CN109339054A - 一种斜向溜筒抛石工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种斜向溜筒抛石工艺，先采用袋装碎石找平，然后在袋装碎石的上部压载袋装混合料，使袋装混合料与软体排相交护底。本发明设置袋装碎石的目的是：防冲刷保护层的顶面标高与设计的实际泥面标高不一致，底层采用袋装碎石进行填补，使防冲刷保护层的顶面标高与设计的实际泥面标高一致，并使防冲刷保护层不产生进一步冲刷。

Description

一种斜向溜筒抛石工艺

技术领域

本发明涉及桥墩施工领域，尤其涉及一种斜向溜筒抛石工艺。

背景技术

大桥下部基础一般采用高桩承台结构和钢管桩形式，在设计之初考虑了相应冲刷深度的影响，设定了冲刷警戒值，超过警戒值之后应进行冲刷防护。为了减小工程投资，防冲刷保护层的顶面标高不一定与原设计时实际泥面标高一致，只要使保护后的泥面高于原设计时预留冲刷深度后的极限泥面，并使之不产生进一步大的冲刷，即使再有少量冲刷，能使桥墩处于安全状态即可。

有鉴于此，有必要提供一种斜向溜筒抛石工艺，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种斜向溜筒抛石工艺，底层采用袋装碎石冲刷坑抛填，上部袋装混合料压载，袋装混合料与桥墩两侧的软体排相交护底，栅栏板压边或主动式勾连体防护。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种斜向溜筒抛石工艺，底层先采用袋装碎石进行冲刷坑抛填，然后在袋装碎石的上部压载袋装混合料，使袋装混合料与软体排相交护底。

本发明设置袋装碎石的目的是：防冲刷保护层的顶面标高与设计的实际泥面标高不一致，冲刷坑先采用袋装碎石进行填补，使防冲刷保护层的顶面标高与设计的实际泥面标高一致，并使防冲刷保护层不产生进一步冲刷。

作为本发明的进一步改进，所述袋装碎石和袋装混合料通过溜筒抛石船投放到预设位置。本发明采用溜筒抛石船投放，避免了抛石过程中对桩基防腐涂层及阳极块造成损伤。

作为本发明的进一步改进，在所述溜筒抛石船投放袋装碎石和袋装混合料之前，还包括抛填料运输步骤和溜筒调节步骤；

所述抛填料运输步骤包括：先把袋装碎石和袋装混合料由运输船吊放至甲板上，然后施工船通过锚缆系统移动进入桩基墩台之间；

所述溜筒调节步骤包括：先调节施工船上移动小车的位置，再调节溜筒的角度，使溜筒的头部伸入桩基之间的待抛填位置；然后用甲板上的喂料系统把袋装碎石、袋装混合料依序放进溜筒的进料斗。

作为本发明的进一步改进，在所述溜筒抛石船投放袋装碎石和袋装混合料的同时，还包括检测抛填效果步骤，该检测抛填效果步骤为：根据溜筒头部的检测设备采集抛填时或抛填后的数据，将采集到的数据传输到计算机。

作为本发明的进一步改进，根据保存的坐标点、标高数据在AutoCAD中生成抛填标高图，再转入Civil 3D中生成水下三维地形图。

作为本发明的进一步改进，在所述溜筒抛石船投放袋装碎石和袋装混合料之前，还包括桩基墩台保护步骤，该桩基墩台保护步骤为：对桩基墩台的四周采用若干个橡胶气囊进行保护，若干个橡胶气囊首尾相连形成环状，围绕在桩基墩台四周。避免溜筒抛石船碰撞对桩基墩台安全造成影响。

附图说明

图1为斜向溜筒抛石工艺的流程图；

图2为溜筒抛石流程图；

图3为斜向溜筒抛石船的结构示意图；

图4为图3中A部分的局部放大图。

图中，1、轨道小车；2、旋转机构；3、船体；4、进料斗；5、工作平台；6、栏杆；7、溜筒内套管；8、溜筒外套管。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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创造和简化描述，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创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1：

本实施例冲刷坑采用袋装碎石填补(最深处厚度约3m)，上部袋装混合料(块石)压载，按照设计标高控制。袋装干混凝土配比按水泥用量10％，每方材料水泥200kg，水泥为PO42.5；中砂840kg；碎石5～25mm，1160kg，要求干混料入水后90天强度达到10MPa。采用土工布袋装制成150kg每袋，进行抛填。在实施前必须进行袋装干混料具体配合比及土工袋的性能现场试验后确定。

