无水泵砂水搅拌系统及工程船的制作方法

1.本发明属于沉管隧道灌砂技术领域，尤其涉及一种无水泵砂水搅拌系统及工程船。

背景技术：

2.沉管隧道是将隧道管段分段预制，每段两端设置临时止水头部，然后浮运至隧道轴线处，沉放在预先挖好的地槽(基槽)内，完成管段间的水下连接，移去临时止水头部，回填基槽保护沉管，铺设隧道内部设施，从而形成一个完整的水下通道。沉管隧道是城市修建内河水下隧道的主要方法之一，但由于内河的条件限制，管段的浮运和沉放难度较大，绝大多数沉管隧道都是在管段沉放后通过灌砂垫层消除管节底面和基槽底的有害空隙。内河沉管灌砂常规采用的工艺为：搅拌罐安装在船舶甲板以上，将水泵放入水中，由水泵给搅拌罐供水。皮带机给搅拌罐供料，然后经过搅拌为1∶10或者其他比例的砂水混合物，然后由抽砂装置抽取砂水混合物，将其灌至沉管底部，形成基础。

技术实现要素：

3.本技术至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
4.为此，本技术第一方面提供一种无水泵砂水搅拌系统，包括：
5.搅拌装置，其上设有进水口；
6.安装架，所述搅拌装置通过其连接在工程船上，并能相对所述工程船上下移动；
7.定量供砂装置，其通过送砂管与所述搅拌装置连通；
8.抽砂装置，其通过抽砂管与所述搅拌装置连通；
9.其中，所述搅拌装置可沿所述安装架下降至没入水下预定位置，以使外部环境中的水通过所述进水口进入所述搅拌装置，并与来自所述定量供砂装置送入所述搅拌装置的砂混合，从而获得预定砂水配比的砂浆。
10.本技术实施例所提供的无水泵砂水搅拌系统，取消设置水泵用于供水，而是将搅拌装置安装在工程船船侧，通过安装架升降搅拌装置至水面以下，从而利用水压将外部环境的水引入搅拌装置中，从而达到由外部环境自动为搅拌装置供水。通过控制定量供砂装置的供砂量与抽砂装置的流量，就能保证搅拌装置中的砂水混合的比例。
11.在本技术的一些实施例中，所述安装架包括：
12.第一滑道，其安装于船舷上；
13.第一滑动件，其安装在所述搅拌装置上；
14.所述第一滑动件可在第一滑道中上下移动。
15.在本技术的一些实施例中，所述第一滑道沿竖直方向延伸；所述第一滑动件安装于所述搅拌装置一侧，并沿着竖直方向延伸。
16.在本技术的一些实施例中，所述搅拌装置上与所述第一滑动件相对应的位置设置有安装板，所述安装板与所述第一滑动件固定安装。
17.在本技术的一些实施例中，所述的无水泵砂水搅拌系统，还包括：
18.安装架滑道，其设置在所述工程船上，并沿水平方向延伸；
19.所述安装架还包括：
20.第二滑动件，其与所述第一滑道连接，并与所述第一滑道垂直；
21.所述第一滑动件可在所述安装架滑道中水平移动。
22.在本技术的一些实施例中，所述第二滑动件沿水平方向延伸。
23.在本技术的一些实施例中，所述安装架包括：
24.加强件，其连接所述第一滑道和所述第二滑动件。
25.在本技术的一些实施例中，所述搅拌装置包括：搅拌槽和位于所述搅拌槽中的搅拌桨；所述搅拌槽内部分为搅拌影响区域和位于所述搅拌影响区域下方的搅拌区域；所述搅拌桨位于所述搅拌区域中。
26.在本技术的一些实施例中，所述抽砂装置的出口端连接灌砂管，所述灌砂管和抽砂装置之间连接有流量计。
27.本技术第二方面提供一种工程船，包括前文任一所述的无水泵砂水搅拌系统。
附图说明
28.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
29.图1为本技术一实施例所提供的无水泵砂水搅拌系统的结构示意图，其中搅拌装置下降至没入水中；
30.图2为本技术一实施例所提供的无水泵砂水搅拌系统的结构示意图，其中搅拌装置从工程船上拆卸下来；
31.图3为本技术一实施例所提供的无水泵砂水搅拌系统的结构示意图，其中搅拌装置上升至脱离水面；
32.图4为本技术一实施例所提供的无水泵砂水搅拌系统的结构示意图，其中搅拌装置位于工程船甲板上；
