專利名稱：一種水下排管設(shè)備及其水下排管方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水下排管工程設(shè)備，具體地說是一種在江河湖 泊等大面積水體的河床內(nèi)開挖排設(shè)中大口徑給排水管的水下排管設(shè) 備及其水下排管方法。
背景技術(shù)：
目前，在江河湖泊等大面積水體中遠(yuǎn)岸取水的自來水廠取水工 程和向大面積水體中遠(yuǎn)岸排水的城市排污工程都需要自河床內(nèi)排設(shè) 中大口徑管道，考慮安全與檢修不便，管道材質(zhì)一般采用鋼管。傳統(tǒng) 水下排管主要困難在于采用大型專用機(jī)械水下開挖工作量大，溝槽位 置及標(biāo)高較難控制，管道水上運(yùn)輸困難，管道連接方式若采用水上焊 接則需利用駁船等大型運(yùn)輸作業(yè)船只水上工作量大，若采用哈夫接頭 則接頭本身費(fèi)用高昂。此外江河湖泊等大面積水體往往年水位變化 大，排管工程易受水流、風(fēng)浪等因素影響，往往只能在一年內(nèi)枯水期 且風(fēng)浪較小的時(shí)候施工，施工限制較多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氣候適應(yīng)性強(qiáng)的水下排管設(shè)備。它將 所有焊接的工作放在岸上完成，并利用壓力水噴射和鋼管本身的浮力 完成溝槽開挖和定位的工作，且抗水流和風(fēng)浪性強(qiáng)，受水位變化影響 小，氣候適應(yīng)性強(qiáng)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種水下排管設(shè)備， 它主要包括陸基頂管固定部件，其特征在于路基頂管固定部件設(shè)有千 斤頂組，千斤頂組通過焊接鋼管部件與水下噴射開挖部件連接，水下 噴射開挖部件與水上定位部件采用連接鋼纜連接，岸邊取水部件通過 出水管路與焊接管道部件連通。其中陸基頂管固定部件包括在岸邊固 定設(shè)置的后背擋板，后背擋板設(shè)有千斤頂組，千斤頂組通過傳力擋板 與焊接鋼管部件連接、傳力擋板設(shè)有卡箍與焊接鋼管部件連接。焊接 鋼管部件包括至少兩節(jié)鋼管。水下噴射開挖部件包括固定框架，固定 框架下部設(shè)有滑泥擋板，固定框架上部設(shè)有水深標(biāo)尺、固定框架設(shè)有 高壓射流噴頭，高壓射流噴頭通過配套管路與射流供水泵連接。水上 定位部件包括船體，船體上設(shè)有射流供水泵配電控制系統(tǒng)，射流供水 泵配電控制系統(tǒng)通過連接電纜與水下噴射開挖部件連接。岸邊取水部 件包括岸邊設(shè)置的臨時(shí)取水潛水泵及配套出水管路。 本發(fā)明的另一目的在于提供一種氣候適應(yīng)性強(qiáng)的水下排管方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種水下排管方法， 包括以下步驟A、開挖初始河床溝槽；B、在岸邊固定陸基頂管固 定部件并設(shè)置岸邊取水部件；C 、路基頂管固定部件上設(shè)有千斤頂組， 千斤頂組與焊接鋼管部件前端連接，焊接鋼管部件末端與水下噴射開 挖部件連接，焊接鋼管部件與岸邊取水部件之間通過出水管路連通， 將水下噴射開挖部件推入水中，水下噴射開挖部件與水上定位部件采
用連接鋼纜連接；D、通過岸邊取水部件向水下噴射開挖部件和焊接
鋼管部件內(nèi)注水使其下沉至河床溝槽內(nèi)，焊接鋼管部件前端加焊鋼 管，并通過陸基頂管固定部件將水下噴射開挖部件推至河床溝槽末
端；E、利用水下噴射開挖部件開挖河床溝槽，同時(shí)利用陸基頂管固 定部件上千斤頂組的推力將水下噴射開挖部件和焊接鋼管部件繼續(xù) 前推，F(xiàn)、在焊接鋼管部件前端加焊鋼管，并重復(fù)D F，直至最終 完成溝槽開挖及排管。
