[发明专利]通道式海底悬空管道抛砂治理装置及施工方法

权利要求书

1.一种通道式海底悬空管道抛砂治理装置，包括：母船、抛砂船；其特征在于：母船为有动力驳船，抛砂船为无动力小船；抛砂船船体的纵轴垂直于母船的纵轴，船尾连接于母船的侧缘，母船、抛砂船通过丝杠和滑动轴承连接，母船提供动力、储存砂子，抛砂船将砂子打包成袋并完成砂袋的抛填工作；

母船船体上设置矩形砂子存放区，砂子存放区分割为多个平行的槽体；槽体靠近抛砂船的侧壁底部开孔，开孔外连母船方管、内连吸砂器；母船船体靠近抛砂船的一侧边缘设置矩形固接槽。

2.根据权利要求1所述的通道式海底悬空管道抛砂治理装置，其特征在于，抛砂船船体的船尾边缘设有开口矩形槽，甲板中部设有水平矩形浅槽，水平矩形浅槽内自船尾开始依次有支撑梁、打包机和辊道传送带；水平矩形浅槽靠近船首一侧有砂袋减速腔，砂袋减速腔由一个上凸的弧面和锥面相贯而成，腔口由上至下渐收，下端口连接可伸缩水下通道；砂袋减速腔上方设有卷扬机安装槽。

3.根据权利要求2所述的通道式海底悬空管道抛砂治理装置，其特征在于，母船和抛砂船通过丝杠和滑动轴承连接；母船的固接槽底部正中设置丝杠孔，丝杠孔两侧对称分布有滑孔；抛砂船的矩形开口槽底部通过四根竖直的高度调节丝杠与高度配合台连接，高度配合台通过高度调节丝杠升高或降低，高度配合台靠近母船的一侧连接有水平方向的丝杠轴和两侧对称的滑动轴；丝杠孔和丝杠轴组成丝杠配合，滑孔和滑动轴形成滑动轴承配合，抛砂船通过丝杠和滑动轴承配连接于母船的侧缘。

4.根据权利要求3所述的通道式海底悬空管道抛砂治理装置，其特征在于，砂子放在砂子存放区内，砂子通过母船方管和抛砂船方管套接而成的可伸缩通道由吸砂器提供运输动力从母船被输送到抛砂船上；母船方管为水平直方管，固连在砂子存放区的底部孔处，抛砂船方管为两段互相垂直的方管，固定在支撑梁上，依靠高度可调的支撑梁可调节到与母船方管高度相同；砂子从抛砂船方管竖直段出砂口落入打包机的漏斗槽内，通过打包机被打包成砂袋，砂子被打包机打包成袋落于下方的辊道传送带上；辊道传送带将砂袋输送至砂袋减速腔。

5.根据权利要求4所述的通道式海底悬空管道抛砂治理装置，其特征在于，砂袋通过由多节阶梯管组成的可伸缩水下通道抛填到海底管道悬空处；可伸缩水下通道连接与砂袋减速腔的底端，砂袋经由砂袋减速腔落入可伸缩水下通道中；阶梯管截面轮廓为矩形和以其长边为直径的半圆构成的图形，上端外侧有上外卡结构，截面为直角梯形，内侧有倒角，下端外侧有下外卡结构，截面为直角梯形，内侧有下内卡结构，截面为等腰梯形；可伸缩水下通道相邻阶梯管套接，尺寸自上而下依次减小，可伸缩水下通道由卷扬机安装槽内的卷扬机牵引实现整体伸缩，卷扬机的钢丝绳连接与可伸缩水下通道的最后一节阶梯管底端内部两侧的吊耳上；可伸缩水下通道整体有倾斜角。

6.根据权利要求5所述的通道式海底悬空管道抛砂治理装置，其特征在于，控制室位于抛砂船的高度配合台上，控制室内装有吸砂器、打包机、辊道传送带、卷扬机的控制结构。

7.一种通道式海底悬空管道抛砂治理方法，采用权利要求1-6之一所述的通道式海底悬空管道抛砂治理装置进行施工，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、在港口将砂子装入母船的砂子存放区，将抛砂船拖绑在母船的船尾，通过母船的动力将抛砂船托运到施工处，即悬空管道附近上方水面；

(2)、通过丝杠和滑动轴承将抛砂船连接母船侧缘，并调节至二者距离最短，母船方管和抛砂船方管也相应配合套接，完成母船和抛砂船的连接，调整位置，使母船与管道平行，抛砂船与管道垂直；

(3)、由控制室中卷扬机的控制结构放松钢丝绳，可伸缩水下通道在重力作用下下降，各节阶梯管的结构互相牵引伸长；调节卷扬机控制结构，使钢丝绳长度与可伸缩水下通道总长相同，装置施工时，钢丝绳为可伸缩水下通道提供一定的拉力；

(4)、依次打开控制室处辊道传送带、打包机和吸砂器的开关，砂子存放区内的砂子在吸砂器的吸力作用下，通过母船方管和抛砂船方管落入打包机，由打包机打包成袋，打包好的砂袋由辊道传送带运至砂袋减速腔，减速滑入可伸缩水下通道，顺着可伸缩水下通道滑到海底管道悬空处；

(5)、通过不同施工方式达到施工区的全覆盖：母船向前移动，带动抛砂船横向向前移动，实现沿管道方向施工；母船保持不动，调节两船连接丝杠，使抛砂船做远离母船或靠近母船的运动，沿垂直于管道的方向施工；调节母船与抛砂船有一定距离并保持距离不变，母船带动抛砂船一起向前移动，在管道另一侧沿管道方向施工；由于可伸缩水下通道有一定的倾斜角度，可伸缩水下通道可以伸至管道正下方进行施工；

(6)、施工完毕后，依次关闭控制室处吸砂器、打包机和辊道传送带的开关，结束砂袋输送；打开卷扬机的开关，卷收钢丝绳，可伸缩水下通道在钢丝绳的牵引下，各节阶梯管的结构互相推动收缩至最短；

(7)、通过两船连接丝杠和滑动轴承将抛砂船与母船分离，并托运回港口。