33.图中：
34.1、搅拌装置；11、进水口；12、搅拌槽；121、搅拌影响区域；122、搅拌区域； 13、搅拌桨；2、安装架；21、第一滑道；22、第一滑动件；23、第二滑动件；24、加强件；3、定量供砂装置；4、送砂管；5、抽砂装置；6、抽砂管；7、安装板；8、安装架滑道；9、灌砂管；91、流量计。
具体实施方式
35.下面将结合本技术实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
36.显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本技术应用于其他类似情景。
37.在本技术中提及
″
实施例
″
意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
38.在本技术的描述中，需要理解的是，术语
″
上
″
、
″
下
″
、
″
竖直
″
、
″
水平
″
、
″
顶
″
、
″
底
″
、
″
内
″
、
″
外
″
等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。术语
″
第一
″
、
″
第二
″
、
″
第三
″
仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐合指明所指示的技术特征的数量。
39.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语安装
″
、
″
相连
″
、
″
连接
″
应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
40.如图1所示，为本技术一示意性实施例所提供的一种无水泵砂水搅拌系统，包括：
41.搅拌装置1，其上设有进水口11；
42.安装架2，所述搅拌装置1通过其连接在工程船10上，并且所述搅拌装置1能相对所述工程船10上下移动；
43.定量供砂装置3，其通过送砂管4与所述搅拌装置1连通；
44.抽砂装置5，其通过抽砂管6与所述搅拌装置1连通；
45.其中，所述搅拌装置1可沿所述安装架2下降至没入水下预定位置，以使外部环境中的水通过所述进水口11进入所述搅拌装置1，并与来自所述定量供砂装置3送入所述搅拌装置1的砂混合，从而获得预定砂水配比的砂浆。
46.本技术实施例所提供的无水泵砂水搅拌系统，取消设置水泵用于供水，而是将搅拌装置安装在工程船船侧，通过安装架升降搅拌装置至水面以下一定深度，从而利用水压将外部环境的水引入搅拌装置中，从而达到由外部环境自动为搅拌装置供水。通过控制定量供砂装置的送砂量与抽砂装置的抽砂量，就能保证搅拌装置中的砂水混合的比例。由于砂的密度比水大，因此向搅拌装置中注入砂可以将水排出，因此只要匹配好供送砂量与抽砂量，就能保证砂水混合的比例。定量供砂装置的送砂量与抽砂装置的抽砂量进行匹配，进入搅拌装置的水量为被动流入，其流入量为：抽砂装置的流量-砂与水泥所占体积，理论上只要能保证送砂量与抽砂量的比例匹配，便能够保证砂水混合物配比。实际应用时，控制搅拌装置中初始砂水比为理论值(预定砂水配比)，然后开启搅拌桨作用，使得砂水搅拌均匀后，同时开启抽砂装置抽砂和定量供砂装置进行供砂作业。本技术实施例所提供的无水泵砂水搅拌系统，取消设置水泵，极大地减少了砂水搅拌系统的能耗。例如，取消3台300方水泵时，减少37kw＊3的供电量(降低发电机成本)，每小时减少用油量37＊0.2＊3＝22l。
47.值得注意的是，引水的流速与进水口的大小相关，进水口越大引水的流速越快，进水口的直径虚控制在保证供水的情况下尽量小，以减少砂水混合物因搅拌从进水口溢出的概率。引水的流速相关与搅拌装置没入水中的深度相关，搅拌装置没入水中的深度越深，引水的流速越快，但是当搅拌装置没入水中的深度达到一个阈值，深度增加时引水的流速不