本發(fā)明通過千斤頂組將焊接鋼管部件和水下噴射開挖部件前 推，并利用水下噴射開挖部件開挖河床溝槽，然后在焊接鋼管部件前 端加焊鋼管，重復(fù)上述步驟，直至最終完成溝槽開挖及排管。這樣， 在本發(fā)明中將所有焊接的工作放在岸上完成，并利用壓力水噴射和鋼 管本身的浮力完成溝槽開挖和定位的工作，且抗水流和風(fēng)浪性強(qiáng)，受 水位變化影響小，氣候適應(yīng)性強(qiáng)。通過水深標(biāo)尺、射流供水泵和臨時(shí) 取水潛水泵可以控制焊接鋼管部件內(nèi)的水量，利用焊接鋼管部件浮力 較為準(zhǔn)確地控制溝槽深度，還可在施工暫停時(shí)將焊接鋼管部件和水下 噴射開挖部件沉入溝槽，減少水流對(duì)管道影響。水上定位部件除用于 確保射流供水泵供電與控制外，還可在管位偏移時(shí)起牽引糾偏作用。


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圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的立面示意圖。
圖2為沿圖1中A-A線的剖面圖。
圖3為水下噴射開挖部件正視圖。
圖4為水下噴射開挖部件側(cè)視圖。
圖5為水下噴射開挖部件側(cè)剖圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。 本發(fā)明是一種水下排管設(shè)備，如圖1 5所示，它主要包括陸基 頂管固定部件1、焊接鋼管部件2、水下噴射開挖部件3、水上定位 部件4和岸邊取水部件5，其特征在于陸基頂管固定部件1包括在岸 邊固定設(shè)置的后背擋板6、千斤頂組7、傳力擋板8、卡箍9、導(dǎo)向滾 輪組10和管道固定鋼纜11組成；焊接鋼管部件2與陸基頂管固定部
件1和水下噴射開挖部件3連接；水下噴射開挖部件3包括固定框架
12、滑泥擋板13、水深標(biāo)尺14、高壓射流噴頭15、射流供水泵16 及配套管路；水上定位部件4包括船體17、射流供水泵配電控制系 統(tǒng)18和連接鋼纜19;岸邊取水部件5包括岸邊設(shè)置的臨時(shí)取水潛水 泵20及配套出水管路21。陸基頂管固定部件l背靠岸邊原狀土，固 定在岸灘上通過卡箍9和管道固定鋼纜11與焊接鋼管部件2連接； 水下噴射開挖部件3通過哈夫接頭22與焊接鋼管部件2連接，通過 連接鋼纜19與水上定位部件4連接；岸邊取水部件20的出水管路 21從陸基頂管固定部件1的傳力擋板8中心穿過。焊接鋼管部件2 內(nèi)外均需考慮防腐處理措施，管道固定鋼纜11需外包保護(hù)橡膠。
本發(fā)明運(yùn)用時(shí)首先應(yīng)進(jìn)行水下地形測(cè)量及管線定位并在岸邊及 水下河床開挖初始溝槽，其次并在岸邊固定陸基頂管固定部件1并設(shè) 置岸邊取水部件5，然后將焊接鋼管部件2的初始段運(yùn)來后固定在陸 基頂管固定部件1上并在其末端固定水下噴射開挖部件3，通過陸基 頂管固定部件1上千斤頂組7的推力將水下噴射開挖部件3推入水 中，并與水上定位部件4采用連接鋼纜19連接。施工時(shí)通過岸邊取 水部件5向水下噴射開挖部件3和焊接鋼管部件2內(nèi)注水使其下沉至 河床溝槽內(nèi)，不斷焊接加長(zhǎng)焊接鋼管部件2并通過陸基頂管固定部件 1將水下噴射開挖部件3推至溝槽末端，打開射流供水泵16通過高 壓射流噴頭15以及利用焊接鋼管部件2浮力變化上下移動(dòng)沖刷開挖 河床溝槽，同時(shí)利用陸基頂管固定部件1上千斤頂組7的推力將水下 噴射開挖部件3和焊接鋼管部件2繼續(xù)前推，直至陸基頂管固定部件 1上固定加焊下一節(jié)鋼管再次重復(fù)上述過程，以此類推不斷加長(zhǎng)焊接 鋼管部件2，最終完成溝槽開挖及排管。溝槽開挖出泥堆砌在管溝兩 側(cè)，排管后便于回覆。通過水深標(biāo)尺14、射流供水泵16和臨時(shí)取水 潛水泵20可以控制焊接鋼管部件內(nèi)的水量，利用焊接鋼管部件2浮 力較為準(zhǔn)確地控制溝槽深度，還可在施工暫停時(shí)將焊接鋼管部件2和 水下噴射開挖部件3沉入溝槽，減少水流對(duì)管道影響。水上定位部件 4除用于確保射流供水泵16供電與控制外，還可在管道偏移時(shí)起牽 引糾偏作用。圖中23為溝槽底，24為河床。
權(quán)利要求
