专利名称：一种水下排管设备及其水下排管方法
技术领域：
本发明涉及一种水下排管工程设备，具体地说是一种在江河湖 泊等大面积水体的河床内开挖排设中大口径给排水管的水下排管设 备及其水下排管方法。
背景技术：
目前，在江河湖泊等大面积水体中远岸取水的自来水厂取水工 程和向大面积水体中远岸排水的城市排污工程都需要自河床内排设 中大口径管道，考虑安全与检修不便，管道材质一般采用钢管。传统 水下排管主要困难在于采用大型专用机械水下开挖工作量大，沟槽位 置及标高较难控制，管道水上运输困难，管道连接方式若采用水上焊 接则需利用驳船等大型运输作业船只水上工作量大，若采用哈夫接头 则接头本身费用高昂。此外江河湖泊等大面积水体往往年水位变化 大，排管工程易受水流、风浪等因素影响，往往只能在一年内枯水期 且风浪较小的时候施工，施工限制较多。
发明内容
本发明的目的是提供一种气候适应性强的水下排管设备。它将 所有焊接的工作放在岸上完成，并利用压力水喷射和钢管本身的浮力 完成沟槽开挖和定位的工作，且抗水流和风浪性强，受水位变化影响 小，气候适应性强。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是 一种水下排管设备， 它主要包括陆基顶管固定部件，其特征在于路基顶管固定部件设有千 斤顶组，千斤顶组通过焊接钢管部件与水下喷射开挖部件连接，水下 喷射开挖部件与水上定位部件采用连接钢缆连接，岸边取水部件通过 出水管路与焊接管道部件连通。其中陆基顶管固定部件包括在岸边固 定设置的后背挡板，后背挡板设有千斤顶组，千斤顶组通过传力挡板 与焊接钢管部件连接、传力挡板设有卡箍与焊接钢管部件连接。焊接 钢管部件包括至少两节钢管。水下喷射开挖部件包括固定框架，固定 框架下部设有滑泥挡板，固定框架上部设有水深标尺、固定框架设有 高压射流喷头，高压射流喷头通过配套管路与射流供水泵连接。水上 定位部件包括船体，船体上设有射流供水泵配电控制系统，射流供水 泵配电控制系统通过连接电缆与水下喷射开挖部件连接。岸边取水部 件包括岸边设置的临时取水潜水泵及配套出水管路。 本发明的另一目的在于提供一种气候适应性强的水下排管方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是 一种水下排管方法， 包括以下步骤A、开挖初始河床沟槽；B、在岸边固定陆基顶管固 定部件并设置岸边取水部件；C 、路基顶管固定部件上设有千斤顶组， 千斤顶组与焊接钢管部件前端连接，焊接钢管部件末端与水下喷射开 挖部件连接，焊接钢管部件与岸边取水部件之间通过出水管路连通， 将水下喷射开挖部件推入水中，水下喷射开挖部件与水上定位部件采
用连接钢缆连接；D、通过岸边取水部件向水下喷射开挖部件和焊接
钢管部件内注水使其下沉至河床沟槽内，焊接钢管部件前端加焊钢 管，并通过陆基顶管固定部件将水下喷射开挖部件推至河床沟槽末
端；E、利用水下喷射开挖部件开挖河床沟槽，同时利用陆基顶管固 定部件上千斤顶组的推力将水下喷射开挖部件和焊接钢管部件继续 前推，F、在焊接钢管部件前端加焊钢管，并重复D F，直至最终 完成沟槽开挖及排管。
