專利名稱：模塊式人造網狀鋪墊防沖刷裝置及方法
技術領域：
本發明涉及的是一種水利工程技術領域的防沖刷技術，具體地說，是一種模塊式人造網狀鋪墊防沖刷裝置及方法。
背景技術：
沖刷是經常遇到的一種災害性問題，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。過去為了防止沖刷，常常使通過在沖刷發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，直接阻止水流對床面的沖刷。然而這些傳統辦法，在要保護和防止沖刷部位的流速并沒有減少，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，工程費用高。因此，發明防止水流沖刷的有效方法具有極其重要的國民經濟價值。經對現有技術文獻的檢索發現，中國申請(專利)號98121425. 8，公開(公告) 號12181 ，公開(公告)日1999. 06. 02。專利名稱為水中結構物的防沖刷構件和防沖刷施工法，是一種具有一種水中結構物的防沖刷構件和使用這種防沖刷構件的防沖刷施工法，該構件由以下部分構成用編織物做成的網線線徑M與網眼的長邊N滿足公式3 < N/ MS 20關系的袋體、穿過該袋體開口部附近的網眼的環形吊索、穿過穿。有吊索的網眼附近的網眼且將袋體的開口部封閉的扎緊繩。該專利不足之處在于1)對減少沖刷的機理不清楚，仍然屬于傳統的防沖刷方法；2)雖然該發明能夠使所述的結構物與床面緊密接觸，但是，由于在要保護和防止沖刷部位的流速并沒有減少，所述的結構物容易被強水流沖走，且由于水流的不斷沖刷會引起所述的結構物在泥沙中移動和部分掩埋，造成其防沖的功能失效，因此，需要工程費用高。

發明內容
本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足，提供一種模塊式人造網狀鋪墊防沖刷裝置及方法，用于防止水工建筑物、河岸及海灘保護的沖刷，實施簡單，成本低，功效
尚ο為實現上述的目的，本發明采用以下技術方案本發明所述的模塊式人造網狀鋪墊防沖刷裝置，所述裝置采用模塊式網狀鋪墊結構，每個網狀鋪墊包括織物墊、拉鏈、主纜繩、主錨、次纜繩、次錨組成。所述織物墊四周設置拉鏈，在織物墊的中心和四周均設置次纜繩，每根次纜繩連接次錨，位于最外圍的織物墊上還設有主纜繩，每根主纜繩連接主錨，所述織物墊設有網孔，網繩上帶有長于網孔的毛發。進一步的，所述織物墊帶有均勻分布的網孔，網繩上可以帶有長于5倍網孔以上的毛發。毛發在靜止水體中能夠垂直漂浮，其密度小于水體密度。網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，網孔的密度不小于0. 3。進一步的，主錨是頭部為圓錐的柱體上帶有多個葉片的空心體，該主錨打入河床或海床，其外部設有一個拉環，主纜繩連結到拉環上。主錨的作用是防止促淤裝置被水流沖走。進一步的，所述次錨打入河床或海床床面，其外部設有一個拉環，次纜繩連結到拉環上。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葉片的空心體，也可以是比水體密度大的物塊，只要對環境沒有污染和經濟合算，如鐵球，通過次纜繩將每一塊織物墊固定在床面上，防止被水流沖走。本發明所述的模塊式人造網狀鋪墊防沖刷方法，具體是通過在床面發生沖刷或者防沖保護部位設置模塊式人造網狀鋪墊，所述網狀鋪墊鋪放固定在河床或海床床面，該網狀鋪墊的網繩上帶有長于網孔的毛發，當水流流動時，人造漂浮毛發向下游倒伏，隔阻水流對河床或海床床面的沖刷，從而達到被覆蓋的區域避免或減少沖刷而受到保護之目的。本發明上述方法包括如下步驟(1)準備網狀鋪墊，網狀鋪墊的塊數取決于要保護的床面面積的大小；(2)將網狀鋪墊鋪放到需要保護的床面上，使人造漂浮毛發的一面朝向水面，每塊網狀鋪墊用拉鏈連接、拉好；(3)將最外圍網狀鋪墊上設置的主纜繩連接到固定在床面上的主錨上；(4)將中間網狀鋪墊上設置的次纜繩連接到固定在床面上的次錨上；(5)當水流流動時，人造漂浮毛發向下游倒伏，有效增加床面附近的阻力，減小床面附近的水流速度，進一步達到避免或減少沖刷之目的。與現有技術相比，本發明的創新是利用人造網狀鋪墊及其漂浮毛發，不但直接阻隔海床泥沙的運動，防止當地泥沙被沖刷外移，而且增加床面附近糙率，減少當地水流挾沙力，減少水流對河床或海床的沖刷能力。本發明可以廣泛應用于各類水工建筑物基礎附近的防沖刷保護、橋墩附近的防沖刷保護、石油天然氣等管道的過江渡海基礎的防沖刷保護、 河岸及海岸海灘的防沖刷保護等。本發明的技術實施簡單，成本低，功效高。


