CN102979060A

CN102979060A - 一种软体排铺设施工方法

Info

Publication number: CN102979060A
Application number: CN2012105331228A
Authority: CN
Inventors: 吴兴元; 刘若元; 楼启为; 沈达怡; 田维新; 孙卫平; 尹家春; 徐波; 张浩栋; 焦永强; 王向阳; 俞铮魏; 丁付革
Original assignee: SHANGHAI DAHUA SURVEY CO Ltd; SHANGHAI COMMUNICATIONS CONSTRUCTION GENERAL CONTRACTING Ltd
Current assignee: SHANGHAI DAHUA SURVEY CO Ltd; SHANGHAI COMMUNICATIONS CONSTRUCTION GENERAL CONTRACTING Ltd
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2032-12-11
Also published as: CN102979060B

Abstract

本发明提供了一种软体排铺设施工方法，用于通过铺排船实施排体的铺设，所述排体包括排布和砼联锁块或砂肋，提供了若干水下信标、发射接收机和控制单元；将所述发射接收机安装在铺排船底，同时，将所述发射接收机与所述控制单元连接；所述控制单元和所述发射接收机通过所述水下信标与发射接收机之间的声脉冲信号传输采集所述水下信标相对于所述发射接收机的三维位置。本发明通过水下信标和发射接收机的引入实现了软体排铺设施工过程中实时的排体定位，进而对施工过程进行实时、准确的反馈和控制，提供一种更经济、环保、快速、准确的软体排铺设施工方法。

Description

一种软体排铺设施工方法

技术领域

本发明涉及一种水下软体排铺设施工方法。

背景技术

随着沿海、内陆经济、港口建设的快速发展，沿海的围海造地项目和航道的建设与整治项目越来越多，这些工程的实施一般都离不开护底施工，软体排是目前应用最广泛的护底形式，软体排的铺设施工质量也直接影响到建筑物的安全。

目前软体排铺设主要依靠大型专业铺排船舶施工，施工船舶一般配备有GPS定位系统施工软件，船舶的移动和软体排的下放基本可以实现自动化操作，但目前的施工定位软件反映软体排的铺设轮廓线仅为理论铺设位置，实际反映的是施工船舶的定位和移动距离，软体排的实际位置、纵向及横向移位无法直观的体现，因此，软体排铺设精度具有一定的局限性。以往软体排铺设后，其水下相邻搭接量及软体排实际铺设位置的检测主要通过水面预系浮标，水上拉直后用GPS采点和潜水员潜水下摸实际搭接的方法来实现，由于浮标水上拉直的误差较大、潜水员的水下探摸判断能力有限等因素，都无法精确的反映出水下软体排的铺设精度和铺设质量，施工效率较低，这也是制约铺排施工效率和质量的关键。

另外在国外的软体排铺设施工中，在掩体检测方面，有采用水下摄像机进行检查的方法，但利用水下摄像机进行检查对水体环境的要求非常高，一方面，水深要浅，一般不能超过10m，同时水质要清澈，如水体混浊就无法进行相应的工作；另一方面，水下摄像机无法确定水下软体排的准确位置，对施工的指导意义不明显；同时，适应水下摄像的水体环境在施工现场很难存在，在国内外完成的项目也很少见，其适用性局限性较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种更经济、环保、快速、准确的软体排铺设施工方法。