本发明通过千斤顶组将焊接钢管部件和水下喷射开挖部件前 推，并利用水下喷射开挖部件开挖河床沟槽，然后在焊接钢管部件前 端加焊钢管，重复上述步骤，直至最终完成沟槽开挖及排管。这样， 在本发明中将所有焊接的工作放在岸上完成，并利用压力水喷射和钢 管本身的浮力完成沟槽开挖和定位的工作，且抗水流和风浪性强，受 水位变化影响小，气候适应性强。通过水深标尺、射流供水泵和临时 取水潜水泵可以控制焊接钢管部件内的水量，利用焊接钢管部件浮力 较为准确地控制沟槽深度，还可在施工暂停时将焊接钢管部件和水下 喷射开挖部件沉入沟槽，减少水流对管道影响。水上定位部件除用于 确保射流供水泵供电与控制外，还可在管位偏移时起牵引纠偏作用。
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图1为本发明一个实施例的立面示意图。
图2为沿图1中A-A线的剖面图。
图3为水下喷射开挖部件正视图。
图4为水下喷射开挖部件侧视图。
图5为水下喷射开挖部件侧剖图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。 本发明是一种水下排管设备，如图1 5所示，它主要包括陆基 顶管固定部件1、焊接钢管部件2、水下喷射开挖部件3、水上定位 部件4和岸边取水部件5，其特征在于陆基顶管固定部件1包括在岸 边固定设置的后背挡板6、千斤顶组7、传力挡板8、卡箍9、导向滚 轮组10和管道固定钢缆11组成；焊接钢管部件2与陆基顶管固定部
件1和水下喷射开挖部件3连接；水下喷射开挖部件3包括固定框架
12、滑泥挡板13、水深标尺14、高压射流喷头15、射流供水泵16 及配套管路；水上定位部件4包括船体17、射流供水泵配电控制系 统18和连接钢缆19;岸边取水部件5包括岸边设置的临时取水潜水 泵20及配套出水管路21。陆基顶管固定部件l背靠岸边原状土，固 定在岸滩上通过卡箍9和管道固定钢缆11与焊接钢管部件2连接； 水下喷射开挖部件3通过哈夫接头22与焊接钢管部件2连接，通过 连接钢缆19与水上定位部件4连接；岸边取水部件20的出水管路 21从陆基顶管固定部件1的传力挡板8中心穿过。焊接钢管部件2 内外均需考虑防腐处理措施，管道固定钢缆11需外包保护橡胶。
本发明运用时首先应进行水下地形测量及管线定位并在岸边及 水下河床开挖初始沟槽，其次并在岸边固定陆基顶管固定部件1并设 置岸边取水部件5，然后将焊接钢管部件2的初始段运来后固定在陆 基顶管固定部件1上并在其末端固定水下喷射开挖部件3，通过陆基 顶管固定部件1上千斤顶组7的推力将水下喷射开挖部件3推入水 中，并与水上定位部件4采用连接钢缆19连接。施工时通过岸边取 水部件5向水下喷射开挖部件3和焊接钢管部件2内注水使其下沉至 河床沟槽内，不断焊接加长焊接钢管部件2并通过陆基顶管固定部件 1将水下喷射开挖部件3推至沟槽末端，打开射流供水泵16通过高 压射流喷头15以及利用焊接钢管部件2浮力变化上下移动冲刷开挖 河床沟槽，同时利用陆基顶管固定部件1上千斤顶组7的推力将水下 喷射开挖部件3和焊接钢管部件2继续前推，直至陆基顶管固定部件 1上固定加焊下一节钢管再次重复上述过程，以此类推不断加长焊接 钢管部件2，最终完成沟槽开挖及排管。沟槽开挖出泥堆砌在管沟两 侧，排管后便于回覆。通过水深标尺14、射流供水泵16和临时取水 潜水泵20可以控制焊接钢管部件内的水量，利用焊接钢管部件2浮 力较为准确地控制沟槽深度，还可在施工暂停时将焊接钢管部件2和 水下喷射开挖部件3沉入沟槽，减少水流对管道影响。水上定位部件 4除用于确保射流供水泵16供电与控制外，还可在管道偏移时起牵 引纠偏作用。图中23为沟槽底，24为河床。
权利要求