再增加。
48.在本技术一些实施例中，所述安装架2包括：
49.第一滑道21，其安装于船舷上；
50.第一滑动件22，其安装在所述搅拌装置1上；
51.所述第一滑动件22可在第一滑道21中上下移动。
52.在本技术一些实施例中，所述第一滑道21沿竖直方向延伸；所述第一滑动件22安装于所述搅拌装置一侧，并沿着竖直方向延伸。考虑到搅拌装置沿竖直方向尺寸较大，因此第一滑动件也设置成沿竖直方向延伸，使得第一滑动件与搅拌装置的连接部位沿竖直方向延伸，连接强度和稳定性均得到提高。第一滑道沿竖直方向延伸，使得搅拌装置可以在竖直方向沿第一滑道升降。
53.在本技术一些实施例中，所述搅拌装置1上与所述第一滑动件22相对应的位置设置有安装板7，所述安装板7与所述第一滑动件22固定安装。安装板7作为安装架2 与搅拌装置1安装的载体，可以使得安装板7贴合搅拌装置1设计，使得安装板7不会影响搅拌装置1的整体结构，另外，还可以灵活设计第一滑动件22与搅拌装置1的安装方式。
54.在本技术一些实施例中，所述的无水泵砂水搅拌系统还包括：
55.安装架滑道8，其设置在所述工程船上，并沿水平方向延伸；
56.所述安装架还包括：
57.第二滑动件23，其与所述第一滑道21连接，并与所述第一滑道21垂直；
58.所述第一滑动件22可在所述安装架滑道8中水平移动。
59.如图3和图4所示，安装架固定安装在工程船上，安装架滑道沿水平方向延伸，搅拌装置1沿第一滑道21上升至工程船10的甲板以上位置，此时，第二滑动件23沿安装架滑道8水平移动时，搅拌装置1也可随着第二滑动件23水平移动。设置安装架滑道和第二滑动件，方便在甲板上移动搅拌装置，进行日常维修或者其他需要调整搅拌装置位置的作业。
60.在本技术一些实施例中，所述第二滑动件23沿水平方向延伸。
61.第二滑动件23设置呈沿水平方向延伸，使得第二滑动件23在横向方向具有一定的长度，第二滑动件23能在竖直方向上更好的支撑安装架2。
62.在本技术一些实施例中，所述安装架包括：
63.加强件24，其连接所述第一滑道21和所述第二滑动件23。
64.加强件24连接第一滑道21和第二滑动件23，使得安装架2得结构更加得稳定。
65.在本技术一些实施例中，所述搅拌装置1包括：搅拌槽12和位于所述搅拌槽12中的搅拌桨13；所述搅拌槽12内部分为搅拌影响区域121和位于所述搅拌影响区域121 下方的搅拌区域122；所述搅拌桨13位于所述搅拌区域122中。搅拌影响区域和搅拌区域得分界高度和搅拌叶片得形式以及搅拌速度相关。
66.在本技术一些实施例中，所述抽砂装置5的出口端连接灌砂管9，所述灌砂管9和抽砂装置5之间连接有流量计91。流量计用于检测抽砂装置的抽砂量，使得抽砂量于定量供砂装置的送砂量匹配，保证送砂量与抽砂量的比例匹配，从而保证砂水混合物配比。
67.本技术还提供一种工程船，采用前文所述的无水泵砂水搅拌系统。该工程船用于沉管隧道灌砂工序时，工作过程如下：在定量供砂装置3内预先存储砂料，砂料通送砂管 4输送到搅拌装置1，例如通过皮带输送机将砂料运送到搅拌装置1内，将搅拌装置1 沿着安
装架滑道8推出甲板区域，然后沿着第一滑道21将搅拌装置1下降至没入水中预定位置，使得搅拌槽13中初始得砂水比例为预定值，开启搅拌装置的搅拌桨13，将砂水搅拌均匀，然后同时开启抽砂装置5和定量供砂装置3，维持进砂量和抽砂量平衡，使得提供的砂浆中砂水比例稳定。
68.最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
69.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本技术的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本技术技术方案的精神，其均应涵盖在本技术请求保护的技术方案范围当中。