为了解决这一技术问题，本发明提供了一种软体排铺设施工方法，用于通过铺排船实施排体的铺设，所述排体包括排布和砼联锁块或砂肋，包括如下步骤：

S01：提供若干水下信标、发射接收机和控制单元；

将所述发射接收机安装在铺排船底，同时，将所述发射接收机与所述控制单元连接；

所述控制单元和所述发射接收机通过所述水下信标与发射接收机之间的声脉冲信号传输采集所述水下信标相对于所述发射接收机的三维位置；

提供一个滚轮和翻板；

所述翻板设在所述铺排船上，所述滚轮的两端安装在所述铺排船的甲板上，且能够绕自身轴心旋转，将所述排布沿其长度方向绕在所述滚轮上；

S02：将所述排布随着所述滚轮的旋转而逐渐展开在甲板上，在展开在甲板上的排布上铺设所述砼联锁块或砂肋，形成排体；

将所述水下信标与一个小型浮体连接，然后将若干所述水下信标与所述排体连接，若干个所述水下信标沿着所述排体的长度方向分布；

S03：打开所述翻板，所述翻板打开后相对于水平面斜向下进入水中，将所述排体的一端沿着所述翻板的表面滑入水中；

同时，继续地在展开在甲板上的排布上铺设所述砼联锁块或砂肋，形成排体，继续地将所述水下信标与所述排体连接；

S04：当所述排体进入水中后，通过所述水下信标采集排体的排铺的位置信息，将采集到的位置信息与预定的位置信息进行比较，当发现误差时，进行校正；

同时，根据采集到的排体的排铺的位置信息和预定的位置信息移动所述排铺船。

在所述步骤S02和步骤S03中，还包括在所述排体上安装套环，以及在所述水下信标上安装万向节，所述水下信标和所述排体通过所述套环和万向节连接。

所述套环安装在所述砼联锁块或砂肋上。

所述水下信标通过一个水下释放器与所述万向节连接，所述水下信标通过一个回收绳连接至甲板，所述水下信标通过一个远程控制器控制所述水下释放器，实现了所述水下信标与所述排体的分离；

在所述S03和S04中，还包括通过所述远程控制器使得所述水下信标与所述排体分离，然后通过所述回收绳回收所述水下信标并进行再利用。

所述水下释放器包括同轴旋转的电机和螺钉，所述电机与所述水下信标固定连接，所述螺钉与所述万向节螺纹连接，所述水下释放器通过所述远程控制器控制所述电机的转动。

若干所述水下信标呈对设置于所述排体的两个长度边缘，若干对所述水下信标沿所述排体的长度边缘互相之间等距设置。

在所述步骤S01中，还包括在所述滚轮上安装一个旋转编码器，所述旋转编码器用以计算所述排布的铺设长度。

在所述步骤S04中，当所述排体到达河床泥面并铺设一段稳定距离后，所述排铺船才开始移动。

在所述步骤S04中，所述排铺船的移动速度与所述排体的排铺速度相匹配。

在所述步骤S03中，所述翻板通过一个翻板电机打开。

本发明通过水下信标和发射接收机的引入实现了软体排铺设施工过程中实时的排体定位，通过安装在铺排船上的发射接收机接收来自水下信标发出的信号（水下信标与排体连接），测出各发射接收机与水下信标方位及斜距值，通过相应的短基线解算关系获得发射接收机相对基阵的三维位置坐标，从而准确计算出已铺设好的水下软体排的准确位置，从而可以准确计算出排体的铺设长度及排体间的搭接量，进而对施工过程进行实时、准确的反馈和控制。提供一种更经济、环保、快速、准确的软体排铺设施工方法。

附图说明

图1是本发明一实施例的软体排铺设施工方法的施工过程中的俯视结构示意图；

图2是本发明一实施例的软体排铺设施工方法的施工过程中的侧视结构示意图；

图3是本发明一实施例的软体排铺设施工方法中的水下信标的结构示意图；

图中，1—排体；2—翻板；3—水下信标；4—发射接收机；5—控制单元；6—铺排船；7—滚轮；31—小型浮体；32—回收绳；33—水下释放器。

具体实施方式

以下将结合图1至图3对本发明提供的软体排铺设施工方法进行详细的描述。其为本发明一可选的实施例，可以认为本领域的技术人员可以根据公知的常识在不修改本发明精神和内容的范围内对其进行修改和润色。

