專利名稱:以火藥為動力錨樁合一的錨錠方法和彈子錨裝置的制作方法
本發(fā)明屬于一種錨錠打樁方法與裝置。
傳統(tǒng)的錨錠打樁方法有拋錨、打樁、施放構(gòu)件沉塊等。
打樁法主要利用擊打法，包括人力、機械動力、帶自由落錘、帶壓動錘、帶爆炸室及振動打樁、壓入或推動打樁、流體噴射打樁等。此法對地質(zhì)條件要求苛刻，尤其是人力打樁要求更嚴，以不軟不硬為宜。樁周圍的土質(zhì)只要略有松動，該樁則易被拔起。對于需在水下建立攀力點的行業(yè)，例如定置漁業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)等，打樁法作業(yè)條件要求高，所需勞力多，勞動強度大，工效低。此外，木樁的使用壽命短。
拋錨法對地質(zhì)條件的要求也苛刻，其所建立的攀力點易受風(fēng)浪潮流的影響而產(chǎn)生移位。而且，鋼材耗量大，成本高，錨的壽命約為3至5年。
構(gòu)件沉塊法(例如沉箱作業(yè))只適用于較軟的地質(zhì)條件，作業(yè)條件要求高，工效低，成本高，消耗大量鋼材。用于工程設(shè)施，有時建立一個攀力點的費用達數(shù)千元以上。
上述幾種建立攀力點的方法及其實施作業(yè)條件，受地質(zhì)條件，天氣及海面狀況的限制都很大，且建立的攀力點常需經(jīng)潮流沖積堅實后才能使用。
通過國際聯(lián)機檢索系統(tǒng)檢索美國ORBIT數(shù)據(jù)庫的WPI(世界專利)文檔，查得有關(guān)彈子錨的文獻12篇，但均未涉及以火藥為動力，應(yīng)用發(fā)射推進原理，在海床上就位，具有樁錨合一特點的錨錠打樁技術(shù)與裝置。
本發(fā)明的目的是提出一種以火藥為動力，應(yīng)用發(fā)射推進原理于錨錠和打樁技術(shù)，以達到錨錠合一作用的錨錠打樁方法和彈子錨裝置。
將火藥置于發(fā)射器中應(yīng)用發(fā)射推進原理，以火藥爆炸為動力，發(fā)射器中的錨體被推進射入地層，包括水下地層，錨體上設(shè)有類似錨爪作用的彈葉和類似樁作用的彈體，還有用于固定牽引物的裝置以便提供應(yīng)用系統(tǒng)建立攀力點，具有錨錠作用的錨體深埋于地層中。發(fā)射器可安裝在現(xiàn)場臨時組裝的發(fā)射架上，也可固定在運輸工具上。
該彈子錨裝置包括錨體和發(fā)射器。錨體包括彈體1、彈葉2和固定牽引物裝置3。發(fā)射器一般為筒狀，其后端有藥室4，噴氣口5，在發(fā)射器外殼上連接有緩沖裝置。為了固定錨體和提高膛壓以便獲得最佳發(fā)射效率，最好設(shè)有鎖緊調(diào)壓裝置。
彈體可為實心彈體，也可為空心彈體，但以空心彈體為宜，這樣在同等推力作用下，可增加穿透深度;另外，當(dāng)錨體被射入地層后，空心的彈體內(nèi)即填滿泥沙，增加錨體的重量和附著力，比實心錨樁明顯提高其抗拉能力。為此，必須在空心彈體的末端附著彈蓋7。彈葉一般為3～4片，起類似錨爪的作用，以保持錨體運動平穩(wěn)并增加抗拉能力。固定牽引物裝置一般用牽引索鉤或牽引索環(huán)或牽引索孔等，以便提供應(yīng)用系統(tǒng)建立攀力點，最好用牽引索鉤。這些固定牽引物裝置可位于彈葉上或彈體的前端，為了增加錨體的抗拉力，使錨體受牽引拉力后相對于拉力方向有足夠的傾斜度，牽引索鉤最好位于彈葉片上。為了夾緊固定錨體和提高膛壓的鎖緊調(diào)壓裝置，可采用彈性觸頭的鎖緊調(diào)壓螺絲6，以力求夾緊力的基本一致，獲得最佳發(fā)射效果。
