一种鱼雷锚加筋注浆增强抗拔承载力装置与工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种鱼雷锚加筋注浆增强抗拔承载力装置与工作方法，该装置主要包括鱼雷锚、锚头、尾翼、空腔、锚链、支撑块、导管、销钉和混凝土。通过在鱼雷锚中灌入低廉的大体积混凝土来增强自重，达到增加鱼雷锚初始贯入深度的效果；贯入后又通过大体积混凝土的压重，驱动展开的锚头分支内的活塞将插筋向外插入土层，并在插筋周围进行压浆，形成以多根插筋为中心的加筋注浆增强结构体，极大的增强鱼雷锚的抗拔承载力。本方法能够充分将鱼雷锚的自重转化为更有利于增强鱼雷锚抗拔承载力的加筋注浆增强结构体，实现了有效增加鱼雷锚初始贯入深度的同时大幅度提高鱼雷锚的抗拔承载力的双重效果。本装置自动化效果好，无需额外动力，施工扰动小。工扰动小。工扰动小。

【技术实现步骤摘要】
一种鱼雷锚加筋注浆增强抗拔承载力装置与工作方法


[0001]本专利技术属于系泊基础装置
，特别涉及一种鱼雷锚加筋注浆增强抗拔承载力装置与工作方法。

技术介绍

[0002]我国海洋资源探索正向深海迈进，对海洋石油平台和平台锚泊基础提出很高的要求。目前运用较广泛的深水锚基础主要有吸力锚、法向承力锚、吸力贯入式板锚、振动深埋锚、动力贯入锚等。其中，鱼雷锚是最新发展的深海锚基础形式，具有造价经济、安装简单高效、锚泊性能佳等突出特点，尤其是克服了传统锚基础安装成本严重依赖水深的缺点，是目前最具发展前景的深水锚基础。目前遇到的问题是通过增加自重来提高鱼雷锚的贯入深度需要大量的钢材，成本较高；对鱼雷锚进行轻量化设计时，则初始贯入深度往往不足；无法通过加筋的方式提高鱼雷锚与地层的锚固作用，不利于鱼雷锚抗拔承载力的发挥，现有鱼雷锚的抗拔性能尚存在很大的提升空间。
[0003]检索发现，专利申请号：CN202122683123.8《重力贯入式深水锚》提供了一种将锚体安装入土，将托板嵌入土中，形成一个倒扣在土体中的锚体的方案。这种鱼雷锚无法利用自重增加初始灌入深度，无法对土层进行加筋和注浆，需要额外的动力在土中拖拽托板及后期注浆，自动化效果较低；由于注浆结构的限制，其注浆材料成本较高，难以利用价格低廉的混凝土进行注浆。申请号为201610533751.9《一种带环刺鱼雷锚》，通过在腔体内部设置穿刺机构，在拉力作用穿刺成一个平面，提高鱼雷锚的承载力。但是这种方案仅是向外展开刺刀，对承载力的提高受到刺刀数量和尺寸的制约，无法形成以多根插筋为中心的加筋注浆增强结构体，对提高鱼雷锚的承载力的提高仍有较大空间；另外，也无法利用价格低廉的大体积混凝自重来增加鱼雷锚的初始贯入深度。
[0004]因此，现有技术无法利用低廉的大体积混凝土来增加自重，导致鱼雷锚的初始贯入深度不足；且无法通过自身重力势能向动能的转化，自动驱动加筋和注浆整个过程的自动化实现；由于穿刺机构数量的限制，加筋的数量和加筋范围均受到较大的限制，增强鱼雷锚的抗拔承载力仍有较大的提升空间。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种鱼雷锚加筋注浆增强抗拔承载力装置与工作方法，通过在鱼雷锚中灌入低廉的大体积混凝土来增强自重，达到增加鱼雷锚初始贯入深度的效果；贯入后又通过大体积混凝土的压重，驱动展开的锚头分支内的活塞将插筋向外插入土层，并在插筋周围进行压浆，形成以多根插筋为中心的加筋注浆增强结构体，极大的增强鱼雷锚的抗拔承载力。本方法能够充分将鱼雷锚的自重转化为更有利于增强鱼雷锚抗拔承载力的加筋注浆增强结构体，实现了有效增加鱼雷锚初始贯入深度的同时大幅度提高鱼雷锚的抗拔承载力的双重效果。本装置自动化效果好，无需额外动力，施工扰动小。
[0006]一种鱼雷锚加筋注浆增强抗拔承载力装置，包括鱼雷锚1、锚头2、尾翼3、空腔4、锚链5、支撑块6、导管9、销钉18和混凝土20；
[0007]所述鱼雷锚1为圆柱状筒体，前端为锥形的锚头2，尾部四周布置4个尾翼3，且尾端中心点处与锚链5连接；
[0008]所述空腔4通过周围的支撑块6与鱼雷锚1内壁连接；空腔顶部与鱼雷锚尾端连接有注入口7，用于向空腔内注入混凝土；空腔4顶部设有排气口8，与外部空气或者海水连通，用于向空腔注入混凝土20时向外排出空腔气体或者海水，当空腔中混凝土向锚头2分支灌入时向空腔内引入气体或者引入海水；在空腔上层设置可伸长可收缩的薄膜23，用于屏蔽海水侵入混凝土20，混凝土注入空腔时薄膜向上收缩，混凝土向下排出时，薄膜跟随伸长；
[0009]空腔4下端与导管9相连，混凝土20可从空腔向下流入导管；所述导管9位于鱼雷锚1轴线处，其内部设置4个具有定时开启功能的阀门10，阀门10和软管11连接；当阀门10打开时，混凝土20在自身压重作用下沿着软管11向锚头2的4个分支中压入；
[0010]所述锚头2由4个具有独立封闭空间的分支组成，每个分支均可以单独绕着锚头与导管9的连接处向外展开；锚头2的每个分支内部设有连杆12、活塞13、插筋14、滑杆15、弹簧16、卡槽17、压浆口19、内框21和外框22；
[0011]多根连杆12与内框21进行多点连接，用于支撑内部结构的稳定；所述滑杆15从外框22的中心孔穿过，约束锚头2分支的展开方向；所述弹簧16套在滑杆15上，在锚头的分支未展开时，在外框22的挤压下处于压缩状态，当销钉18从卡槽17中拔出时，弹簧16向外推动外框22使得锚头各分支向外展开；
[0012]活塞13和插筋14连接，可在混凝土挤压驱动下将插筋向外插入土层；当活塞13推至末端，灌入的混凝土20可从露出的压浆口19流出，继续沿插筋14流动，形成以插筋为中心的混凝土包裹体；所述外框22设有多组插筋14插孔，按照辐射状布置，允许多根插筋14从中穿过插入土层，形成空间加筋结构体；
[0013]所述销钉18通过连接件与鱼雷锚1的内壁相连，具有定时开启的功能；
[0014]一种鱼雷锚加筋注浆增强抗拔承载力装置的工作方法，采用上述的一种鱼雷锚加筋注浆增强抗拔承载力装置的连接，具体步骤如下：
[0015]①
通过施工船将鱼雷锚1运至目标投放位置，向鱼雷锚的空腔4内灌入搅拌好的混凝土20，并释放鱼雷锚，使其自由下沉并贯入海床中直至稳定；
[0016]②
待整个装置稳定后，根据预设时间，自动拔松销钉18和自动打开阀门10，锚头2分支在弹簧16作用下向外展开，此时空腔4内混凝土20沿着导管9和软管11压入锚头2的内部空间；
[0017]③
随着混凝土浆液的持续压入，向外推动活塞13，将插筋14向外插入土层；当活塞13推至末端，灌入的混凝土20可从压浆口19流出，继续沿插筋14流动，形成以插筋为中心的混凝土包裹体，即为加筋注浆增强结构体。
[0018]进一步地，通过在鱼雷锚中灌入低廉的大体积混凝土来增强自重，达到增加鱼雷锚初始贯入深度的效果；通过大体积混凝土的压重，驱动展开的锚头分支内的活塞将插筋向外插入土层，并在插筋周围进行压浆，形成以多根插筋为中心的加筋注浆增强结构体，极大的增强鱼雷锚的抗拔承载力。
[0019]有益效果
[0020]本装置提供一种鱼雷锚加筋注浆增强抗拔承载力装置与工作方法，该装置主要包括鱼雷锚、锚头、尾翼、空腔、锚链、支撑块、导管、销钉和混凝土。该装置首先通过在鱼雷锚中灌入低廉的大体积混凝土来增强自重，达到增加鱼雷锚初始贯入深度的效果；贯入后又通过大体积混凝土的压重，驱动展开的锚头分支内的活塞将插筋向外插入土层，并在插筋周围进行压浆，形成以多根插筋为中心的加筋注浆增强结构体，极大的增强鱼雷锚的抗拔承载力。
[0021]本专利技术的优点如下：
[0022]①
鱼雷锚内部的空腔里灌入了大量低廉的混凝土增加了自重，可以有效增加鱼雷锚的初始贯入深度。
[0023]②
通过大体积混凝土的压重，驱动展开的锚头分支内的活塞将插筋向外插入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种鱼雷锚加筋注浆增强抗拔承载力装置，其特征在于，包括鱼雷锚(1)、锚头(2)、尾翼(3)、空腔(4)、锚链(5)、支撑块(6)、导管(9)、销钉(18)和混凝土(20)；所述鱼雷锚(1)为圆柱状筒体，前端为锥形的锚头(2)，尾部四周布置4个尾翼(3)，且尾端中心点处与锚链(5)连接；所述空腔(4)通过周围的支撑块(6)与鱼雷锚(1)内壁连接；空腔顶部与鱼雷锚尾端连接有注入口(7)，用于向空腔内注入混凝土；空腔(4)顶部设有排气口(8)，与外部空气或者海水连通，用于向空腔注入混凝土(20)时向外排出空腔气体或者海水，当空腔中混凝土向锚头(2)分支灌入时向空腔内引入气体或者引入海水；在空腔上层设置可伸长可收缩的薄膜(23)，用于屏蔽海水侵入混凝土(20)，混凝土注入空腔时薄膜向上收缩，混凝土向下排出时，薄膜跟随伸长；空腔(4)下端与导管(9)相连，混凝土(20)可从空腔向下流入导管；所述导管(9)位于鱼雷锚(1)轴线处，其内部设置4个具有定时开启功能的阀门(10)，阀门(10)和软管(11)连接；当阀门(10)打开时，混凝土(20)在自身压重作用下沿着软管(11)向锚头(2)的4个分支中压入；所述锚头(2)由4个具有独立封闭空间的分支组成，每个分支均可以单独绕着锚头与导管(9)的连接处向外展开；锚头(2)的每个分支内部设有连杆(12)、活塞(13)、插筋(14)、滑杆(15)、弹簧(16)、卡槽(17)、压浆口(19)、内框(21)和外框(22)；多根连杆(12)与内框(21)进行多点连接，用于支撑内部结构的稳定；所述滑杆(15)从外框(22)的中心孔穿过，约束锚头(2)分支的展开方向；所述弹簧(16)套在滑杆(15)上，在锚头的分支未展开时，在外框(22)的挤压下处于压缩状态，当销钉(18)从卡槽(17)中拔出时，弹簧(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成，肖婉婷，陈思蓓，姚贝贝，陈舒阳，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：