[实用新型]一种海上筑堤自动充砂模拟装置

说明书

本实用新型公开了一种海上筑堤自动充砂模拟装置，包括水槽、模拟冲砂袋、模拟冲砂装置和控制系统；所述水槽用以模拟海平面及水下充砂环境；所述模拟冲砂袋采用两个充填口，设置中间隔断以控制水的流动；所述模拟冲砂装置包括用于将模拟水砂混合填充物填充至模拟冲砂袋仓的水泵和冲砂管；所述控制系统包括用于监测模拟冲砂袋沉降量偏差的沉降量传感器、用于监测模拟冲砂袋冲砂流量偏差的涡轮流量计、和PLC控制器。本实用新型建立实物模型用以模拟海上充砂过程，实现砂袋充砂量自动控制，达到充砂均匀，平稳下沉的目的；其应用可以在实际工程中起到提高分流精度，提高人员工作效率，保证工程填充质量，节约工程成本的效果。

技术领域

本实用新型涉及环境(能源)技术，特别涉及一种海上筑堤自动充砂模拟装置。

背景技术

充砂袋作为堤心的一种新型结构，具有对软基适应力强、施工速度快、费用低、作业面广等较多优点，在堤防工程、陆域形成工程等领域应用非常广泛。其原理是采用水力充填法，即把泥砂物质填充到袋里，砂袋层级叠置形成整个堤。海上充填砂袋尺寸很大，如30*50*1m³。填充水砂混合物施工方法是在砂袋沉放地点用船引拉砂袋边缘固定砂袋，砂袋上布置多个填充砂浆管，海上装砂船通过管道连接充砂泵进行充灌作业。

传统充填作业中水下充砂袋的控制技术尚不完善，施工质量较难保证。由于填充量大，作业时间长，人工凭经验控制阀门启闭，误差较大；海上风、浪、流等荷载作用和潮位的涨落使得铺设范围、控制轴线偏移量和船体的位移难以准确控制，导致砂袋排列达不到规整和紧密的要求；水下观察难，较难及时纠正位移偏差；易形成某些局部“过满”快速下沉，或者某些局部“空穴”漂轻难以下沉；较难监控充砂袋沉降变化，较难实现平整均匀下沉；施工区域各砂袋不均匀累积使得水下表面平整度较差，无法准确判断加载间歇期，充砂袋的后续堆叠存在隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有砂袋充填方法存在的不足，提供一种低风险、切实有效的海上筑堤自动充砂模拟装置，建立实物模型用以模拟海上充砂过程，实现砂袋充砂量自动控制，达到充砂均匀，平稳下沉的目的。

本实用新型所采用的技术方案是：一种海上筑堤自动充砂模拟装置，包括水槽、模拟冲砂袋、模拟冲砂装置和控制系统；

所述水槽内填充有水，用以模拟海平面及水下充砂环境；

所述模拟冲砂袋位于所述水槽内；所述模拟冲砂袋通过设置中间隔膜实现分仓，分为相互独立且密封的模拟冲砂袋仓Ⅰ和模拟冲砂袋仓Ⅱ；所述模拟冲砂袋仓Ⅰ和模拟冲砂袋仓Ⅱ上分别设置有充填口Ⅰ和充填口Ⅱ；

所述模拟冲砂装置包括用于将模拟水砂混合填充物填充至所述模拟冲砂袋仓Ⅰ的水泵Ⅰ和冲砂管Ⅰ，以及用于将模拟水砂混合填充物填充至所述模拟冲砂袋仓Ⅱ的水泵Ⅱ和冲砂管Ⅱ；

所述控制系统包括用于监测所述模拟冲砂袋仓Ⅰ和模拟冲砂袋仓Ⅱ沉降量偏差的沉降量传感器、用于监测所述模拟冲砂袋仓Ⅰ和模拟冲砂袋仓Ⅱ冲砂流量偏差的涡轮流量计、和PLC控制器，所述沉降量传感器、涡轮流量计、水泵Ⅰ、水泵Ⅱ均连接至所述PLC控制器。

进一步的，所述模拟冲砂袋通过砂袋四周固定装置连接在所述水槽内，所述砂袋四周固定装置包括立柱和细绳，所述立柱固定在所述水槽的四角，所述细绳一端固定在所述模拟冲砂袋上、另一端套设在所述立柱上。

进一步的，所述模拟水砂混合填充物采用浓度为3％～5％的盐水。

进一步的，所述水泵Ⅰ和水泵Ⅱ均采用24V大流量可调速DC40F系列水泵。

进一步的，所述冲砂管Ⅰ和冲砂管Ⅱ采用PVC塑料软管，所述PVC塑料软管与所述充填口Ⅰ、充填口Ⅱ的内径相匹配。