用于沉管沉放的水袋压载水系统技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术替代传统施工方法，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。

Ballast water system of water bag for sinking pipe

【技术实现步骤摘要】
用于沉管沉放的水袋压载水系统
本专利技术属于沉管隧道施工
更具体地说，本专利技术涉及一种用于沉管沉放的水袋压载水系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。为了实现根据本专利技术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；所述端封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；所述端封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。优选的是，还包括两组水袋组固定件，分别设置于沉管的两边，所述水袋组固定件包括：底座，其与沉管的底板固定，所述底座内部中空，所述底座上表面开设有多个开口且在对应开口处设置有铰接板，所述铰接板的数量以及设定位置与水袋组对应，所述铰接板靠近沉管长度方向中线的第一侧与底座表面铰接，所述铰接板的第二侧搭设于底座的上表面；隔网，其设置于底座内部；气囊，其设置于隔网上且与铰接板相对，所述气囊的数量与水袋组的数量相同，气囊充气后的第一截面呈梯形，所述第一截面与沉管宽度方向所在的竖直平面平行，所述第一截面的上边由铰接板的第二侧向第一侧的方向为向下倾斜且与水平面的夹角为15～25°；所述气囊的底部设置有气嘴；骨架，其围设于气囊外周且底部与隔网固定，所述骨架的高度不高于底座内腔的顶面；充气泵，具有进气口和排气口，充气泵的进气口与沉管内部空间互通，所述充气泵的排气口通过气管与气囊的气嘴连接；所述气管由总气管和分气管构成，所述总气管沿底座长度方向靠近沉管侧壁设置，分气管一端与总气管连接，另一端与气囊的气嘴连接；其中，所述水袋组中的每个水袋均为类长方体结构，所述水袋的外侧围设有长方体形的格栅，所述水袋外侧通过固定件与格栅固定，水袋组中连接两个水袋的管路位于水袋下部且靠近铰接板的第一侧，所述水袋组进排水管路与水袋的连接端位于水袋下部且靠近铰接板的第一侧。本专利技术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。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术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；图6是实施例2中水袋组固定件主视图；图7是实施例2中水袋组固定件左视图。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-端封门抽水管路，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，17底座，18铰接板，19隔网，20气囊，21气嘴，22骨架，23电动充气泵，24总气管，25分气管，26格栅，27固定件。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术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。在本专利技术的描述中，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专利技术和简化描述，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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；所述端封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；所述端封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...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟世鸿，华晓涛，冯先导，孙晓伟，刘修成，李涛，徐杰，程茂林，王聪，朱明清，管政霖，涂同珩，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42