请参考图1，并结合图2，本实施例提供了一种软体排铺设施工方法，用于通过铺排船6实施排体1的铺设，所述排体1包括排布和砼联锁块或砂肋，包括如下步骤：

S01：提供若干水下信标3、发射接收机4和控制单元5；

将所述发射接收机4安装在铺排船底，同时，将所述发射接收机4与所述控制单元5连接；

所述控制单元5和所述发射接收机4通过所述水下信标3与发射接收机4之间的声脉冲信号传输采集所述水下信标3相对于所述发射接收机4的三维位置；

提供一个滚轮7和翻板2；

所述翻板2设在所述铺排船6上，所述滚轮7的两端安装在所述铺排船6的甲板上，且能够绕自身轴心旋转，将所述排布沿其长度方向绕在所述滚轮7上；

S02：将所述排布随着所述滚轮7的旋转而逐渐展开在甲板上，在展开在甲板上的排布上铺设所述砼联锁块或砂肋，形成排体1；

将所述水下信标3与所述小型浮体31连接，可以确保水下信标3始终沿竖直方向设置；

然后将若干所述水下信标3与所述排体1连接，若干个所述水下信标3沿着所述排体1的长度方向分布；

S03：打开所述翻板2，所述翻板2打开后相对于水平面斜向下进入水中，将所述排体1的一端沿着所述翻板2的表面滑入水中；

同时，继续在展开在甲板上的排布上铺设所述砼联锁块或砂肋，形成排体1，继续将所述水下信标3与所述排体1连接；在本实施例中，即当已经铺设了所述砼联锁块或砂肋，形成了排体的部分进入水中后，还未铺设砼联锁块或砂肋的排布展开在甲板上，在再其上铺设所述砼联锁块或砂肋，继续形成后续的排体，同样的，还要将水下信标3连接在后续的排体上，以保证当后续的排体进入水中后，也能采集其位置。

S04：当所述排体1进入水中后，通过所述水下信标3采集排体1的排铺的位置信息，将采集到的位置信息与预定的位置信息进行比较，当发现误差时，进行校正；

同时，根据采集到的排体1的排铺的位置信息和预定的位置信息移动所述排铺船6。

本实施例通过水下信标和发射接收机的引入实现了软体排铺设施工过程中实时的排体定位，通过安装在铺排船上的发射接收机接收来自水下信标发出的信号（水下信标与排体连接），测出各发射接收机与水下信标方位及斜距值，通过相应的短基线解算关系获得发射接收机相对基阵的三维位置坐标，从而准确计算出已铺设好的水下软体排的准确位置，从而可以准确计算出排体的铺设长度及排体间的搭接量，进而对施工过程进行实时、准确的反馈和控制。提供一种更经济、环保、快速、准确的软体排铺设施工方法。

此外，在本实施例中，还利用专门编制的铺排软件实现整个系统的集成显示与系统控制，所述铺排软件安装应用于所述控制单元中，这样就避免了施工定位软件反映的软体排铺设轮廓线仅为理论铺设位置的尴尬，减少了潜水员人工探摸的频次、危险性及潜水员水下探摸主观臆断的不确定性，形成了软体排护底施工质量的双保险。

在所述步骤S02和步骤S03中，还包括在所述排体上安装套环，以及在所述水下信标3上安装万向节，所述水下信标3和所述排体1通过所述套环和万向节连接。所述套环安装在所述砼联锁块或砂肋上。

所述水下信标3通过一个水下释放器33与所述万向节连接，所述水下信标3通过一个回收绳32连接至甲板，所述水下信标3通过一个远程控制器控制所述水下释放器，实现了所述水下信标3与所述排体1的分离；

在所述S03和S04中，还包括通过所述远程控制器使得所述水下信标3与所述排体1分离，然后通过所述回收绳32回收所述水下信标3并进行再利用。即当排体的部分铺排完成后，将对应的水下信标3回收回来，再将回收回来的水下信标3再应用到后续需要铺排的排体上。

所述水下释放器33包括同轴旋转的电机和螺钉，所述电机与所述水下信标固定连接，所述螺钉与所述万向节螺纹连接，所述水下释放器33通过所述远程控制器控制所述电机的转动。

若干所述水下信标3呈对设置于所述排体1的两个长度边缘，若干对所述水下信标3沿所述排体1的长度边缘互相之间等距设置。

在本实施例中，将发射接收机4固定安装在铺排船6底的同时还进行轴线校正，将水下信标3连接在排体1的两侧，即两条长度边缘，每2个水下信标3为1对，第一对和最后一对水下信标3分别距离排体1的两个端点（即排头排尾）距离一般大于设计搭接宽度1m，其余每组纵向间距20～30m，利用水下释放器释放、回收水下信标，循环使用。

在所述步骤S01中，还包括在所述滚轮7上安装一个旋转编码器，所述旋转编码器用以计算所述排布的铺设长度。根据滚轮7直径和旋转圈数，可计算出排体1铺设长度，根据翻板2的沿口位置，可计算出沿口以下的放排长度

在所述步骤S04中，当所述排体1到达河床泥面并铺设一段稳定距离后，所述排铺船6才开始移动。在本实施例中，所述的铺设一段稳定距离可以解释为排体1的一端在河床泥面已经位置稳妥，不会因为水流等原因发生移动。