普通网络抛石法施工工艺在深水条件下抛填精度差，成型断面起伏较大，易局部堆积。块石下落过程中容易受到水流的作用漂移流失，流失量大。受本实施例冲刷坑大小及原桥墩桩位影响，为了避免抛石过程中对桩基防腐涂层及阳极块造成损伤，本实施例改装斜向溜筒抛石船可进行袋装碎石及袋装砼混合料抛填施工工。溜槽同时具备伸缩及横移功能，可根据不同水位及桩基间距大小调节溜槽位置及深入桩群内的长度。该种施工工艺可提高深水条件下袋装碎石及砼混合料的抛填精度及抛填质量。

改造后的专用船舶，考虑在船边设置斜向溜筒进行桩基间的袋装碎石及袋装砼混合料施工。溜筒同时具备伸缩及横移功能，可根据不同水位及桩基间距大小，调节溜筒头部伸入桩基之间至抛填位置。施工过程中采用DAS系统实时检测。

抛填料由运输船吊放至甲板上，然后通过锚缆系统移动进入桩基墩台间；移动小车，调节溜筒头部伸入桩基之间至抛填位置；用装载机把抛填料放进进料斗进行抛填。溜筒头部侧面装有高精度测深仪，可以实时检测抛填完成的标高。通过三维建模及计算详细统计了墩台底标高往下5m，10m，15m计算桩间距离。用以确定溜槽宽度、长度及施工时溜槽插入桩群的位置。通过电脑进行智能化操作，专业软件进行实时监控。通过高精度测深仪进行泥面标高实时监控。

如图1所示，抛填料由运输船吊放至甲板上，然后通过锚缆系统移动进入桩基墩台间；移动小车，调节溜筒头部伸入桩基之间至抛填位置；用甲板上的葫芦式门吊把抛填料放进进料斗进行抛填。

一种斜向溜筒抛石工艺，先采用袋装碎石进行冲刷坑填补，然后在袋装碎石的上部压载袋装混合料，使袋装混合料与软体排相交护底。本实施例设置袋装碎石的目的是：防冲刷保护层的顶面标高与设计的实际泥面标高不一致，采用袋装碎石进行找平，使防冲刷保护层的顶面标高与设计的实际泥面标高一致，并使防冲刷保护层不产生进一步冲刷。

优选地，袋装碎石和袋装混合料通过溜筒抛石船投放到预设位置。本实施例采用溜筒抛石船投放，避免了抛石过程中对桩基防腐涂层及阳极块造成损伤。

优选地，在溜筒抛石船投放袋装碎石和袋装混合料之前，还包括抛填料运输步骤和溜筒调节步骤；

抛填料运输步骤包括：先把袋装碎石和袋装混合料由运输船吊放至甲板上，然后施工船通过锚位移动进入桩基墩台之间；

溜筒调节步骤包括：先调节施工船上移动小车的位置，再调节溜筒的角度，使溜筒的头部伸入桩基之间的待抛填位置；然后用甲板上的喂料系统把袋装碎石、袋装混合料依序放进溜筒的进料斗。

优选地，在溜筒抛石船投放袋装碎石和袋装混合料的同时，还包括检测抛填效果步骤，该检测抛填效果步骤为：根据溜筒头部的检测设备采集抛填时或抛填后的数据，将采集到的数据传输到计算机。

优选地，根据保存的坐标点、标高数据在AutoCAD中生成抛填标高图，再转入Civil3D中生成水下三维地形图。

优选地，在溜筒抛石船投放袋装碎石和袋装混合料之前，还包括桩基墩台保护步骤，该桩基墩台保护步骤为：对桩基墩台的四周采用若干个橡胶气囊进行保护，若干个橡胶气囊首尾相连形成环状，围绕在桩基墩台四周。避免溜筒抛石船碰撞对桩基墩台安全造成影响。