為了將錨體完好地射入地層，本裝置采用了以火藥為動力，爆炸室位于發(fā)射器后端，發(fā)射器的頂端仿照無后座力炮的設(shè)計原理，留有噴氣口5。當(dāng)火藥在藥室引爆后，推動錨體克服發(fā)射器壁以及地層對錨體的阻力而高速射入地層，彈體空心部分同時吸取泥沙并被填滿，彈蓋自動脫落。在錨體射入地層的過程中，錨體后所形成的真空帶吸取了周圍的物料填入，使錨體被深埋于地層下，形成了可靠的攀力點。
藥室的大小以及錨體的壁厚可根據(jù)實用要求選用。作為動力系統(tǒng)的火藥以單獨的機構(gòu)裝入藥室，以確保使用和運輸?shù)陌踩煽俊?br>在錨體射入地層的同時，盡管發(fā)射器本身具有一定的重量以及海水對整個發(fā)射裝置的壓力，但是，由于彈子錨的發(fā)射力可大于幾噸、幾十噸，發(fā)射器將受到反作用力而上拋，產(chǎn)生強烈震動，并引起海水的浪涌，因此，在發(fā)射器后端加噴氣口，它能排放一部分能量，讓高速的氣流柱向上噴射，打在水上，減少反沖，使發(fā)射系統(tǒng)平衡穩(wěn)定。另外，在發(fā)射器的外殼上連接有緩沖裝置，以減弱發(fā)射器的上拋、震動和海水浪涌現(xiàn)象，提高發(fā)射裝置的平衡穩(wěn)定性和完好性，改善操作條件，發(fā)射裝置也能多次回收使用。噴氣口以喇叭型為好，緩沖裝置可用連接在發(fā)射器外殼凹形園盤。
彈子錨的大小、材料以及裝藥量可根據(jù)不同的地質(zhì)條件，所要求的發(fā)射深度，所需的抗拉能力和應(yīng)用范圍加以選擇。
發(fā)射前將組裝完畢的發(fā)射系統(tǒng)就位，檢查好引爆系統(tǒng)后，通電引爆，然后回收發(fā)射系統(tǒng)。
盡管彈子錨的錨體一般不能回收，但是與傳統(tǒng)的錨錠打樁技術(shù)相比，具有許多突出的優(yōu)點。本發(fā)明改變以往苯重的人力機械重力方式，將以火藥為動力的發(fā)射原理應(yīng)用在錨錠和打樁技術(shù)上，實現(xiàn)錨樁合一。由于推力大，穿透深度大以及錨體的特殊結(jié)構(gòu)、錨體被射入海床或河床等以后，有較好的抗拉能力，定點準確，移位小，經(jīng)受海流、海浪、風(fēng)暴的沖擊，起鐵錨、木樁和沉塊的作用，可代替目前普遍使用的鐵錨、木樁和沉塊。它不僅適用于一般的地質(zhì)條件，而且適用于傳統(tǒng)方法不適用的較硬的地質(zhì)條件，例如堅硬風(fēng)化巖地層。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，便于加工制造，成本低，節(jié)約材料，可根據(jù)不同的地質(zhì)條件、深度要求、抗拉性能和實用要求選擇不同型號的彈子錨。作為動力系統(tǒng)的藥包以單獨的機構(gòu)設(shè)計、安裝。因此不管是運輸、保管，還是使用過程中都安全可靠，符合一般危險品管理要求，發(fā)射時僅有低沉的輕度震動。作業(yè)條件要求較低，只要船能出海即能操作，少受氣候、潮流等自然因素的限制，一般只需四、五人，幾分鐘的時間，勞動強度小，效率高，使用壽命長，可大幅度減少工程費用。
顯而易見，本發(fā)明對漁業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、海島開發(fā)、內(nèi)河航標、水利工程，航運和海洋工程等部門和領(lǐng)域均具有實用意義，尤其適用于定置漁業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)打樁作業(yè)，在水下建立可靠的攀力點，減少風(fēng)暴浪潮的沖擊破壞。
例如采用直徑為11.5cm，長為226cm的木樁打入海床，采用5噸級手拉葫蘆作為拉力機構(gòu)，油壓電傳感電子顯示式的拖網(wǎng)拉力儀作為測力儀，拉力水平傾角為25°，當(dāng)讀數(shù)為1.91T時，木樁斷折于78cm處。某小型錨體，穿透深度大于1.42m，拉力水平傾角25°～35°，拉力讀數(shù)大于10T，直徑為1.5cm的鋼絲繩斷，牽引索鉤斷裂，但錨體仍未被拔起。
