邊套、纜繩、錨繩用PA材料制作，加強筋用PE板制作。錨用鋼筋混凝土制作圓柱體，總高40cm、總直徑15cm，其中凸出部分為直徑5cm、高IOcm的圓柱,為姆個柔性促游防沖刷裝置制作16個，網(wǎng)墊周圍每條邊各連接3個，中間主網(wǎng)繩上各連接ー個。施工前將柔性促淤防沖刷裝置沿長度方向卷成捆，將錨繩的一端系于錨上；施工時將成捆的柔性促淤防沖刷裝置投放到在需要促淤防沖刷的部位，在水流波浪小時將成捆的柔性促淤防沖刷裝置打開展平，使其平整地鋪設(shè)到需要促淤防沖刷的海岸位置上；將錨的凸出部分插入錨槍中，將電纜一端連接到錨槍上，然后將錨、錨槍和電纜一同投放到在需要布錨的位置，將電纜的另一端連接到動カ電源，啟動動力電源，使用錨槍將錨打入海床土體內(nèi)的3m深度，然后利用電纜將錨槍提升回水面，分別將其余的錨打入指定深度；最后將每個錨繩的另外一端系于網(wǎng)墊的網(wǎng) 繩上，使所述裝置可以穩(wěn)定在海床表面上，不被水流拖曳カ拖動；如此在海底管道兩邊分別均勻鋪設(shè)3排柔性促淤防沖刷裝置，約每隔2米鋪設(shè)I排，共計鋪設(shè)1200個。施工完畢后關(guān)掉動カ電源，回收錨槍。實施以后，可以在海底管道周圍形成長2000m、寬60m、O. 3米厚的淤積保護層。本發(fā)明通過電纜將錨槍和動カ電源相連，利用錨槍把錨打入指定深度的土體中，其中氣泡膜即可利用其背面的橫軸漩渦使泥沙回流淤積，同時又有緩流促淤積的效果。本發(fā)明的技術(shù)實施簡單，成本低，功效高。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種柔性促淤防沖刷裝置，其特征在于包括網(wǎng)墊、氣泡膜、邊套、加強筋、纜繩和錨繩，其中邊套設(shè)置在氣泡膜的四周，彈性加強筋設(shè)置在氣泡膜下緣，纜繩一端設(shè)在氣泡膜下緣，另外一端設(shè)置在網(wǎng)墊上，錨繩一端設(shè)在網(wǎng)墊上，另外一端設(shè)置在錨上；一個網(wǎng)墊上交錯設(shè)置多個由氣泡膜、邊套、加強筋、纜繩組成的漂浮單體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性促淤防沖刷裝置，其特征在于，所述的網(wǎng)墊是由防紫外線、高強度、耐腐蝕的非金屬材料制作，四周以及沿長度方向每隔30 200cm橫向布置的網(wǎng)繩為主網(wǎng)繩，主網(wǎng)繩每隔2 40cm串穿直徑為5 30cm的混凝土圓柱段。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性促淤防沖刷裝置，其特征在于，所述的氣泡膜是由防紫外線、高強度、耐腐蝕輕質(zhì)非金屬材料制作的、且布滿氣泡的薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性促淤防沖刷裝置，其特征在于，所述的邊套由防紫外線、高強度、耐腐蝕輕質(zhì)非金屬材料制作的、包住氣泡膜四周的一種邊條。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性促淤防沖刷裝置，其特征在于，所述的加強筋是一種由防紫外線、高強度、耐腐蝕、彎曲應(yīng)力較大的輕質(zhì)材料做成的薄片。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性促淤防沖刷裝置，其特征在于，所述的纜繩是由防紫外線、高強度、耐腐蝕輕質(zhì)非金屬材料制作的繩索。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性促淤防沖刷裝置，其特征在于，所述的電纜是內(nèi)部由高強度、導(dǎo)電性能好的金屬材料制作，外部由防紫外線、高強度、耐腐蝕、絕緣的、防水的非金屬材料制作。
8.—種權(quán)利要求1-7所述裝置的安裝方法，其特征在于包括如下步驟 第一步，安裝前將柔性促淤防沖刷裝置沿長度方向卷成捆，將錨繩的一端系于錨上； 第二步，安裝時將成捆的柔性促淤防沖刷裝置投放到在需要促淤防沖刷的部位，在水流波浪小時將成捆的柔性促淤防沖刷裝置打開展平，使其平整地鋪設(shè)到需要促淤防沖刷的海床或河床的指定位置上； 第三步，然后將錨投放到在需要布錨的位置，將電纜的一端連接到動力電源，另外一端連接到錨槍上，將錨槍分別插入每個錨體內(nèi)，啟動動力電源，使用錨槍將每個錨分別打入海床或河床土體內(nèi)的指定深度； 第四步，最后將每個錨繩的另外一端系于網(wǎng)墊，防止水流波浪作用下將柔性促淤防沖刷裝置漂移；施工完畢后關(guān)掉動力電源，回收錨槍。
全文摘要
一種柔性促淤防沖刷裝置及其安裝方法，所述裝置包括網(wǎng)墊、氣泡膜、邊套、加強筋、纜繩和錨繩，其中邊套設(shè)置在氣泡膜的四周，彈性加強筋設(shè)置在氣泡膜下緣，纜繩一端設(shè)在氣泡膜下緣，另外一端設(shè)置在網(wǎng)墊上，錨繩一端設(shè)在網(wǎng)墊上，另外一端設(shè)置在錨上；一個網(wǎng)墊上交錯設(shè)置多個由氣泡膜、邊套、加強筋、纜繩組成的漂浮單體。本發(fā)明通過電纜將錨槍和動力電源相連，利用錨槍把錨打入指定深度的土體中，其中氣泡膜即可利用其背面的橫軸漩渦使泥沙回流淤積，同時又有緩流促淤積的效果。本發(fā)明的技術(shù)實施簡單，成本低，功效高。
文檔編號E02B3/04GK102677627SQ20121015466
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者喻國良, 斯鋒 申請人:上海交通大學(xué)