在本实施例中，船边设置行走小车，在小车上方设置进料斗，侧向连接直径为1m的溜筒，溜筒由3节组成，最大抛填深度26m，溜筒具备伸缩及横移功能。

施工过程中，为了避免对建造好的大桥构筑物的碰撞损坏，本实施例采取了以下措施：(1)对进入大桥桥墩间的施工船机进行限高改装。斜向溜筒抛石船在外围先把抛填料吊放至甲板上，然后再由锚车绞至大桥下，用葫芦式门吊进行上料抛填，避免了对顶部桥体的碰撞。：(2)详细统计了各桥墩冲深及桥面至水面的净高，并对部分桥墩净高进行了实地考察及测量。(3)船机进点前对桩基墩台用橡胶气囊进行保护，避免船机碰撞对桥墩安全造成影响。

桩基防腐蚀材料及阳极块将直接影响桩基安全及大桥使用寿命，施工过程中必须高度重视对其保护，避免对现有桥梁桩基及牺牲阳极块产生损伤。本实施例采取的措施是：(1)安排潜水员对桩基进行水下探摸。(2)在船机改造时，斜向溜筒头部采用橡胶结构，溜筒与台车固定端采用铰链形式，使其能自由转动。(3)接入三维实时监控系统，把施工桩位三维位置导入定位软件，溜筒靠桩时会有报警提示。(4)设置油压值，溜筒在移动过程中，一旦触碰到障碍物，油压过高会有报警提示。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例公开了溜筒抛石船的结构。

本实施例的溜筒抛石船的结构如图3和图4所示，一种斜向溜筒抛石船，包括船体，还包括轨道小车、设置在轨道小车上的溜筒，轨道小车安装在船体的边上，轨道小车上设有通往溜筒的进料斗，溜筒上面料口与轨道小车采用高强插销连接，并通过钢丝绳牵引，控制溜筒上下变幅，轨道小车采用旋转机构与小车下部底座连接，小车选择采用液压油缸控制，可以调节溜筒左右角度。为了能够把袋装碎石及袋装砼混合料精确地抛填至桥墩桩位之间，本实施例在船本体的一侧设置斜向溜筒，进行袋装碎石及袋装砼混合料施工。

优选溜筒为伸缩筒。本实施例的溜筒同时具备伸缩、上下变幅及左右角度调节功能，可以将抛填料精准的投放在抛填位置。优选船体上设有通槽，该通槽的两个相对的槽壁上均设有供轨道小车行走的轨道。本实施例通过动力机构牵引轨道小车沿船体的槽往复运动。优选在抛石船一侧设置行走轨道，行走轨道上方布置行走小车及进料斗，由一台卷扬机控制行走小车的前进、后退。优选溜筒的下端部固设有用于实时检测抛填标高的探测仪。本实施例在溜筒头部的侧面安装单波束测深仪，在实时检测抛填形成标高(实时检测当前抛石筒下方高程)。并在定位系统中生成坐标点高程图，便于观察者查看当前抛石筒所在端面上的抛石效果。在本实施例中，抛填料由运输船吊放至甲板上，然后通过锚缆系统移动进入桩基墩台间；移动小车，调节溜筒头部伸入桩基之间至抛填位置；用甲板上的葫芦式门吊把抛填料放进进料斗；溜筒头部侧面装有测深仪，可以实时检测抛填形成标高。

需要说明的是，本实施例的旋转机构可以是现有技术中的任何旋转机构，只要能实现溜筒上下变幅、左右角度调节功能的任何旋转机构，都可以在本实施例中使用。在现有技术中，车载动中通中普遍使用旋转机构，本领域技术人员看到车载动中通上的旋转机构后，便能转接到本实施例中使用。实现溜筒上下变幅、左右角度调节功能的旋转机构，本领域技术人员普遍能够实现，因此，本实施例不再赘述。另外，本实施例的溜筒伸缩结构，优选采用控制系统控制伸缩，这样控制室的计算机能够精确控制溜筒的伸长或缩短尺寸，便于控制室的精确控制。由于伸缩机构是现有技术，本实施例不再详细展开叙述。

