[其他]柔性敷層

無效

• 申請號: 86102564
• 申請日: 1986-03-12
• 公開（公告）號: CN86102564A
• 公開（公告）日: 1986-10-15
• 發明（設計）人: 查爾斯·邁克爾·沃特斯
• 申請（專利權）人: 查爾斯·邁克爾·沃特斯
• 主分類號: E04B1/62
• 分類號: E04B1/62;E02D15/10
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 曹永來

本發明涉及柔性敷層，更具體地說，涉及用于保護或穩定水下結構和管道、海和河床、堤壩和其它易受不穩定和沖蝕作用場所的這類敷層。

在例如石油生產平臺和岸上處理設備之間的海床上，通常要敷設管道。但由于強勁的潮流結果使海床的環境非常不穩定。沖蝕作用可從海床以下將任何阻礙水流流動的物體移走，而且沙紋能在相當大面積范圍內，沖蝕整個海床。此外，所輸送產品的溫度和粘度可能導致管道的一定移動和振蕩。現已應用的多種管道穩定法，其成功度不同，但均是有限的。

由拖網船、錨、碎片或之類引起管道損壞是其面對的另一問題。此外，錨鏈或架設管道可能切斷保護的混凝土外殼并損壞敞開的管道。因此，能提供額外顯著的機械性抵抗力的穩定系統，特別有好處。

將管道裝備予制鋼筋混凝土的外殼是已知的。這雖提供了穩定因素和機械保護，但使管道更難安裝并隨所需外殼的厚度增加而必須更復雜的安裝船只。為獲得足夠的穩定因素，混凝土的厚度可能需要相當大，同時為了維持在可實施的極限范圍內，仍可能需要附加的穩定裝置。這種外殼由于它們的外形象管子形狀而使渦流達到最大，故談不到海床沖刷問題而是強調管道的地基。

用壕溝防護管道也是已知的，但這也沒克服沙紋沖蝕問題，它能使海床標高而減低多過挖溝可能的深度極限。

另一種用以克服沖刷問題的方法是傾卸巖石。然而，為防止通過巖石的沉積物的消除，作為一項予先的準備工作，需要堆積一層進行過篩選的各種不同大小粒子的過濾層。巖石的顆粒處于彼此不受約束的情況下，則會在水流巨浪中出現運動和位移。其周圍不可避免地逐漸地被沖刷。巖石的定位難以控制而巖石掉下所引起損壞的可能性是相當大的。

另一種是試圖采用混凝土墊座的措施。但這種方法與其他采用剛性保護的方法一樣，只有當裝置被敷設在穩定的地基上時才是成功的。這類方法是不能完全頂得住或防止基于海床沖刷的侵蝕作用的。

一種較靈活的混凝土墊座是混凝土灌漿袋的裝置。但它們僅僅適于在有限數量的轉折處，而且安裝昂貴。

另一種已知方法是采取填充瀝青墊子的方案。瀝青墊子在理論上是柔軟的，但這種理論嚴格地受到瀝青的不利性能的限制。天氣暖和時，瀝青是比較流體性，并在處理、運輸、貯藏和安裝時必須經受相當大的限制。然而，天冷時，瀝青變得如此堅硬，以致瀝青墊子是剛性和脆性的。海床的溫度是低的，因而一經安裝，這種墊子即失去其延性而只有很慢的撓曲。這種低速撓曲可能足以適應由沖刷作用所引起的海床內的逐漸變化，但不足以適應在將此墊子裝好后又想將其移動管道上的另一位置，或該墊子受到錨、拖網船等的擾動時所做成的撓曲度。再者，隨著歲月流逝，瀝青逐漸變得越來越脆，因此使用瀝青墊子有一個有限的可實用期問題。

本發明的一個目的是為提供這樣一種柔性敷層，除了它的一般優越性外，還能克服上述缺點。

根據本發明的第一方面，提供了一種用于保護或穩定水下裝置和管道，不穩定的海床和堤壩的敷層，該敷層包括由許多塊件組成的一或多層，而每層的高度為一塊塊件，該層或每層的各塊配置成：至少在它們的厚度方面的一個中央區段實質上是毗連的，每一塊包括一個塑料殼，該殼充滿較此殼層為密的填料，而每一塊件實際上從所述中央區段的最大橫截面到其一端或兩端的最小橫截面是有規律地逐漸變細的，同時每塊件在其各自的中間區段是這樣連接到各相鄰塊件的，以使各塊件大致上維持鄰接，但這種連接程度是允許所述楔形相對于彼此的中心可轉動的，楔銷被配置成每塊能夠以多于一個自由度地繞樞軸旋轉。

這樣，產生了一種柔性的而且能用于模制幾乎任何所需外形的敷層。

塑料殼層減小了各塊件表面和相鄰塊件間連接處之間的摩擦。顯然，塑料作為填料的表層保護是易于處理和延緩海產的生長。再者，該塑料殼層是一種接觸鄰接管道、裝置或設備的和諧表面。

塑料殼最好由吹模法制成，因為這個工藝過程迅速。殼壁厚度取決于敷層的用途，但通常其厚度可在1到2毫米范圍內。

此殼層最好是一種適中或高密度的聚乙烯殼。

填料是為增加敷層成品的重量，為此，最合適的材料是混凝土，因為制造混凝土既快又便宜。塑料殼延緩了其內的混凝土的凝固，因而起到加固混凝土的作用。

每個塊件最好其平面圖為一個正六角形。

在此情況下，塊件的高度最好類似于在其最寬橫截面的塊件寬度。以這種方式產生的塊件不是細長的。這使填料內的結構應力減至最小。

用六角形塊制成的敷層是極其靈活的。

一般塊與塊間的連接是借助在相鄰塊件間延伸的繩索。