本实用新型属于涵管运输技术领域，尤其涉及一种涵管浮运和沉放装置。
背景技术：
涵管是一种常用的引水或输水管道，其两端均敞口，在水下铺设涵管时，通常需要先将涵管运输至预定安装位置的上方，再将涵管沉放至水下。目前，涵管的运输通常采用运输船，但对于大管径的涵管，则只能采用浮运的方式进行运输。涵管浮运时，需要先将涵管的两端用临时封门封闭，然后再进行浮运，浮运到位后，需另外设置沉放设备以完成涵管的沉放，涵管沉放到位后进行固定和安装，安装过程中需要下潜至水下拆除临时封门，由此可见，这种现有涵管浮运和沉放方法的操作繁琐，费时费力，且施工成本高。因而，如何提供提高涵管浮运和沉放施工效率、降低施工成本，是当前急需解决的一项技术问题。
技术实现要素：
本实用新型针对上述的技术问题，提出一种涵管浮运和沉放装置，用于涵管浮运和沉放施工时，无需安装临时封门，能够显著提高涵管浮运和沉放施工效率。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
涵管浮运和沉放装置，包括套设于涵管内的水箱，所述水箱的顶面形状与所述涵管内壁顶面的形状相匹配，所述水箱的底面形状与所述涵管内壁底面的形状相匹配；所述水箱连接有用于向所述水箱内注水的注水组件，以及用于将所述水箱内的水排出的排水组件；所述涵管浮运和沉放装置还包括用于推动所述水箱驶离所述涵管的推进组件，所述推进组件包括安装于所述水箱的推进器和用于控制所述推进器的控制器。
作为优选，所述注水组件包括连接于所述水箱的注水管，所述注水管连接有注水泵。
作为优选，所述排水组件包括连接于所述水箱的排水管，所述排水管连接有排水泵。
作为优选，所述推进器连接于所述水箱靠近所述涵管轴向一端的侧壁上。
作为优选，所述水箱位于所述涵管长度方向的中部。
作为优选，所述水箱的宽度至少为所述涵管宽度的1/2；所述水箱的高度至少为所述涵管高度的1/2；所述水箱的长度至少为所述涵管长度的1/3。
作为优选，所述水箱的顶面和底面均设有摩擦层。
作为优选，所述摩擦层为表面凹凸不平的橡胶层。
与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果在于：
本实用新型提供的涵管浮运和沉放装置，其整体套设于涵管内，通过注水组件和排水组件可调整水箱的浮力；其用于涵管浮运时，通过排水组件排水以调整水箱浮于水面，由于水箱的顶面形状与涵管内壁顶面的形状相匹配，此时水箱顶面与涵管内壁顶面相抵，利用二者之间的摩擦力可防止水箱与涵管脱离，进而利用水箱的浮力可实现涵管的浮运，无需安装临时封门，能够显著提高涵管的浮运施工效率；其用于涵管沉放时，通过注水组件向水箱内注水以调整水箱下沉，由于水箱的底面形状与涵管内壁底面的形状相匹配，此时水箱底面与涵管内壁底面相抵，利用二者之间的摩擦力可防止水箱与涵管脱离，进而利用水箱的下沉可带动涵管下沉，实现涵管的沉放，将涵管固定后，利用推进组件可推动水箱驶离涵管，能够显著提高涵管的沉放施工效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的涵管浮运和沉放装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的涵管浮运和沉放装置用于涵管浮运时的使用状态图；
图3为本实用新型实施例提供的涵管浮运和沉放装置用于涵管沉放时的使用状态图；
以上各图中：1、水箱；2、注水组件；21、注水管；22、注水泵；3、排水组件；31、排水管；32、排水泵；4、推进器；5、摩擦层；6、涵管。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，所述的长度方向以及涵管轴向均为图1中的水平方向，所述的高度方向为图1中的竖直方向；术语“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
