專利名稱：導(dǎo)流下沉式基礎(chǔ)及其下沉工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種海底下沉基礎(chǔ)裝置及其下沉工藝。
眾所周知，海水是水下基礎(chǔ)工程施工的一大障礙。目前國內(nèi)采用的水下基礎(chǔ)工程施工工藝主要是空氣吸排下沉工藝，這種工藝過程主要是利用高壓射水與空氣吸排相結(jié)合，即高壓噴嘴射出的高壓水柱把基底的泥土沖成泥漿，然后用空氣吸沉機(jī)將其吸排出去，達(dá)到基底下降的目的。所采用的下沉基礎(chǔ)裝置由空氣吸沉機(jī)、高壓射水系統(tǒng)、回水管路、及反鍋底結(jié)構(gòu)組成，其中高壓射水系統(tǒng)包括供水管路、高壓水泵、噴嘴，反鍋底結(jié)構(gòu)位于底部，使其扣住底部泥土，噴嘴位于反鍋底結(jié)構(gòu)上，對準(zhǔn)底部泥土。該工藝盡管采用高壓射水進(jìn)行沖射，但沖射區(qū)域僅限于反鍋底結(jié)構(gòu)扣住的泥土部份。71年武漢長江大橋的墩臺施工就是采用這種空氣吸排下沉工藝進(jìn)行施工的。以后，又將此施工工藝應(yīng)用在南京長江大橋施工上。該工藝法盡管采用高壓射水進(jìn)行沖射，但沖射區(qū)域僅限于反鍋底結(jié)構(gòu)扣住的泥土部份，故其控制范圍仍然很小，而且易于造成承載面的“麻面”，降低基底承載力。與上述方法相似，國外進(jìn)行水底施工采用的一種工藝法是高壓射水、旋轉(zhuǎn)鉸刀與泵吸工藝。該工藝過程是將伸入水底的高壓噴嘴對準(zhǔn)欲施工的基底實施高壓水噴射，并用旋轉(zhuǎn)的鉸刀對被噴射的泥土進(jìn)行鉸動，然后再用高壓泵通過吸排泥管將松動的泥漿吸排出去。該工藝所用基礎(chǔ)裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，除高壓水泵外，還需安裝旋轉(zhuǎn)鉸刀系統(tǒng)。
上述兩種工藝均須將高壓水泵、風(fēng)壓機(jī)、及一整套動力系統(tǒng)安裝在輔助船上，故在施工過程中，依然擺脫不了海況條件的干擾。
本發(fā)明的目的是要設(shè)計一種施工簡便、效率高、結(jié)構(gòu)簡單，不受海況條件干擾的導(dǎo)流海水的基礎(chǔ)裝置及其下沉工藝。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的導(dǎo)流下沉式基礎(chǔ)及其下沉工藝如下所述導(dǎo)流下沉式基礎(chǔ)裝置結(jié)構(gòu)是其外部是1個作為外殼的中空筒體(1)，它豎直插入到欲施工的海水底部。此筒體(1)內(nèi)裝有吸泥管(2)、氣包(3)、傘狀導(dǎo)流承載體(4)、供氣管(5)、排泥管(6)，其中吸泥管(2)沿軸向位于筒體(1)中部，此吸泥管(2)底端邊緣是6～18個三角形齒槽，而其頂端和排泥管(6)連接。上述的傘狀導(dǎo)流承載體(4)實際上是一種半折疊狀的傘體，由12～36個傘瓣組成，每2個傘瓣鄰近的直邊相互連接一起后，形成1個半折疊的傘葉，而相鄰的傘葉通過其鄰近的斜邊連在一起，這樣，12～36個傘瓣構(gòu)成1個半折疊狀傘體，此傘體中部頂端形成1個邊緣為6～18個三角形凸體的孔洞，此空洞邊緣的6～18個三角形凸體，與上述的吸泥管(2)下端的6～18個三角形齒槽正好相互嚙合而固結(jié)一起。傘狀導(dǎo)流承載體(4)的12～36個傘瓣下端弧形側(cè)邊緣與筒體(1)內(nèi)側(cè)密接，但是每2個相鄰弧形側(cè)邊緣相交的頂端部分則與筒體(1)內(nèi)側(cè)間留有空隙。此外，吸泥管(2)中部或中下部外套有1短筒體，此短筒體上下端分別是呈正倒錐形的端面，此上下端面分別與吸泥管(2)外側(cè)密接，其內(nèi)被包圍的吸泥管(2)部分上面?zhèn)溆忻芗拿坊顨饪?，此部分作為?nèi)壁，和其外的短筒體、作為外壁，與上下端面構(gòu)成1個氣包(3)。與吸泥管(2)相平行的裝有1個供氣管(5)，此供氣管(5)備有供氣口下端插入氣包(3)中。筒體(1)頂端是網(wǎng)狀透水罩。