圖1為錨體結(jié)構(gòu)圖。
圖2為錨體頂視圖。
圖3為發(fā)射器結(jié)構(gòu)圖。
其中1為彈體，2為彈葉，3為固定牽引物裝置(牽引索鉤)4為藥室，5為噴氣口，6為鎖緊調(diào)壓螺絲，7為彈蓋。
以下實施例將對本發(fā)明作進一步的說明。
選用16Mnφ80×5無縫鋼管作為空心彈體，長度為430mm。彈蓋的厚度為22mm，與彈體末端作緊接觸。采用三片彈葉直接焊接在彈體的前端，按120°均勻分布，彈葉高度為180mm，彈葉葉梢至彈體中心的距離為140mm，用厚度為80mmA3板材鍛制而成。固定牽引物裝置用φ12mm的鋼條做成牽引索鉤，直接焊接在彈葉上。
發(fā)射器選用40CrMo材料，長400mm，內(nèi)徑80.1mm，外徑126mm。噴氣口為喇叭口型，直徑為50mm。緩沖園盤為環(huán)形，直接焊接在發(fā)射器的外殼上，離噴氣口的距離約占發(fā)射器長度的 1/3 ，外徑為280mm，內(nèi)徑為126mm，厚度為22mm。選用彈簧調(diào)壓螺絲3只，位于發(fā)射器前端。所用的炸藥可采用3＃小粒黑藥12g作為付裝藥，雙帶55作為主裝藥，裝藥量為160g，用137電點火頭。
安裝時將錨體從發(fā)射器前端插入，將整個彈子錨固定在發(fā)射架下用吊桿等工具在水下就位，即可發(fā)射?；蛘邔l(fā)射器固定在運輸工具上，再行發(fā)射。
權(quán)利要求
1.以火藥為動力錨樁合一的錨錠打樁方法，其特征在于將火藥置于發(fā)射器中以火藥爆炸為動力，將發(fā)射器中的錨體推進射入地層(含水下地層)，錨體上有類似錨爪作用的彈葉和類似樁作用的彈體，還有固定牽引物的裝置。
2.一種彈子錨裝置，特別用于錨錠打樁的彈子錨裝置，其特征在于該裝置包括錨體和發(fā)射器，(a)、所述的錨體有彈體(1)、彈葉(2)和固定牽引物裝置(3);(b)、所述的發(fā)射器后端有藥室(4)、噴氣口(5)，外殼上連接有緩沖裝置，最好還有鎖緊調(diào)壓裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的彈子錨裝置，其特征在于彈體以空心為宜，在空心彈體的末端有彈蓋(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的彈子錨裝置，其特征在于彈葉一般為3～4片。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的彈子錨裝置，其特征在于固定牽引物裝置一般用牽引索鉤或牽引索環(huán)或牽引索孔，最好用牽引索鉤，固定牽引物裝置位于彈葉上或彈體的前端。
6.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的彈子錨裝置，其特征在于鎖緊調(diào)壓裝置可用鎖緊調(diào)壓螺絲，一般位于發(fā)射器前端。
7.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的彈子錨裝置，其特征在于緩沖裝置可用固定在發(fā)射器外殼的凹形園盤。
專利摘要
以火藥為動力錨樁合一的錨錠方法和彈子錨裝置。
文檔編號E02D7/00GK87100903SQ87100903
公開日1987年12月16日 申請日期1987年2月18日
發(fā)明者林永盛 申請人:林永盛導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan