[发明专利]一种深水地锚和纵索的水下连接装置及方法

说明书

本发明公开了一种深水地锚和纵索的水下连接装置及方法，其包括在地锚的顶部安装索节，索节上设置轴线正交的轴孔和第一绳孔，且索节的上部横截面为长方形；第一绳孔内穿设牵引绳；纵索的底部连接水下卸扣，水下卸扣的扣体开口的两端分别安装限位板，两块限位板与扣体围合形成略大于索节的上部横截面尺寸的长方形腔体，且索节的厚度略小于扣体的内壁净距，索节的宽度大于扣体的内壁净距；水下卸扣的扣体底面安装导向罩，导向罩上设置用于穿设牵引绳的第二绳孔；当牵引绳牵引导向罩到达索节上方时，导向罩滑入索节，旋转水下卸扣可使索节的上部伸入长方形腔体，且索节的轴孔与水下卸扣的销轴对中，销轴穿过索节的轴孔即可将地锚与纵索可靠连接。

技术领域

本发明涉及深水地锚和索网结构中纵索的连接，特别是一种深水地锚和纵索的水下连接装置及方法。

背景技术

大型水库具有水温分层现象，若发电站取水口高程较低，在春、夏之交，机组发电会下泄低温水，在下游引起一系列严重的生态问题，比如影响下游鱼类繁殖，导致部分水生物灭绝等问题。针对这一现象，可在发电站取水口前沿整个河断面设置隔水幕墙，水库中下部的低温水被隔水幕墙阻挡，水库表层的正常水温水体从隔水幕墙顶部通过，进而提高发电站下泄水温，降低低温水对下游生态的不利影响。隔水幕墙所承受荷载巨大，荷载需通过索网结构传递至水面浮箱和库底地锚，保证地锚与索网结构的纵索可靠连接是项目成功的关键之一。

一般水下地锚工程可通过潜水员作业完成地锚和索网结构中纵索的连接，但是对于高坝大库，最大水深已达200m，属深水地锚工程，常规的空气潜水最大安全深度只有60m，无法完成深水地锚的连接工作。海洋工程中的饱和潜水作业方案可完成此项工作，但其造价昂贵，专用设备庞大，内陆运输困难，且属于高危作业。为控制项目成本、降低施工风险，可采用水下机器人(ROV)完成连接工作，但水下机器人工作远不如潜水员灵活，其两只机械手动作较为笨拙，现有的连接方案无法由其完成。因此，采用水下机器人完成深水地锚和纵索的连接需提出一种全新的水下连接技术方案和装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对目前水下机器人不能完成深水地锚和纵索连接的不足，本发明提供一种利用水下机器人(ROV)推、拉、旋转等简单操作即可在深水中完成深水地锚和纵索水下连接的装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种深水地锚和纵索的水下连接装置，包括安装在水底的地锚和一端连接水面浮箱的纵索，其中：

所述地锚的顶部竖直安装索节，所述索节的上部设置轴孔，中部设置第一绳孔，所述第一绳孔和所述轴孔分别在所述索节上水平设置，所述第一绳孔的轴线与所述轴孔的轴线正交，所述索节的上部横截面为长方形，所述长方形的长边的长度定义为所述索节的宽度，所述长方形的短边的长度定义为所述索节的厚度，所述轴孔开设在所述长方形的长边所在面上；

所述第一绳孔内穿设牵引绳；

所述纵索的底部连接水下卸扣，所述水下卸扣包括销轴和扣体，所述扣体的底部开口，所述开口的两端分别安装限位板，两块所述限位板与所述扣体的开口围合形成略大于所述索节的上部横截面尺寸的长方形腔体，且所述索节的厚度略小于所述扣体的内壁净距，所述索节的宽度大于所述扣体的内壁净距，同时所述索节的宽度略小于两块所述限位板的间距；

所述水下卸扣的扣体底面安装用于为所述索节导向的导向罩，所述导向罩上设置便于与所述牵引绳连接的第二绳孔；

所述牵引绳的一端穿过所述第二绳孔后连接所述纵索，另一端伸出水面供纵索与地锚连接操作用；

当所述牵引绳牵引所述导向罩到达所述索节上方，释放牵引绳，所述导向罩滑入所述索节的上部后，水下机器人旋转调整所述水下卸扣，使所述索节的上部伸入所述长方形腔体，实现所述索节的轴孔与所述水下卸扣的销轴对中，水下机器人将水下卸扣的销轴穿过所述索节的轴孔就可将所述水下卸扣与所述索节锁合，即实现地锚与纵索的连接。