1.一種水下排管設(shè)備，它主要包括陸基頂管固定部件，其特征在于路基頂管固定部件設(shè)有千斤頂組，千斤頂組與焊接鋼管部件前端連接，焊接鋼管部件末端與水下噴射開挖部件連接，水下噴射開挖部件與水上定位部件采用連接鋼纜連接，岸邊取水部件通過出水管路與焊接管道部件連通。
2 權(quán)利要求1所述的一種水下排管設(shè)備，其特征在于焊接鋼管部件包括互相連接的至少兩節(jié)鋼管。
3 、權(quán)利要求1所述的一種水下排管設(shè)備，其特征在于陸基頂 管固定部件包括在岸邊固定設(shè)置的后背擋板，后背擋板設(shè)有千斤頂 組，千斤頂組通過傳力擋板與焊接鋼管部件連通，傳力擋板設(shè)有卡箍 與焊接鋼管部件連接。
4 、權(quán)利要求1所述的一種水下排管設(shè)備，其特征在于岸邊取 水部件的出水管路從陸基頂管固定部件的傳力擋板中心穿過，接著與 焊接管道部件連通。
5 、權(quán)利要求1所述的一種水下排管設(shè)備，其特征在于后背擋 板設(shè)有導(dǎo)向滾輪組，鋼管通過管道固定鋼纜與導(dǎo)向滾輪組連接，。
6 、權(quán)利要求1所述的一種水下排管設(shè)備，其特征在于水下噴 射開挖部件包括固定框架，固定框架下部設(shè)有滑泥擋板，固定框架上 部設(shè)有水深標(biāo)尺、固定框架設(shè)有高壓射流噴頭，高壓射流噴頭通過配 套管路與射流供水泵連接。
7 、權(quán)利要求1所述的一種水下排管設(shè)備，其特征在于水上定 位部件包括船體，船體上設(shè)有射流供水泵配電控制系統(tǒng)，射流供水泵 配電控制系統(tǒng)通過連接電纜與水下噴射開挖部件連接。
8 、權(quán)利要求1所述的一種水下排管設(shè)備，其特征在于岸邊取 水部件包括岸邊設(shè)置的臨時(shí)取水潛水泵及其配套的出水管路。
9 、 一種水下排管方法，包括以下步驟A、開挖初始河床溝槽； B、在岸邊固定陸基頂管固定部件并設(shè)置岸邊取水部件；C、路基頂 管固定部件上設(shè)有千斤頂組，千斤頂組與焊接鋼管部件前端連接，焊 接鋼管部件末端與水下噴射開挖部件連接，焊接鋼管部件與岸邊取水 部件之間通過出水管路連通，將水下噴射開挖部件推入水中，水下噴 射開挖部件與水上定位部件采用連接鋼纜連接；D、通過岸邊取水部 件向水下噴射開挖部件和焊接鋼管部件內(nèi)注水使其下沉至河床溝槽 內(nèi)，焊接鋼管部件前端加焊鋼管，并通過陸基頂管固定部件將水下噴 射開挖部件推至河床溝槽末端；E、利用水下噴射開挖部件開挖河床 溝槽，同時(shí)利用陸基頂管固定部件上千斤頂組的推力將水下噴射開挖 部件和焊接鋼管部件繼續(xù)前推；F、在焊接鋼管部件前端加焊鋼管， 并重復(fù)D F，直至最終完成溝槽開挖及排管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水下排管設(shè)備，其特征在于路基頂管固定部件設(shè)有千斤頂組，千斤頂組通過焊接鋼管部件與水下噴射開挖部件連接，水下噴射開挖部件與水上定位部件采用連接鋼纜連接，岸邊取水部件通過管道與焊接管道部件連接。本發(fā)明將所有焊接的工作放在岸上完成，并利用壓力水噴射和鋼管本身的浮力完成溝槽開挖和定位的工作，且抗水流和風(fēng)浪性強(qiáng)，受水位變化影響小，氣候適應(yīng)性強(qiáng)。通過水深標(biāo)尺、射流供水泵和臨時(shí)取水潛水泵可以控制焊接鋼管部件內(nèi)的水量，利用焊接鋼管部件浮力較為準(zhǔn)確地控制溝槽深度，還可在施工暫停時(shí)將焊接鋼管部件和水下噴射開挖部件沉入溝槽，減少水流對(duì)管道影響。水上定位部件除用于確保射流供水泵供電與控制外，還可在管位偏移時(shí)起牽引糾偏作用。
文檔編號(hào)F16L1/12GK101368648SQ20081020094
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者湯劍青, 沈裘昌, 王作民, 旻 芮, 范玉柱, 許嘉炯, 鄭國(guó)興, 陳寶書, 挺 雷 申請(qǐng)人:上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院