1.本发明涉及防波结构技术领域，具体涉及一种无锚式柔性防波堤及无锚式柔性防波堤的安装方法。
背景技术：
2.作为港口和海岸工程中重要的水工建筑物，防波堤用来防御波浪入侵，形成一个掩蔽的水域，保证港池内具有足够的水深和平稳的水面，以满足船舶安全停泊和作业的要求。此外，防波堤还可起到防止港池泥沙淤积和岸线冲蚀的作用。防波堤按照结构形式一般可分为重型防波堤和轻型防波堤。重型防波堤是目前设计施工技术最为成熟，防护效果相对最明显的结构形式，以斜坡防波堤和直立式防波堤为主。但这类防波堤存在施工周期较长，工程造价较贵，防波堤内外的水体交换困难等问题。
技术实现要素：
3.针对现有技术的不足，本发明提供了一种无锚式柔性防波堤，其主要解决的是现有重型防波堤施工周期长、造价高的技术问题。
4.为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种无锚式柔性防波堤，包括能成型为长条柱状结构的柔性膜袋和若干沿柔性膜袋轴向方向间隔状地安装在柔性膜袋上的阀组件，以使通过阀组件能向柔性膜袋内注入水沙混合物，阀组件包括固定连接在柔性膜袋表层处的阀筒体，阀筒体呈中空状，阀筒体的内侧端穿过柔性膜袋表层置入到柔性膜袋的内部，且阀筒体的内侧端上连接有过滤用的水沙分离器，阀筒体的外侧端外露于柔性膜袋表层，且阀筒体的外侧端处连接有阀芯结构，阀芯结构包括可拆卸地连接在阀筒体上的主体部，主体部中形成有外小内大的锥形通道以及与锥形通道相连通的螺纹口，锥形通道中活动设置有一密封用的浮球，主体部的螺纹口处螺接有一能作用于浮球的开阀件，且开阀件上开设有若干能与锥形通道相连通的第一过滤孔，以使通过旋紧开阀件能顶着浮球朝锥形通道的大口径端运动进而形成阀芯结构的开启状态。
5.进一步，阀筒体外侧端的内壁上设置有内螺纹部，主体部的周侧上设置有内螺纹部相适配的外螺纹部，主体部通过外螺纹部与内螺纹部的螺纹配合螺接在阀筒体上。
6.进一步，主体部上设置有一圈与阀筒体外侧端部上下对应设置的抵接凸缘，阀筒体外侧端部能够与主体部上的抵接凸缘通过外螺纹部与内螺纹部的螺纹配合形成夹持锁紧结构进而将阀组件锁固于柔性膜袋表层处。
7.进一步，主体部的锥形通道底部设置有过滤底板，过滤底板上开设有若干第二过滤孔。
8.进一步，阀筒体的内侧端呈喇叭口状，且水沙分离器密封地连接于阀筒体的喇叭口末端处。
9.进一步，水沙分离器上开设有若干柱状过滤通道。
10.进一步，开阀件呈圆柱状，开阀件的中部内凹使其外侧端呈敞开状，而内侧端形成有底壁，开阀件的外周壁上半部形成有与主体部的螺纹口相适配的外螺纹结构，开阀件的外周壁下半部以及底壁上均开设有若干第一过滤孔。
11.进一步，柔性膜袋由橡胶材料与纤维材料复合制成，成型后的柔性膜袋的直径为15m～25m，填充于柔性膜袋中的水沙混合物的沙颗粒粒径小于0.5mm，且沙颗粒中值粒径为0.1mm。
12.基于同一发明构思，本发明还提供了一种无锚式柔性防波堤的安装方法，包括如下步骤：s1，使用充气设备通过与阀组件连接的充气管对柔性膜袋内部进行充气使其成型为长条柱状结构；s2，使用运输装置将充气成型后的柔性膜袋拖运至海面的指定安装处；s3，对柔性膜袋上的各阀组件从柔性膜袋的一端至另一端依次编号，将柔性膜袋上各编号为偶数的阀组件上的开阀件旋紧，使得对应的阀组件中的阀芯结构形成开启状态，同时，将柔性膜袋上各编号为奇数的阀组件分别通过