使用上述基礎(chǔ)裝置實施導(dǎo)流下沉工藝的步驟是使基礎(chǔ)裝置扣在須施工的海底，使這部分海底泥土被扣在其內(nèi)。再利用基礎(chǔ)裝置內(nèi)供氣管經(jīng)氣包向吸泥管供氣，促使氣體從泥吸管內(nèi)向上排氣，造成空吸現(xiàn)象從而使其內(nèi)形成負(fù)壓，以消除向上吸泥漿的正面壓力，然后利用基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形狀不斷地導(dǎo)流引入補(bǔ)充進(jìn)來的海水，并使海水在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)循環(huán)流動，從而使所扣泥土被導(dǎo)流進(jìn)來的海水沖刷帶走，經(jīng)吸泥管向上由排泥管排出，這樣，底部泥土一層一層被“刨下來”，導(dǎo)致基礎(chǔ)逐漸下沉。
采用上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)裝置及實施導(dǎo)流下沉工藝使基礎(chǔ)下沉的原理可結(jié)合

圖1加以說明。
使基礎(chǔ)裝置扣在海底上，整個筒體(1)浸入海水中，排泥管(6)則露在水面外。氣體進(jìn)入供氣管(5)，通過氣包(3)內(nèi)壁上的密集氣孔進(jìn)入吸泥管(2)中，并向上經(jīng)排泥管(6)排出。顯然，在連續(xù)排氣過程中，吸泥管(2)內(nèi)形成負(fù)壓。此時，海水從筒體(1)頂端漏水罩進(jìn)入其內(nèi)，經(jīng)傘狀導(dǎo)流承載體(4)與筒體(1)內(nèi)側(cè)間空隙進(jìn)入傘狀導(dǎo)流承載體(4)內(nèi)，在所扣泥土與傘葉之間循環(huán)流動并不斷沖刷泥土，吸泥管(6)內(nèi)由于負(fù)壓而形成空吸，加之進(jìn)入傘狀導(dǎo)流承載體(4)海水在沖刷泥土過程中，在海水壓力作用下，向上經(jīng)吸泥管(2)底端進(jìn)口進(jìn)入其內(nèi)，自下而上由排泥管(6)排出，因而使被沖刷攜帶的泥土一起隨之排出。由于不斷地導(dǎo)流補(bǔ)充進(jìn)來的海水連續(xù)地沖刷泥土并將其不斷地帶走排出，因而使基礎(chǔ)逐漸下沉。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的導(dǎo)流下沉式基礎(chǔ)及其下沉工藝，是利用導(dǎo)流海水替代高壓射水，省去了較龐大的供射水系統(tǒng)，使下沉的輔助機(jī)械設(shè)備大大簡化，并無需再配備施工船只，使風(fēng)壓機(jī)及操作系統(tǒng)可以搬到平臺上，從而避免海況條件的干擾。所使用的基礎(chǔ)裝置，由于是根據(jù)導(dǎo)流海水法設(shè)計的，省掉了高壓射水與旋轉(zhuǎn)鉸刀系統(tǒng)，使結(jié)構(gòu)大大簡化，因而也就使下沉過程更加簡單，安裝速度大大提高。此外，該基礎(chǔ)還可重新起浮，再次易地使用。
使用本發(fā)明下沉裝置及下沉工藝法，于1988年5月在渤海16米水深海域做了單體下沉試驗，取得了成功。在一小時五十五分鐘內(nèi)將直徑3米長8.5米重20噸的下沉裝置沉入泥面以下8.20米，取得靜水壓力90噸占16米水深的80%的良好效果。事實證明，利用導(dǎo)流海水替代高壓射水是完全可以的。
圖1為本發(fā)明的下沉基礎(chǔ)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1、筒體;2、吸泥管;3、氣包;4、傘狀導(dǎo)流承載體;5、供氣管;6、排泥管，2根;11、網(wǎng)狀透水罩。
圖2為傘狀導(dǎo)流承載體(4)結(jié)構(gòu)示意圖。
其中41、傘葉。
由圖2看出，傘狀導(dǎo)流承載體頂端孔洞邊緣的8個三角形凸體與吸泥管(2)底端邊緣的8個三角形齒槽嚙合一起。
圖3為8個傘葉的傘狀導(dǎo)流承載體(4)的俯視圖。
圖4為傘葉(41)結(jié)構(gòu)示意圖。
