一种废旧轮胎形成的田字形网箱锚泊基础及其施工方法与流程

本发明涉及用于海水养殖网箱的锚泊系统，更具体地，涉及一种废旧轮胎形成的田字形网箱锚泊基础及其施工方法。

背景技术：
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锚泊系统是海上养殖网箱在水中的根基，起到固定、系泊网箱系统的作用。虽然锚泊基础的造价占整个网箱系统总价的比重不大，但其失效后导致整个网箱系统全军覆没，具有控制网箱全局稳定的重要作用。

目前，水泥墩锚由于其制作简单、施工简便、性价比高在网箱锚泊系统中使用较为普遍，其主要依靠自身重力提供锚泊力。如海南省部分深水网箱的水泥墩锚体积达到1.5m³、重量达到3.75吨，但在12级以上台风袭击下仍会发生走锚、损毁现象。

另一方面，我国每年产生的废旧轮胎居世界前列，2013年我国废旧轮胎产生量已经达到2.99亿条、重量达到1080万吨，并以每年约8%~10%的速度增长。到2020年，我国废旧轮胎年产量将达2000万吨。如何安全、环保的处理与日俱增的废旧轮胎，是亟待解决的问题。

若能够把废旧轮胎用于制作网箱锚泊基础，一方面可以降低网箱锚泊基础的成本与施工难度、提高锚泊基础的锚泊力，另一方面也为废旧轮胎的再利用提供新途径，显然符合资源再利用的发展需求。

可见，有必要开展基于废旧轮胎制作网箱锚泊基础的技术创新设计。

技术实现要素：
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为了弥补现有技术问题的不足，本发明的目的是提供一种废旧轮胎形成的田字形网箱锚泊基础及其施工方法，其结构简单、成本较低、施工方便，能提供较大的锚泊力。

本发明的技术方案如下：

废旧轮胎形成的田字形网箱锚泊基础，其特征在于，包括废旧轮胎配重块与双向套管，废旧轮胎配重块为在废旧轮胎内部浇筑钢筋混凝土形成，其中心设有预留孔，还包括多根支撑杆，每个支撑杆上套装有交替、间隔分布的废旧轮胎配重块、双向套管构成条状组合体，三列横向与三列纵向条状组合体相互垂直相交的田字形组合体，各支撑杆垂直相交处均用双向套管相连，并在各支撑杆端部设有连接件限位并固定，田字形组合体中心处的双向套管用锚链系缚，系缚后的田字形组合体整体放入海中并使其平卧于海床上，最终构成网箱锚泊基础。

所述的废旧轮胎形成的田字形网箱锚泊基础，其特征在于，所述的废旧轮胎配重块为废旧轮胎内部凹槽空间内绑扎构造钢筋并浇筑混凝土形成，且在中心处设置预留孔，预留孔直径大于支撑杆直径。

所述的废旧轮胎形成的田字形网箱锚泊基础，其特征在于，所述的双向套管为相互垂直的两根空心钢管构成，内孔呈十字交叉状，每根空心钢管内孔直径大于支撑杆直径三倍。

所述的废旧轮胎形成的田字形网箱锚泊基础，其特征在于，所述的支撑杆两端均设有连接件用固定孔。

一种废旧轮胎形成的田字形网箱锚泊基础的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）、废旧轮胎配重块的组装：把双向套管与废旧轮胎配重块交替、间隔的套入钢管上，三列横向与三列纵向条状组合体相互垂直相交构成田字形状，各钢管垂直相交处均用双向套管相连，并在各钢管的两端用螺栓穿过螺栓孔进行限位与固定，如此构成田字形组合体；

2）、锚泊基础沉海：把锚链系缚在中部的双向套管上，并在田字形组合体的多个部位均匀、对称的系缚施工辅助绳索，在预定海域把田字形组合体匀速的放入海中，并基于施工辅助绳索与锚链控制组合体的沉海姿态，使其水平、均匀的平卧于海床上；

3）、锚泊基础姿态校核：若发现田字形组合体与海床接触时发生翘曲、堆叠时，基于施工辅助绳索与锚链把各条状组合体的姿态进行调整，把翘曲的部位拉平，使各列废旧轮胎配重块与海床接触，从而构成网箱锚泊基础。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明利用废旧轮胎制作配重块，一方面废旧轮胎为外框架可省去模板，另一方面废旧轮胎可有效保护其内槽内的钢筋混凝土，混泥土内仅配少量构造钢筋即可，整体价格低廉，具有经济性与实用性。

2、三列横向与三列纵向条状组合体组装在一起形成田字形后，整体重量与刚度大，两个方向的条状组合体能相互牵制而不发生滚动与滑动，使得锚泊基础整体与海床紧密接触，能提供较大的锚泊力。

3、本发明所提的锚泊基础施工简便，海上作业时间短，不需进行水下作业，施工成本低。

附图说明：

图1本发明的废旧轮胎配重块结构示意图。

图2本发明的双向套管结构示意图。

图3本发明的废旧轮胎配重块连接示意图。

图4本发明的锚泊基础俯视图。

图5本发明的锚泊基础结构示意图。

附图标记说明：

1、废旧轮胎；2、钢筋混凝土；3、预留孔；4、双向套管；5、内孔；6、支撑杆；7、连接件；8、锚链。

具体实施方式：

参见附图：

废旧轮胎形成的田字形网箱锚泊基础，包括废旧轮胎配重块与双向套管4，废旧轮胎配重块为在废旧轮胎1内部浇筑钢筋混凝土2形成，工作时，把双向套管4与废旧轮胎配重块交替、间隔的套入支撑杆6上，形成三列横向与三列纵向条状组合体相互垂直相交的田字形组合体，各钢管垂直相交处均用双向套管4相连，并在各支撑杆6的两端用连接件（螺栓）7穿过螺栓孔进行限位与固定，且把锚链8系缚在中部的双向套管4上，再将田字形组合体整体放入海中并使其平卧，最终形成网箱锚泊基础。