铺设一段稳定距离后，根据电脑显示的排体位置缓慢移动船位，排体缓慢铺放，移船时移船速度与排体下水的速度同步，即与所述排体1的排铺速度一致，以保证铺排船6不会影响排铺的位置。如发现偏位，应适时动态调整船位保证铺设质量，从而实现排体铺设的精准定位和实时监控、处理。

在所述步骤S04中，所述排铺船6的移动速度与所述排体1的排铺速度相匹配。

在所述步骤S03中，所述翻板通过一个翻板电机打开。

在排铺过程中，水下信标3与发射接收机4之间一直收发信号，采集位置数据，在所述控制单元的软件界面上以正视图、侧视图、3D视图的形式显示显示动态轨迹，实时监控。如发现较大误差，可通过调整锚缆系统，矫正排体1的实际位置，直到按照预定位置进行铺设。为减少排头精准定位的难度，开始施工时宜选择低平潮时期。

当铺完一张软体排后，将在所述控制单元中形成排体的水下真实位置，在下一张铺排施工前，将根据上一张排体的实际位置安排下一张排的铺设，这样又进一步确保了各排体之间的搭接符合设计要求。

综上所述，本发明通过水下信标和发射接收机的引入实现了软体排铺设施工过程中实时的排体定位，通过安装在铺排船上的发射接收机接收来自水下信标发出的信号（水下信标与排体连接），测出各发射接收机与水下信标方位及斜距值，通过相应的短基线解算关系获得发射接收机相对基阵的三维位置坐标，从而准确计算出已铺设好的水下软体排的准确位置，从而可以准确计算出排体的铺设长度及排体间的搭接量，进而对施工过程进行实时、准确的反馈和控制。提供一种更经济、环保、快速、准确的软体排铺设施工方法。

Claims

1.一种软体排铺设施工方法，用于通过铺排船实施排体的铺设，所述排体包括排布和砼联锁块或砂肋，其特征在于：包括如下步骤：

S01：提供若干水下信标、发射接收机和控制单元；

提供一个滚轮和翻板；

同时，继续展开在甲板上的排布上铺设所述砼联锁块或砂肋，形成排体，继续将所述水下信标与所述排体连接；

2.如权利要求1所述的软体排铺设施工方法，其特征在于：在所述步骤S02和步骤S03中，还包括在所述排体上安装套环，以及在所述水下信标上安装万向节，所述水下信标和所述排体通过所述套环和万向节连接。

3.如权利要求2所述的软体排铺设施工方法，其特征在于：所述套环安装在所述砼联锁块或砂肋上。

4.如权利要求2所述的软体排铺设施工方法，其特征在于：所述水下信标通过一个水下释放器与所述万向节连接，所述水下信标通过一个回收绳连接至甲板，所述水下信标通过一个远程控制器控制所述水下释放器，实现了所述水下信标与所述排体的分离；

在所述S03和S04中，还包括通过所述远程控制器使得所述水下释放器与所述排体分离，然后通过所述回收绳回收所述水下信标并进行再利用。

5.如权利要求4所述的软体排铺设施工方法，其特征在于：所述水下释放器包括同轴旋转的电机和螺钉，所述电机与所述水下信标固定连接，所述螺钉与所述万向节螺纹连接，所述水下释放器通过所述远程控制器控制所述电机的转动。

6.如权利要求1所述的软体排铺设施工方法，其特征在于：若干所述水下信标呈对设置于所述排体的两个长度边缘，若干对所述水下信标沿所述排体的长度边缘互相之间等距设置。

7.如权利要求1所述的软体排铺设施工方法，其特征在于：在所述步骤S01中，还包括在所述滚轮上安装一个旋转编码器，所述旋转编码器用以计算所述排布的铺设长度。

8.如权利要求1所述的软体排铺设施工方法，其特征在于：在所述步骤S04中，当所述排体到达河床泥面并铺设一段稳定距离后，所述排铺船才开始移动。

9.如权利要求1所述的软体排铺设施工方法，其特征在于：在所述步骤S04中，所述排铺船的移动速度与所述排体的排铺速度相匹配。

10.如权利要求1所述的软体排铺设施工方法，其特征在于：在所述步骤S03中，所述翻板通过一个翻板电机打开。