一根连通管路与施工船上的泵路系统相连通，使通过施工船上的泵路系统对柔性膜袋内部进行水沙混合物的间歇式分批填充，直至柔性膜袋在海中沉入到位并使得柔性膜袋顶部相比于指定安装处水面位置的出水高度为0～1m，且柔性膜袋中水沙混合物的沉降沙面高度与指定安装处水深高度的比值为0.5～0.75，而后拔除各连通管路，并将各编号为偶数的阀组件上的开阀件233旋松复位，使通过柔性膜袋中水的浮力作用使得锥形通道中的浮球浮起而密封地堵塞在锥形通道的小口径端以形成阀芯结构的关闭状态。
13.进一步，柔性膜袋中水沙混合物的沉降沙面高度与指定安装处水深高度的比值为0.67，且施工船上的泵路系统通过各连通管路向柔性膜袋内部填充水沙混合物的单次时长为30min，相邻两次填充间隔时间为1h。
14.上述技术方案具有如下优点或有益效果：
15.本发明所述的无锚式柔性防波堤及无锚式柔性防波堤的安装方法中，无锚式柔性防波堤的主体结构由柔性膜袋以及填充于柔性膜袋内的水沙混合物组成，当该无锚式柔性防波堤安装于指定海面位置处时，由于沙颗粒比重较大，因此，柔性膜袋将沉入到海水中，同时，由于沙颗粒比重大，将在柔性膜袋中形成沙颗粒层以及位于沙颗粒之上的水层，柔性膜袋将发生变适量变形产生宽底座结构使其较为稳固地压在海床上，通过自重使得该无锚式柔性防波堤能形成稳定安装而不会随波逐流产生位移，并且，由于柔性膜袋内部上层为水，且柔性膜袋为柔性结构，因此，柔性膜袋的上层在波浪的作用下将会产生前后来回晃动，进而对后续的波浪形成相互作用而使波浪破碎，将波浪能量转换为湍流的能量，从而大大降低了透射波的能量，起到良好的消波作用，且其造价低廉，工程周期短，相比于重型防波堤更为经济适用。
附图说明
16.图1是本发明实施例的立体结构示意图。
17.图2是本发明实施例的阀组件与柔性膜袋的局部安装结构示意图。
18.图3是本发明实施例的阀组件的立体结构示意图。
19.图4是本发明实施例的阀组件的立体结构分解示意图。
20.图5是本发明实施例的阀组件的另一角度立体结构示意图。
21.图6是本发明实施例的阀组件的另一角度立体结构分解示意。
22.图7是本发明实施例的阀组件的结构剖视图。
23.标号说明：
24.1、柔性膜袋，2、阀组件，21、阀筒体，22、水沙分离器，23、阀芯结构，211、内螺纹部，221、过滤通道，231、主体部，232、浮球，233、开阀件，2311、锥形通道，2312、螺纹口，2313、外螺纹部，2314、抵接凸缘，2331、第一过滤孔。
具体实施方式
25.下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
27.请参照附图1至附图7，本发明的一种实施例提供一种无锚式柔性防波堤，包括能成型为长条柱状结构的柔性膜袋1和若干沿柔性膜袋1轴向方向间隔状地安装在柔性膜袋1上的阀组件2，以使通过阀组件2能向柔性膜袋1内注入水沙混合物，阀组件2包括固定连接在柔性膜袋1表层处的阀筒体21，阀筒体21呈中空状，阀筒体21的内侧端穿过柔性膜袋1表层置入到柔性膜袋1的内部，且阀筒体21的内侧端上连接有过滤用的水沙分离器22，阀筒体21的外侧端外露于柔性膜袋1表层，且阀筒体21的外侧端处连接有阀芯结构23，阀芯结构23包括可拆卸地连接在阀筒体21上的主体部231，主体部231中形成有外小内大的锥形通道2311以及与锥形通道2311相连通的螺纹口2312，锥形通道2311中活动设置有一密封用的浮球232，主体部231的螺纹口2312处螺接有一能作用于浮球232的开阀件233，且开阀件233上开设有若干能与锥形通道2311相连通的第一过滤孔2331，以使通过旋紧开阀件233能顶着浮球232朝锥形通道2311的大口径端运动进而形成阀芯结构23的开启状态。