用于近岸深槽岸坡防護(hù)的大型土工布充沙袋及其拋投裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于近岸深槽岸坡防護(hù)的大型土工布充沙袋及其拋投裝置。大型土工布充沙袋單體沙袋長10m，直徑1.2m，袋型采用無側(cè)縫圓筒式，沙袋兩側(cè)采用包縫雙線法縫制，袋布材料采用高強(qiáng)聚丙烯（PP）；袋體同側(cè)設(shè)置3個直徑10cm的洞口。本沙袋使用耐久，易拋投定位，防護(hù)效果明顯。一種用于大型土工布充沙袋的拋投裝置，包括支架、翻板弧形槽、撬棍等部件，其主要技術(shù)特征在于拋投沙袋翻板為偏心弧形槽，表面打磨光滑，槽底設(shè)有排水孔。利用該拋投裝置可避免對外來動力源的依賴，減小工作面，節(jié)省能耗和工程投資，提高了施工效率，且使用方便，綜合效率較高，為短時間內(nèi)完成大體量拋投護(hù)岸作業(yè)提供了技術(shù)工藝保障。
【專利說明】用于近岸深槽岸坡防護(hù)的大型土工布充沙袋及其拋投裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大型土工布充沙袋及其拋投裝置，特別涉及用于近岸深槽岸坡防護(hù)的大型土工布充沙袋及其拋投裝置。
[0002]發(fā)明背景
由于河勢演變的復(fù)雜性和岸坡地質(zhì)構(gòu)造的多樣性，長江下游河段形成多個貼岸深槽，這類貼岸深槽水深流急(水深可達(dá)50m，流速可達(dá)2m/s)，水流頂沖，近岸邊坡陡峭，多個斷面出現(xiàn)比降大于1:2的陡坡，-5m以下比降有的甚至達(dá)到了 1: 1.6，超過長江下游1:2.5的穩(wěn)定岸坡臨界值。三峽工程運(yùn)用后，清水下泄可能會加劇灘槽的演變，使得深槽進(jìn)一步?jīng)_刷加深，岸坡更加陡峭。由于貼岸深槽岸邊灘地很窄甚至沒有灘地，最終將威脅到陸上堤防和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此對貼岸深槽水下岸坡和河床進(jìn)行加固處理顯得十分必要和迫切。
[0003]近岸深槽的防護(hù)難點(diǎn)是岸坡防護(hù)厚度大，所需防護(hù)體量大，而大宗材料(如拋石)獲取越來越困難，工程造價也越來越高。沙袋護(hù)岸是一種新型的高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的護(hù)岸型式，具有袋布質(zhì)量輕，整體連續(xù)性好，運(yùn)輸存儲方便，抗拉強(qiáng)度高，抗老化性能好，能長期在水中保持穩(wěn)定；袋體柔軟，適應(yīng)河岸變形能力強(qiáng)；充填沙來源方便經(jīng)濟(jì)，工程投資省等特點(diǎn)，在河道治理中得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。以往的類似工程實(shí)踐表明大型沙袋存在如下不足及缺陷:
1、傳統(tǒng)沙袋袋型采用側(cè)邊和端部縫制結(jié)構(gòu)形式，這種型式縫承載力有限，沙袋容易破裂，限制了高填充度大尺寸袋體的使用。
[0004]2、河道深槽處，水深流急，流態(tài)紊亂，除縱向水流外還伴有橫向水流，局部存在回旋流，沙袋下沉過程中，沙袋的飄落方向、最后落在河床上的位置受水流流速、流向的影響，且沙袋越大，受水流的影響越大、著床點(diǎn)越分散，形成的護(hù)岸體越不均勻。
[0005]3、傳統(tǒng)沙袋采用一端進(jìn)沙、一端出水充沙方式，在充填過程中單方向壓力過大，沙袋容易破裂，且充填時間長，易發(fā)生輸漿管堵塞，排水不暢等問題，影響施工效率；充填不均勻會導(dǎo)致袋型不規(guī)整，在水流作用下發(fā)生扭曲、破裂；同時，由于充填度不足，造成袋型圓度下降導(dǎo)致水下拋落時產(chǎn)生袋體水流阻力的隨機(jī)改變而帶來的漂距的不確定性，增大了大型沙袋的拋投定位的難度。