如图1-图3所示，本实用新型实施例涉及一种涵管浮运和沉放装置，包括套设于涵管6内的水箱1，水箱1的顶面形状与涵管6内壁顶面的形状相匹配，水箱1的底面形状与涵管6内壁底面的形状相匹配；水箱1连接有用于向水箱1内注水的注水组件2，以及用于将水箱1内的水排出的排水组件3；涵管浮运和沉放装置还包括用于推动水箱1驶离涵管6的推进组件，推进组件包括安装于水箱1的推进器4和用于控制推进器4的控制器。
上述涵管浮运和沉放装置，其整体套设于涵管6内，通过注水组件2和排水组件3可调整水箱1的浮力；其用于涵管6浮运时，通过排水组件3排水以调整水箱1浮于水面，由于水箱1的顶面形状与涵管6内壁顶面的形状相匹配，此时水箱1顶面与涵管6内壁顶面相抵，利用二者之间的摩擦力可防止水箱1与涵管6脱离，进而利用水箱1的浮力可实现涵管6的浮运，无需安装临时封门，能够显著提高涵管6的浮运施工效率；其用于涵管6沉放时，通过注水组件2向水箱1内注水以调整水箱1下沉，由于水箱1的底面形状与涵管6内壁底面的形状相匹配，此时水箱1底面与涵管6内壁底面相抵，利用二者之间的摩擦力可防止水箱1与涵管6脱离，进而利用水箱1的下沉可带动涵管6下沉，实现涵管6的沉放，将涵管6固定后，利用推进组件可推动水箱1驶离涵管6，能够显著提高涵管6的沉放施工效率。
上述涵管浮运和沉放装置中，注水组件2和排水组件3用于调节水箱1的浮力。如图1所示，注水组件2包括连接于水箱1的注水管21，注水管21连接有注水泵22；排水组件3包括连接于水箱1的排水管31，排水管31连接有排水泵32。需要说明的是，注水泵22和排水泵32可以设置于位于水面的施工船上，便于控制注水和排水。可以理解的是，本领域技术人员也可以采用其他结构的注水组件2和排水组件3，只要能够实现注、排水功能即可。
上述涵管浮运和沉放装置中，推进组件用于推动水箱1相对于涵管6移动。本实施例中，如图1所示，推进器4连接于水箱1靠近涵管6轴向一端的侧壁上。将水箱1置于涵管6内时，使水箱1设置推进器4的侧面朝向涵管6的首端，当涵管6固定安装后，通过设置的推进器4可推动水箱1从涵管6的尾端开口处移出。需要说明的是，推进组件可采用现有无人水下航行器所采用的推进组件，具体推进器4的种类和结构，以及控制器的种类和结构为本领域技术人员所熟知，在此不做赘述。
上述涵管浮运和沉放装置中，需要说明的是，水箱1的顶面形状与涵管6内壁顶面的形状相匹配，水箱1的底面形状与涵管6内壁底面的形状相匹配，具体是指：当涵管6的截面为方形时，涵管6内壁的顶面和底面均为长方形平面，此时，水箱1的顶面和底面也对应设置为长方形平面；当涵管6的截面为圆形时，涵管6内壁的顶面和底面均为弧形面，此时，水箱1的顶面和底面也对应设置为弧形面。这样设置能够保证浮运涵管6时，水箱1的顶面与涵管6内壁顶面相抵，保证沉放涵管6时，水箱1的底面与涵管6内壁底面相抵。为了使水箱1能够稳定地带动涵管6浮运和沉放，作为优选，水箱1位于涵管6长度方向的中部。水箱1的尺寸优选为：水箱1的宽度至少为涵管6宽度的1/2；水箱1的高度至少为涵管6高度的1/2；水箱1的长度至少为涵管6长度的1/3。采用上述优选尺寸的水箱1，有利于提高水箱1带动涵管6浮运和沉放时的稳定性，否则，水箱1尺寸过小，极易导致水箱1与涵管6的脱离。
进一步的，为了增大水箱1与涵管6之间的摩擦力，如图1所示，水箱1的顶面和底面均设有摩擦层5。需要说明的是，摩擦层5具体可以为表面凹凸不平的橡胶层，不仅能够增大摩擦，还可以起到缓冲作用。可以理解的是，本领域技术人员也可以采用其他材料制作而成的摩擦层5，只要能够起到增大摩擦作用即可。
利用上述涵管浮运和沉放装置进行涵管浮运的方法为：将水箱1置于涵管6内，通过排水组件3将水箱1内的水排出以调整水箱1浮力，直至水箱1浮于水面，且水箱1顶面与涵管6内壁顶面相抵，使涵管6保持浮于水面的状态，进行涵管6浮运。
利用上述涵管浮运和沉放装置进行涵管沉放的方法为：当涵管6浮运至预定安装位置上方后，通过注水组件2向水箱1内注水，使水箱1下沉，水箱1底面与涵管6内壁底面相抵，持续注水，使水箱1带动涵管6沉至水底，将涵管6固定，通过排水组件3排水，使水箱1与涵管6在竖直方向上相互脱离，利用控制器控制推进器4推动水箱1驶离涵管6。