可以理解的是，本实施例中，无锚式柔性防波堤的主体结构由柔性膜袋1以及填充于柔性膜袋1内的水沙混合物组成，当该无锚式柔性防波堤安装于指定海面位置处时，由于沙颗粒比重较大，因此，柔性膜袋1将沉入到海水中，同时，由于沙颗粒比重大，将在柔性膜袋1中形成沙颗粒层以及位于沙颗粒之上的水层，柔性膜袋1将发生变适量变形产生宽底座结构使其较为稳固地压在海床上，通过自重使得该无锚式柔性防波堤能形成稳定安装而不会随波逐流产生位移，并且，由于柔性膜袋1内部上层为水，且柔性膜袋1为柔性结构，因此，柔性膜袋1的上层在波浪的作用下将会产生前后来回晃动，进而对后续的波浪形成相互作用而使波浪破碎，将波浪能量转换为湍流的能量，从而大大降低了透射波的能量，起到良好的消波作用，且其造价低廉，工程周期短，相比于重型防波堤更为经济适用。
28.请参照附图2至附图7，其中一种较优实施例中，阀筒体21外侧端的内壁上设置有内螺纹部211，主体部231的周侧上设置有内螺纹部211相适配的外螺纹部2313，主体部231通过外螺纹部2313与内螺纹部211的螺纹配合螺接在阀筒体21上。其中一种较优实施例中，优选地，主体部231上设置有一圈与阀筒体21外侧端部上下对应设置的抵接凸缘2314，阀筒体21外侧端部能够与主体部231上的抵接凸缘2314通过外螺纹部2313与内螺纹部211的螺纹配合形成夹持锁紧结构进而将阀组件2锁固于柔性膜袋1表层处。可以理解的是，如此设
计，可以使得阀组件2能够非常方便地锁固安装在柔性膜袋1表层处，安装时，只需在柔性膜袋1预开孔处将主体部231与阀筒体21对锁并锁紧即可，安装过程方便快捷高效。此外，在其他实施例中，为了进一步提高阀组件2与柔性膜袋1的锁固密封性及稳定性，也可以将主体部231上的抵接凸缘2314外径尺寸扩宽，同时在阀筒体21上端形成与抵接凸缘2314相对应的密封盘结构，通过密封盘结构与对应的抵接凸缘2314的上下锁紧配合，优选地增加了夹持面积，可有效增加阀组件2安装处的密封性及锁固稳定性。此外，阀组件2也可以通过其他固定结构密封地固定安装在柔性膜袋1表层处，并不局限于本实施例所公开的具体实施方式。
29.请参照附图4至附图7，其中一种较优实施例中，主体部231的锥形通道2311底部设置有过滤底板，过滤底板上开设有若干第二过滤孔。
30.请参照附图4、附图6，其中一种较优实施例中，阀筒体21的内侧端呈喇叭口状，且水沙分离器22密封地连接于阀筒体21的喇叭口末端处。其中一种较优实施例中，优选地，水沙分离器22上开设有若干柱状过滤通道221。
31.请参照附图4、附图6、附图7，其中一种较优实施例中，开阀件233呈圆柱状，开阀件233的中部内凹使其外侧端呈敞开状，而内侧端形成有底壁，开阀件233的外周壁上半部形成有与主体部231的螺纹口2312相适配的外螺纹结构，开阀件233的外周壁下半部以及底壁上均开设有若干第一过滤孔2331。