[0006]4、現(xiàn)有的沙袋拋投裝置一般是動力翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，在施工船上采用卷揚(yáng)機(jī)等動力設(shè)備裝置進(jìn)行拋投翻轉(zhuǎn)，或者是通過吊機(jī)等起重設(shè)備拋投作業(yè)等方法，其工作面大、工效低、能耗大，使用不方便，綜合效率不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就在于克服上述缺陷，開發(fā)一種用于近岸深槽岸坡防護(hù)的大型土工布充沙袋及其拋投裝置。
[0008]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種用于深槽岸坡防護(hù)的大型土工布充沙袋，其特征在于:單體沙袋長10m，直徑1.2m,袋型采用無側(cè)縫圓筒式，沙袋兩側(cè)采用包縫雙線法縫制，袋布材料采用高強(qiáng)聚丙烯(PP);袋體同側(cè)設(shè)置3個直徑IOcm的洞口，洞口外縫接同面料同直徑、兩端敞口、長50cm的袖袋，袖筒采用翻邊雙線法縫制，兩端袖袋用于充沙，中間袖袋用于排水；袋體單位面積質(zhì)量≥280g/m2，有效孔徑O≤0.12mm，滲透系數(shù)取10-4~l(T3cm/s，縱向抗拉強(qiáng)度≥40kN/m,橫向抗拉強(qiáng)度> 32kN/m,頂破強(qiáng)度> 0.5kg/cm2,沙袋兩端縫制應(yīng)滿足充填壓力達(dá)0.33kg/cm2時不產(chǎn)生縫口撕裂；沙袋充填完成后將每個袖帶折疊后用專用繩綁扎封口。
[0009]一種用于近岸深槽岸坡防護(hù)的大型土工布充沙袋的拋投裝置，此裝置包括支架、翻板弧形槽、撬棍等部件，其主要技術(shù)特征在于拋投沙袋翻板為偏心弧形槽，材料為型鋼和普通鋼板，長10m，寬2.2m，深0.35m，表面打磨光滑，槽底設(shè)有間距為10cm、直徑為21.5mm的排水孔，無動力拋投的實(shí)現(xiàn)是利用弧形槽重心與支架支點(diǎn)的偏心受力特點(diǎn)，設(shè)計(jì)成依據(jù)自重自動翻轉(zhuǎn)拋投形式，偏心距的大小通過實(shí)驗(yàn)確定，能夠自動翻轉(zhuǎn)與人工復(fù)位均比較簡易。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果在于:
大型土工布沖沙袋的體型為圓筒形，體積大、自重大，可減小沙袋在沉降過程中受水流流向及流態(tài)的影響；通過拋投試驗(yàn)確定落距，減小拋投定位的難度；袋體材料及縫制型式的選擇可增強(qiáng)沙袋的徑向抗撕裂強(qiáng)度和破張力，減少沙袋破裂的風(fēng)險(xiǎn)，增加了沙袋的耐久性；通過兩側(cè)沖沙中間排水，可提高填充效率，加快了施工進(jìn)度，又使沙子充分流動入淤，充填均勻，避免了這類長形沙袋因?yàn)樘畛洳痪鶆驅(qū)е麓筒灰?guī)整，在水流作用下發(fā)生扭曲，破裂，同時，由于保證了足夠充填度，也避免了袋型圓度下降導(dǎo)致水下拋落時產(chǎn)生袋體水流阻力的隨機(jī)改變而帶來的漂距的不確定性，從而有效克服了大型沙袋的拋投定位難問題。
[0011]利用近岸深槽岸坡防護(hù)的大型土工布充沙袋的拋投裝置拋投沙袋擺脫了對外來動力源的需求，大大減小了作業(yè)工作面，提高了施工效率，降低了能耗，且使用方便，綜合效率較高；
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和效果將在下面繼續(xù)描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]附圖1是本發(fā)明沙袋袋體立面結(jié)構(gòu)圖 附圖2是本發(fā)明沙袋袋體俯視結(jié)構(gòu)圖 附圖3是本發(fā)明沙袋袋體縫制形式
附圖4是沙袋拋投裝置弧形槽平面示意圖 附圖5是沙袋拋投裝置弧形槽1-1剖面示意圖 附圖6是沙袋拋投裝置弧形槽受力示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明中所涉及的大型土工布充沙袋主要用于近岸深槽岸坡防護(hù)，這就要求沙袋具有一定的體積及重量，而沙袋單體體量越大，就越容易破裂，其耐久性就會下降。