废旧轮胎配重块为废旧轮胎1内部凹槽空间内绑扎构造钢筋并浇筑混凝土形成，且在对称轴处设置预留孔3。预留孔3的直径大于支撑杆6的直径。

双向套管4为相互垂直的两根空心钢管构成，内部形成两个十字交叉的直通内孔5。内孔5的直径为支撑杆6直径的三倍以上；内孔5的直径较大，能保证两个方向的支撑杆6在双向内孔5内相互错开，并留有一定的自由移动空间。

支撑杆6的两端附近各设置两个螺栓孔，供连接件（螺栓）7穿越与固定。连接件（螺栓）7的长度应大于内孔5的直径，以便连接件（螺栓）7能有效限制、固定双向套管4的移动。支撑杆6的两端设置两个螺栓孔并固定两个连接件（螺栓）7，是为了增加组装的安全储备，防止单个螺栓破坏后导致整个组合体发生散架、失效。

锚链8系缚在中部的双向套管4上，使田字形组合体整体受力均匀，能提供较大的锚泊力。该处将产生较大的应力集中，故双向套管4应有足够的强度。双向套管4的各构件通过焊接形成整体。各部件与整体的强度，应能承担各类工况下的荷载而不发生屈曲与失效。必要时可增加一些辅助构件，增加该处双向套管4的整体强度。

三列横向与三列纵向条状组合体相互垂直相交组成田字形状过程中，三列横向条状组合体完全相同，三列纵向条状组合体完全相同，均呈双向套管、废旧轮胎配重块、双向套管、废旧轮胎配重块、双向套管交替、间隔分布状。在横向与纵向条状组合体垂直相交处，均用双向套管4套入支撑杆6相连。横向与纵向条状组合体上组装的废旧轮胎配重块的数量可以不相同，也可以相同。各支撑杆6是连接各废旧轮胎配重块、形成田字形的骨架，其应有足够的强度，应能承担各类工况下的荷载而不发生屈曲与失效。在各支撑杆6的两端用连接件（螺栓）7穿过螺栓孔进行限位与固定，使三列横向与三列纵向条状组合体组装成整体。

所提锚泊基础较适用于淤泥质、砂质等软质海床中，即需确保废旧轮胎配重块能在自重作用下陷入海床中一定深度。如在硬质海床中，海床强度较高，废旧轮胎配重块无法陷入海床中，导致废旧轮胎配重块与海床之间的摩擦力较小，锚泊基础在外力作用下可能发生横向与侧向的滑动与滚动，导致锚泊基础的锚固效果降低。

以常见小轿车轮胎型号195/60R15为例，其内腔体积约为0.055 m³，内槽浇筑钢筋混凝土后整体重量约为130kg。若田字形组合体共用30个该类型的废旧轮胎配重块，则锚泊基础的总重量约为3.90吨；若田字形组合体共用42个该类型的废旧轮胎配重块，则锚泊基础的总重量约为5.46吨；若田字形组合体共用54个该类型的废旧轮胎配重块，则锚泊基础的总重量约为7.02吨。尽量选用同一型号的废旧轮胎制作配重块。

实际情况中，可根据锚泊力的需要来确定每列条状组合体中废旧轮胎配重块与限位支架的具体数量。本发明的优势在于，对废旧轮胎配重块的数量无限制，可根据实际情况灵活选用。鉴于废旧轮胎配重块的成本较低，建议尽量选用较多数量的废旧轮胎配重块，使田字形网箱锚泊基础具有足够的安全储备。图5给出了田字形锚泊基础的结构示意图。事实上，两个垂直方向上废旧轮胎配重块的数量可以相同，也可以不同，可根据实际情况灵活变化。

废旧轮胎形成的田字形网箱锚泊基础的施工方法，详细描述如下：

1）、废旧轮胎配重块的组装

把双向套管4与废旧轮胎配重块交替、间隔的套入支撑杆6上，形成三列横向与三列纵向条状组合体相互垂直相交的田字形状，各钢管垂直相交处均用双向套管4相连，并在各支撑杆6的两端用连接件（螺栓）7穿过螺栓孔进行限位与固定，如此形成田字形组合体。

支撑杆6两端的连接件（螺栓）7应满足各类恶劣工况作用而不发生松动与失效，必要时可以增设插孔用插销进行多重固定。

2）、锚泊基础沉海

把锚链8系缚在中部的双向套管4上，并在田字形组合体的多个部位均匀、对称的系缚施工辅助绳索，在预定海域把田字形组合体匀速的放入海中，并基于施工辅助绳索与锚链8控制组合体的沉海姿态，使其近似水平、均匀的平卧于海床上。

在施工船上进行组装形成田字形组合体。在把田字形组合体放入海中的过程中，可逐侧、逐边进行移动，最终使整体放入海中。

3）、锚泊基础姿态校核

若发现田字形组合体与海床接触时发生翘曲、堆叠时，基于施工辅助绳索与锚链8把各条状组合体的姿态进行调整，把翘曲的部位拉平，使各列废旧轮胎配重块与海床接触，从而形成网箱锚泊基础。

各废旧轮胎配重块在自重作用下压迫海床发生下沉，废旧轮胎配重块陷入海床后，能增加与海床之间的摩擦，进而提高锚泊力。整个施工过程不需派潜水员进行水下作业。

本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。