32.请参照附图1，其中一种较优实施例中，柔性膜袋1由橡胶材料与纤维材料复合制成，成型后的柔性膜袋的直径为15m～25m，填充于柔性膜袋1中的水沙混合物的沙颗粒粒径小于0.5mm，且沙颗粒中值粒径为0.1mm。
33.本发明的一种实施例还提供一种应用于以上任一实施例的无锚式柔性防波堤的安装方法，包括如下步骤：s1，使用充气设备通过与阀组件2连接的充气管对柔性膜袋1内部进行充气使其成型为长条柱状结构；s2，使用运输装置将充气成型后的柔性膜袋1拖运至海面的指定安装处；s3，对柔性膜袋1上的各阀组件2从柔性膜袋1的一端至另一端依次编号，将柔性膜袋1上各编号为偶数的阀组件2上的开阀件233旋紧，使得对应的阀组件2中的阀芯结构23形成开启状态，同时，将柔性膜袋1上各编号为奇数的阀组件2分别通过一根连通管路与施工船上的泵路系统相连通，使通过施工船上的泵路系统对柔性膜袋1内部进行水沙混合物的间歇式分批填充，直至柔性膜袋1在海中沉入到位并使得柔性膜袋1顶部相比于指定安装处水面位置的出水高度为0～1m，且柔性膜袋1中水沙混合物的沉降沙面高度与指定安装处水深高度的比值为0.5～0.75，而后拔除各连通管路，并将各编号为偶数的阀组件2上的开阀件233旋松复位，使通过柔性膜袋1中水的浮力作用使得锥形通道2311中的浮球232浮起而密封地堵塞在锥形通道2311的小口径端以形成阀芯结构23的关闭状态。优选地，柔性膜袋1中水沙混合物的沉降沙面高度与指定安装处水深高度的比值为0.67，且施工船上的泵路系统通过各连通管路向柔性膜袋1内部填充水沙混合物的单次时长为30min，相邻两次填充间隔时间为1h。
34.可以理解的是，本实施例中，首先通过充气设备对对柔性膜袋1内部进行充气使其定型形成长条柱状结构，虽然充气后的柔性膜袋1的体积较大，但是重量较轻，可以利用拖船轻易地将其拖拉至海面指定位置，而后，利于施工船的泵路系统将预先混合好的水沙混合物从柔性膜袋1上相应的阀组件2处注入到柔性膜袋1内部，注入的过程中，由于柔性膜袋
1上编号为偶数的阀组件2上的开阀件233为旋紧状态，因此，相应的阀芯结构23形成开启状态，如此，由于水沙混合物的注入，使得柔性膜袋1内原先注入的多余空气就会从阀芯结构23开启的阀组件2处向外排出以便水沙混合物能够顺畅地持续注入，当第一次水沙混合物快注满时，停止注入，等待沙颗粒沉降，待沉降快结束时，再次进行第二次的水沙混合物注入过程，而在此过程中，由于沙颗粒自重以及阀芯结构23内的第一过滤孔2331、第二过滤孔以及水沙分离器22的隔离作用使得大部分的沙颗粒会在柔性膜袋1形成沉降而不会从开启状态的阀组件2处朝外排出，只有多余的水会从开启状态下的阀组件2处排出，而后充分上述的水沙混合物注入及等待沉降过程，直至柔性膜袋1中沉降下来的沙颗粒的沙面高度达到指定安装处的水深的三分之二左右即可结束注入，后续拔除注入水沙混合物用的连通管道，将柔性膜袋1上各个编号为偶数的阀组件2上开阀件233旋松复位，在水浮力的作用下，柔性膜袋1上各个阀组件2中的浮球232将浮起而堵死锥形通道2311使各阀芯结构23形成关闭状态。
35.以上所述，实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中的部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，因此本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。