本發(fā)明中大型土工布沖沙袋的技術(shù)參數(shù)在總結(jié)現(xiàn)有沙袋護(hù)岸在充填度、尺寸、落距等方面的研究成果結(jié)合現(xiàn)場試驗(yàn)確定:如圖1.2.3所示，單體沙袋長10m，直徑1.2m，袋型采用無側(cè)縫圓筒式，沙袋兩側(cè)采用包縫雙線法縫制 ，袋布材料采用高強(qiáng)聚丙烯(PP);如圖4所示，袋體兩側(cè)采用工業(yè)縫紉機(jī)，使用強(qiáng)度不小于150N的尼龍包縫雙線法縫制，袖筒采用翻邊雙線法縫制，縫制型式的選擇增強(qiáng)了沙袋的徑向抗撕裂強(qiáng)度和破張力，大大減少了沙袋破裂的風(fēng)險(xiǎn)，可在水深5m以下紫外線照度低的水下使用30年，增加了沙袋的耐久性；通過室內(nèi)袋體材性測試和現(xiàn)場試驗(yàn)，確定了沙袋物理力學(xué)性能設(shè)計(jì)指標(biāo)，包括:袋體單位面積質(zhì)量不小于280g/m2，有效孔徑095<Λ.12mm，可使沙粒有效利用率達(dá)到80%以上，滲透系數(shù)>10_4cm/s，縱向抗拉強(qiáng)度不小于40kN/m,橫向抗拉強(qiáng)度不小于32kN/m,頂破強(qiáng)度不小于0.5kg/cm2,沙袋兩端縫制應(yīng)滿足充填壓力達(dá)0.33kg/cm2時不產(chǎn)生縫口撕裂。沙袋同側(cè)兩端及中間共設(shè)3只直徑IOcm的袖口，可與市場現(xiàn)有的標(biāo)徑軟管匹配，其直徑過小，填充速率過慢，會影響施工效率，直徑過大，填充速率過快，水沙不能及時分離，影響沙袋內(nèi)水分排除，同時也可能因填充過快導(dǎo)致沙袋炸裂，兩端袖口 I為進(jìn)(充沙)口，中間袖口 2為出(排水)口，由兩端沿沙袋軸線方向向中間充填，可提高填充效率，加快了施工進(jìn)度，又使沙子充分流動入淤，充填均勻，避免了這類長形沙袋因?yàn)樘畛洳痪鶆驅(qū)е麓筒灰?guī)整，在水流作用下發(fā)生扭曲、破裂，同時，由于保證了足夠充填度，也避免了袋型圓度下降導(dǎo)致水下拋落時產(chǎn)生袋體水流阻力的隨機(jī)改變而帶來的漂距的不確定性，從而有效克服了大型沙袋的拋投定位難問題；洞口外接同面料同直徑、兩端敞口的袖袋長50cm。
[0014]一種用于近岸深槽岸坡防護(hù)的大型土工布充沙袋的拋投裝置，如圖4.5.6所示，包括支架4、翻板弧形槽5、撬棍6、基座7等部件。翻盤弧形槽材料為型鋼和普通鋼板，長IOm,寬2.2m,深0.35m,利用弧形槽重心與支架支點(diǎn)的偏心受力特點(diǎn)，設(shè)計(jì)成依據(jù)自重自動翻轉(zhuǎn)拋投形式，偏心距的大小通過實(shí)驗(yàn)確定。設(shè)計(jì)依據(jù)為4=1.5m, Θ =60° ,當(dāng)撬棍撬動弧形槽時，作用力沿Z7方向，有效應(yīng)力/^=Z7SinP ;弧形槽慢慢回移時β逐漸增大，&逐漸增大，直至弧形槽復(fù)原。即θ=90°時/因此，在剛撬動弧形槽時所用的力最大，由力矩平行方程得:
【權(quán)利要求】
1.一種用于近岸深槽岸坡防護(hù)的大型土工布充沙袋，其特征在于:單體沙袋長10m，直徑1.2m，袋型采用無側(cè)縫圓筒式，沙袋兩側(cè)采用包縫雙線法縫制，袋布材料采用高強(qiáng)聚丙烯(PP);袋體同側(cè)設(shè)置3個直徑IOcm的洞口，洞口外縫接同面料同直徑、兩端敞口、長50cm的袖袋，袖筒米用翻邊雙線法縫制；袋體單位面積質(zhì)量>≥280g/m2，有效孔徑Oft5 < 0.12mm,滲透系數(shù)取10_4~10_3cm/s，縱向抗拉強(qiáng)度≥40kN/m，橫向抗拉強(qiáng)度≥32kN/m，頂破強(qiáng)度≥0.5kg/cm2,沙袋兩端縫制滿足充填壓力達(dá)0.33kg/cm2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于近岸深槽岸坡防護(hù)的大型土工布充沙袋的拋投裝置，其特征在于:此裝置包括支架、翻板弧形槽、撬棍，拋投沙袋翻板為偏心弧形槽，表面打磨光滑，槽底設(shè)有間距為10cm、直徑為21.5mm的排水孔。
【文檔編號】E02B3/12GK103669286SQ201310651611
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】肖洋, 丁仲平, 陳輝, 李濤章, 田正宏, 成浩科, 張子龍, 胡寧, 宋榮華 申請人:河海大學(xué), 南京市長江河道管理處