圖1為本發明一實施例的結構示意圖。
具體實施例方式下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例以本發明技術方案為前提，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。實施例1如圖1所示，本實施例提供一種模塊式人造網狀鋪墊防沖刷裝置，所述裝置采用模塊式網狀鋪墊結構，每個網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。本實施例中，織物墊1由一種耐腐蝕、高強度且具有一定柔性的非金屬材料做成的網繩編制或壓制而成，帶有一定大小切均勻分布的網孔，網繩上可以帶有長于5倍網孔以上的毛發。毛發在靜止水體中能夠垂直漂浮，其密度小于水體密度。網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，并設置次纜繩5。最邊緣一塊的織物墊上還設有主纜繩3。本實施例中，拉鏈2由一種耐腐蝕、高強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。本實施例中，主纜繩3由一種耐腐蝕、高強度且具有一定柔性的非金屬材料做成， 用于連接主錨4。本實施例中，主錨4是一種由耐腐蝕、高強度做成的、頭部為圓錐的柱體上帶有多個葉片的空心體，施工時通過振動槍將其快速打人海床，其外部設有一個拉環，主纜繩3連結到拉環上。主錨的作用是防止促淤裝置被水流沖走。本實施例中，次纜繩5由一種耐腐蝕、高強度且具有一定柔性的非金屬材料做成， 用于連接次錨6。本實施例中，次錨6可以是一種由耐腐蝕、高強度做成的、頭部為圓錐的柱體上帶有多個葉片的空心體，施工時通過振動槍將其快速打人海床，其外部設有一個拉環，次纜繩 5連結到拉環上。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，只要對環境沒有污染和經濟合算，如鐵球，通過次纜繩將每一塊織物墊固定在床面上，防止被水流沖走。實施例2橋墩周圍的床面(泥沙粒徑Imm)的防沖刷保護。用尼龍繩做成的高強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，網孔大小為2mm，網孔的密度為0. 3 ；四周設置拉鏈；在織物墊的中心點和四周的中心點上均設置次纜繩，每根次纜繩連接到帶4個葉片的長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個葉片的長IOOcm直徑IOcm的主錨上。共計織物墊 100 片。將人造網狀鋪墊緊密鋪設在橋墩周圍的床面上，在橋墩上游鋪設4排、下游鋪6 排，每排鋪設10塊，直徑1米的圓柱型橋墩處于保護措施的中心，次錨打入床面下，最后將主錨打入床面下。這種設置在水底的人造網狀鋪墊將有效形成長10米寬10米的防沖刷保護區。實施例3海底輸油管道周圍的床面(泥沙粒徑0. 2mm)的防沖刷保護。用尼龍繩做成的高強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，網孔大小為1mm，網孔的密度為0. 5 ；四周設置拉鏈；在織物墊的中心點和四周的中心點上均設置次纜繩，每根次纜繩連接到帶4個葉片的長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個葉片的長IOOcm直徑IOcm的主錨上。 共計織物墊15000片。將人造網狀鋪墊緊密鋪設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1000塊，垂直于海底輸油管道路由方向鋪設15塊，海底輸油管道處于保護措施的中心，直徑0. 5米的海底輸油管道處于保護措施的中心，次錨打入床面下，最后將主錨打入床面下。這種設置在水底的人造網狀鋪墊將有效形成長4000米寬 30米的海底輸油管道防沖刷保護區。實施例4大壩護坦下游的床面(泥沙粒徑2mm)的防沖刷保護。用尼龍繩做成的高強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，網孔大小為3mm，網孔的密度為0. 35 ；四周設置拉鏈；在織物墊的中心點和四周的中心點上均設置次纜繩， 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。共計織物墊2000片。將人造網狀鋪墊緊密鋪設在大壩護坦下游的床面上，在大壩護坦下游的床面上沿河道方向鋪設100塊，河道斷面方向鋪設20塊，保護措施的設置起于大壩護坦尾。這種設置在水底的人造網狀鋪墊將有效形成長400米寬40米的防沖刷保護區。由以上實施例可以看出本發明利用人造網狀鋪墊及其漂浮毛發，不但直接阻隔海床泥沙的運動，防止當地泥沙被沖刷外移，而且增加床面附近糙率，減少當地水流挾沙力，減少水流對河床或海床的沖刷能力。本發明技術實施簡單，成本低，功效高，是一種經濟的方法。盡管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求
1.一種模塊式人造網狀鋪墊防沖刷裝置，其特征在于，所述裝置采用模塊式網狀鋪墊結構，每個網狀鋪墊包括織物墊、拉鏈、主纜繩、主錨、次纜繩、次錨組成，所述織物墊四周設置拉鏈，在織物墊的中心和四周均設置次纜繩，每根次纜繩連接次錨，位于最外圍的織物墊上還設有主纜繩，每根主纜繩連接主錨，所述織物墊設有網孔，網繩上帶有長于網孔的毛發。
2.根據權利要求1所述的模塊式人造網狀鋪墊防沖刷裝置，其特征在于，所述織物墊帶有均勻分布的網孔，網繩上帶有長于5倍網孔以上的毛發，毛發在靜止水體中能夠垂直漂浮，其密度小于水體密度。
3.根據權利要求2所述的模塊式人造網狀鋪墊防沖刷裝置，其特征在于，所述網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，網孔的密度不小于0. 3。
4.根據權利要求1所述的模塊式人造網狀鋪墊防沖刷裝置，其特征在于，所述主錨是頭部為圓錐的柱體上帶有多個葉片的空心體，該主錨打入河床或海床，其外部設有一個拉環，主纜繩連結到拉環上。
5.根據權利要求1所述的模塊式人造網狀鋪墊防沖刷裝置，其特征在于，所述次錨打入河床或海床床面，其外部設有一個拉環，次纜繩連結到拉環上。
6.根據權利要求1-5任一項所述的模塊式人造網狀鋪墊防沖刷裝置，其特征在于，所述次錨的尺寸為主錨的1/2到1/5。
7.根據權利要求1-5任一項所述的模塊式人造網狀鋪墊防沖刷裝置，其特征在于，所述次錨是頭部為圓錐的柱體上帶有多個葉片的空心體，或者是比水體密度大的物塊。
8.一種采用權利要求1-7任一項所述裝置的模塊式人造網狀鋪墊防沖刷方法，其特征在于，通過在床面發生沖刷或者防沖保護部位設置模塊式人造網狀鋪墊，所述網狀鋪墊鋪放固定在河床或海床床面，該網狀鋪墊的網繩上帶有長于網孔的毛發，當水流流動時，人造漂浮毛發向下游倒伏，隔阻水流對河床或海床床面的沖刷，從而達到被覆蓋的區域避免或減少沖刷而受到保護之目的。
9.根據權利要求8所述的模塊式人造網狀鋪墊防沖刷方法，其特征在于，包括如下步驟(1)準備網狀鋪墊，網狀鋪墊的塊數取決于要保護的床面面積的大??；(2)將網狀鋪墊鋪放到需要保護的床面上，使人造漂浮毛發的一面朝向水面，每塊網狀鋪墊用拉鏈連接、拉好；(3)將最外圍網狀鋪墊上設置的主纜繩連接到固定在床面上的主錨上；(4)將中間網狀鋪墊上設置的次纜繩連接到固定在床面上的次錨上；(5)當水流流動時，人造漂浮毛發向下游倒伏，有效增加床面附近的阻力，減小床面附近的水流速度，進一步達到避免或減少沖刷之目的。
全文摘要
本發明公開一種水利工程技術的模塊式人造網狀鋪墊防沖刷裝置及方法，所述裝置采用模塊式網狀鋪墊結構，每個網狀鋪墊包括織物墊、拉鏈、主纜繩、主錨、次纜繩、次錨組成。所述織物墊四周設置拉鏈，在織物墊的中心和四周均設置次纜繩，每根次纜繩連接次錨，位于最外圍的織物墊上還設有主纜繩，每根主纜繩連接主錨，所述織物墊設有網孔，網繩上帶有長于網孔的毛發。，當水流流動時，人造漂浮毛發向下游倒伏，有效增加床面附近的阻力，減小床面附近的水流速度，進一步達到避免或減少沖刷之目的。本發明的技術實施簡單，成本低，功效高。
文檔編號E02B3/12GK102561262SQ20111042479
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者喻國良, 張睿智, 斯峰, 楊聞宇, 王華坤 申請人:上海交通大學