1.一种水下排管设备，它主要包括陆基顶管固定部件，其特征在于路基顶管固定部件设有千斤顶组，千斤顶组与焊接钢管部件前端连接，焊接钢管部件末端与水下喷射开挖部件连接，水下喷射开挖部件与水上定位部件采用连接钢缆连接，岸边取水部件通过出水管路与焊接管道部件连通。
2 权利要求1所述的一种水下排管设备，其特征在于焊接钢管部件包括互相连接的至少两节钢管。
3 、权利要求1所述的一种水下排管设备，其特征在于陆基顶 管固定部件包括在岸边固定设置的后背挡板，后背挡板设有千斤顶 组，千斤顶组通过传力挡板与焊接钢管部件连通，传力挡板设有卡箍 与焊接钢管部件连接。
4 、权利要求1所述的一种水下排管设备，其特征在于岸边取 水部件的出水管路从陆基顶管固定部件的传力挡板中心穿过，接着与 焊接管道部件连通。
5 、权利要求1所述的一种水下排管设备，其特征在于后背挡 板设有导向滚轮组，钢管通过管道固定钢缆与导向滚轮组连接，。
6 、权利要求1所述的一种水下排管设备，其特征在于水下喷 射开挖部件包括固定框架，固定框架下部设有滑泥挡板，固定框架上 部设有水深标尺、固定框架设有高压射流喷头，高压射流喷头通过配 套管路与射流供水泵连接。
7 、权利要求1所述的一种水下排管设备，其特征在于水上定 位部件包括船体，船体上设有射流供水泵配电控制系统，射流供水泵 配电控制系统通过连接电缆与水下喷射开挖部件连接。
8 、权利要求1所述的一种水下排管设备，其特征在于岸边取 水部件包括岸边设置的临时取水潜水泵及其配套的出水管路。
9 、 一种水下排管方法，包括以下步骤A、开挖初始河床沟槽； B、在岸边固定陆基顶管固定部件并设置岸边取水部件；C、路基顶 管固定部件上设有千斤顶组，千斤顶组与焊接钢管部件前端连接，焊 接钢管部件末端与水下喷射开挖部件连接，焊接钢管部件与岸边取水 部件之间通过出水管路连通，将水下喷射开挖部件推入水中，水下喷 射开挖部件与水上定位部件采用连接钢缆连接；D、通过岸边取水部 件向水下喷射开挖部件和焊接钢管部件内注水使其下沉至河床沟槽 内，焊接钢管部件前端加焊钢管，并通过陆基顶管固定部件将水下喷 射开挖部件推至河床沟槽末端；E、利用水下喷射开挖部件开挖河床 沟槽，同时利用陆基顶管固定部件上千斤顶组的推力将水下喷射开挖 部件和焊接钢管部件继续前推；F、在焊接钢管部件前端加焊钢管， 并重复D F，直至最终完成沟槽开挖及排管。
全文摘要
本发明公开了一种水下排管设备，其特征在于路基顶管固定部件设有千斤顶组，千斤顶组通过焊接钢管部件与水下喷射开挖部件连接，水下喷射开挖部件与水上定位部件采用连接钢缆连接，岸边取水部件通过管道与焊接管道部件连接。本发明将所有焊接的工作放在岸上完成，并利用压力水喷射和钢管本身的浮力完成沟槽开挖和定位的工作，且抗水流和风浪性强，受水位变化影响小，气候适应性强。通过水深标尺、射流供水泵和临时取水潜水泵可以控制焊接钢管部件内的水量，利用焊接钢管部件浮力较为准确地控制沟槽深度，还可在施工暂停时将焊接钢管部件和水下喷射开挖部件沉入沟槽，减少水流对管道影响。水上定位部件除用于确保射流供水泵供电与控制外，还可在管位偏移时起牵引纠偏作用。
文档编号F16L1/12GK101368648SQ20081020094
公开日2009年2月18日 申请日期2008年10月9日 优先权日2008年10月9日
发明者汤剑青, 沈裘昌, 王作民, 旻 芮, 范玉柱, 许嘉炯, 郑国兴, 陈宝书, 挺 雷 申请人:上海市政工程设计研究总院