其中42、傘瓣，每個傘葉(41)由2個傘瓣構(gòu)成;43、三角形凸體，由8個傘葉(41)組成的傘狀導(dǎo)流承載體(4)，其頂端孔洞邊緣共有8個三角形凸體;44、傘葉(41)的2個弧形邊緣相交頂端與筒體(1)內(nèi)側(cè)之間的空隙。
圖5為吸泥管(2)的局部展開示意圖。
其中21、三角形齒槽，8個;31、氣包(3)內(nèi)壁上的梅花狀排列的密集氣孔。
權(quán)利要求
1.一種海底施工用的導(dǎo)流下沉式基礎(chǔ)及其下沉工藝，其特征在于，所述的導(dǎo)流下沉式基礎(chǔ)是由中空的外殼筒體(1)、吸泥管(2)、氣包(3)、傘狀導(dǎo)流承載體(4)、供氣管(5)、排泥管(6)組成，所述的吸泥管(2)同軸位于筒體(1)內(nèi)中部，其下端邊緣是6～18個三角形齒槽(21)，所述的傘狀導(dǎo)流承載體(4)由12～36個傘瓣(42)組成，每2個傘瓣(42)的直邊相連而構(gòu)成1個半折疊狀傘葉(41)，傘葉(41)之間相鄰的斜邊連在一起，傘狀導(dǎo)流承載體(4)中部頂端是邊緣為6～18個三角形凸體(43)的孔洞，此孔洞邊緣的6～18個三角形凸體(43)與吸泥管(2)下端邊緣的6～18個三角形齒槽(21)相互嚙合固結(jié)，傘狀導(dǎo)流承載體(4)的每個傘葉(41)上的2個弧形邊緣與筒體(1)內(nèi)側(cè)密接，而2個弧形邊緣相交的頂部與筒體(1)內(nèi)側(cè)留有空隙(44)，在所述的吸泥管(2)外部套有1個短筒體，此短筒體上下端面分別呈正倒錐形，它們分別與吸泥管(2)外側(cè)密接，這樣，所述的短筒體，正、倒錐形端面、以及作為內(nèi)壁的被包圍的部分吸泥管(2)構(gòu)成氣包(3)，此氣包(3)內(nèi)壁均布梅花狀密集氣孔(31)，此外，與吸泥管(2)平行裝有1供氣管(5)，此供氣管(5)下端供氣口插入氣包(3)中，排泥管(6)位于吸泥管(2)頂端，筒體(1)頂端面是網(wǎng)狀透水罩(11)。
2.一種海底施工用的導(dǎo)流下沉式基礎(chǔ)及其下沉工藝，其特征在于，所述的導(dǎo)流下沉工藝是將導(dǎo)流下沉基礎(chǔ)裝置扣在欲施工海底，其內(nèi)扣住海底泥土，再利用所述的基礎(chǔ)裝置內(nèi)供氣管(5)經(jīng)氣包(3)向吸泥管(2)供氣，促使氣體從吸泥管(2)內(nèi)向上排氣，造成空吸現(xiàn)象從而使其內(nèi)形成負(fù)壓，以消除以上吸泥漿的正面壓力，然后利用所述的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形狀不斷地導(dǎo)流引入補(bǔ)充進(jìn)來的海水，并使海水在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)循環(huán)流動，從而使所扣泥土被導(dǎo)流進(jìn)來的海水沖刷攜帶，經(jīng)吸泥管(2)向上，由排泥管(6)不斷排出。
全文摘要
屬于一種海底下沉基礎(chǔ)裝置及其下沉工藝。筒體內(nèi)軸向裝有吸泥管，吸泥管上下端分別接排泥管和傘狀導(dǎo)流承載體，外側(cè)還套有氣包，供氣管通入氣包內(nèi)。使基礎(chǔ)轉(zhuǎn)置扣在海底上，將海底泥土扣在其內(nèi)，供氣管使氣體通入氣包經(jīng)其內(nèi)壁氣孔進(jìn)入吸泥管向上排出，管內(nèi)形成負(fù)壓?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)形狀導(dǎo)流引入補(bǔ)充進(jìn)來海水，在導(dǎo)流承載體內(nèi)循環(huán)流動沖刷帶走泥土，由吸泥管空吸不斷排出，從而使基礎(chǔ)下沉。其結(jié)構(gòu)簡單，施工效率高，不受海況條件影響。
文檔編號E02D27/52GK1047902SQ8910354
公開日1990年12月19日 申請日期1989年6月3日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月3日
發(fā)明者王欽健 申請人:渤海石油公司工程設(shè)計公司