技术特征：

1.一种无水泵砂水搅拌系统，其特征在于，包括：搅拌装置，其上设有进水口；安装架，所述搅拌装置通过其连接在工程船上，并能相对所述工程船上下移动；定量供砂装置，其通过送砂管与所述搅拌装置连通；抽砂装置，其通过抽砂管与所述搅拌装置连通；其中，所述搅拌装置可沿所述安装架下降至没入水下预定位置，以使外部环境中的水通过所述进水口进入所述搅拌装置，并与来自所述定量供砂装置送入所述搅拌装置的砂混合，从而获得预定砂水配比的砂浆。2.根据权利要求1所述的无水泵砂水搅拌系统，其特征在于，所述安装架包括：第一滑道，其安装于船舷上；第一滑动件，其安装在所述搅拌装置上；所述第一滑动件可在第一滑道中上下移动。3.根据权利要求2所述的无水泵砂水搅拌系统，其特征在于，所述第一滑道沿竖直方向延伸；所述第一滑动件安装于所述搅拌装置一侧，并沿着竖直方向延伸。4.根据权利要求3所述的无水泵砂水搅拌系统，其特征在于，所述搅拌装置上与所述第一滑动件相对应的位置设置有安装板，所述安装板与所述第一滑动件固定安装。5.根据权利要求1所述的无水泵砂水搅拌系统，其特征在于，还包括：安装架滑道，其设置在所述工程船上，并沿水平方向延伸；所述安装架还包括：第二滑动件，其与所述第一滑道连接，并与所述第一滑道垂直；所述第一滑动件可在所述安装架滑道中水平移动。6.根据权利要求5所述的无水泵砂水搅拌系统，其特征在于，所述第二滑动件沿水平方向延伸。7.根据权利要求6所述的无水泵砂水搅拌系统，其特征在于，所述安装架包括：加强件，其连接所述第一滑道和所述第二滑动件。8.根据权利要求4所述的无水泵砂水搅拌系统，其特征在于，所述搅拌装置包括：搅拌槽和位于所述搅拌槽中的搅拌桨；所述搅拌槽内部分为搅拌影响区域和位于所述搅拌影响区域下方的搅拌区域；所述搅拌桨位于所述搅拌区域中。9.根据权利要求8所述的无水泵砂水搅拌系统，其特征在于：所述抽砂装置的出口端连接灌砂管，所述灌砂管和抽砂装置之间连接有流量计。10.一种工程船，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的无水泵砂水搅拌系统。

技术总结

本申请提供一种无水泵砂水搅拌系统，包括：搅拌装置，其上设有进水口；安装架，搅拌装置通过其连接在工程船上，并能上下移动；定量供砂装置，其通过送砂管与搅拌装置连通；抽砂装置，其通过抽砂管与搅拌装置连通；其中，搅拌装置可沿安装架下降至没入水下预定位置，以使外部环境中的水通过进水口进入搅拌装置，并与来自定量供砂装置送入搅拌装置的砂混合，从而获得预定砂水配比的砂浆。本申请实施例所提供的无水泵砂水搅拌系统，取消设置水泵用于供水，而是将搅拌装置安装在工程船船侧，通过安装架升降搅拌装置至水面以下一定深度，通过抽砂装置吸取砂水混合物产生负压将外部环境的水引入搅拌装置中，从而达到由外部环境自动为搅拌装置供水。搅拌装置供水。搅拌装置供水。