优选溜筒的下端部还固设有单波束测深仪。本实施例的测深仪用于实时检测抛填，还在某个桥墩下方整体抛石完成后定点全面扫测。并且在定位系统中生成整个抛填面的高程图。并在Civl 3D中进一步渲染成水下地形图，更直观地查看抛石效果，方便操作人员实现定点定量抛填。优选溜筒的下端部溜筒设置有橡胶保护层。本实施例将溜筒头部进行橡胶保护处理的目的，是防止溜筒过度伸长或旋转后触碰桩基或阳极块，对桩基或阳极块造成损伤。优选轨道小车上设置有进料斗，进料斗通过溜槽与溜筒连通。优选溜筒上端部的内径小于下端部的内径。本实施例的溜筒内部采用减速方式，使得袋装碎石及干混料在出筒瞬间具有较小的势能，防止冲击力过大对桩基造成损伤。

简而言之，本实施例的溜筒抛石船由船体和溜筒结构组成，溜筒结构为三节套筒式，根据现场水深情况调节抛石标高。可克服块石在水流作用下落点不易控制，减少流失量，断面成型效果好。

本实施例中溜筒抛石船具有的优点如下：1、台车具有横向移动功能；2、溜筒同时具备伸缩、上下变幅及左右角度调节功能；3、监控软件可三维实时显示溜筒与桩群的相对位置，超过安全距离可实时报警提示；4、溜筒头部三维扫描声呐，可以实时检测抛填效果并形成水下三维地形图。

本实施例中溜筒抛石船的设计思路是：在驳船边设置行走小车，在小车上方设置进料斗，侧向连接溜筒，溜筒由3节组成，溜筒具备伸缩、上下变幅、左右角度调节及横移功能。抛填料由运输船吊放至甲板上，然后施工船通过锚位移动进入桩基墩台间；移动小车，调节溜筒头部伸入桩基之间至抛填位置；用甲板上的喂料系统把抛填料放进进料斗；溜筒头部安装测深仪，可以实时检测抛填效果并形成水下三维地形图。

斜向溜筒抛石船主要由锚缆系统、喂料系统及斜向溜筒抛石机构组成。斜向溜筒结构主要由行走小车、旋转平台、进料斗、溜桶等组成。在抛石船一侧设置行走轨道，轨道上方布置行走小车及进料斗，由一台卷扬机控制台车的前进、后退。在行走小车侧向连接斜向抛石溜筒，溜筒由3节组成，溜筒具备伸缩、上下变幅及左右角度调节功能。溜筒头部侧面装有测深仪，可以实时检测抛填形成标高。喂料系统由2台5t的葫芦门式起重机及轨道组成，门机轨道间距6m，长度33m。锚缆系统由6台15吨锚机及7t海军锚组成。斜向溜筒抛石的定位检测系统主要设备为一台单波束测深仪、一台双向倾斜仪、两台RTK GPS(全球定位系统)、一台激光测距仪和两台精密拉线仪。除此，定位检测系统在设计时，还应根据可能产生的桥墩碰撞危险，设计“警告装置”，用声音和定位软件中醒目的色彩提醒操作人员。两台RTKGPS的天线安装在抛石船控制室的顶部。GPS主机与控制室计算机之间采用有线连接，应用GPS接收卫星和地面参考站的差分信号，检测抛石船的平面位置和高程，平面位置精确度达到2cm、高程达到3cm。倾斜仪安装在抛石船上，可以精确反映抛石船的实时姿态，定位软件使用该数据对GPS和船体特征点，特别是抛石筒上的点的相对关系进行改正。定位系统最重要部分的是精确计算出抛石筒最前端的平面位置和高程。故还需重点考虑台车和抛石筒的实时移动数据，包括台车移动行程数据，台车旋转角度，抛石筒俯仰角和溜筒的伸缩量。其中台车移动由激光测距仪获得，溜筒的伸缩量、台车旋转角度由拉线仪获得。抛石筒俯仰角由安装在溜桶上的测倾仪获得。另外，定位系统需导入整个施工区域内所有桥墩数据，用于实时计算抛石筒和桥墩的最短距离，进行碰撞预警。抛石效果检测方面，分为两步。在抛石筒最前端安装一台单波束测深仪，用于实时检测当前抛石筒下方高程。并可在定位软件中生成高程图，查看当前抛石筒所在端面上的抛石效果。在某个桥墩下方整体抛石完成后，用多波束进行全面扫测。并在软件中生成整个基床面的高程图，并在Civil 3D进一步渲染成水下地形图，更直观地查看抛石效果。

斜向溜筒抛石船在方案设计和制造过程中，充分考虑了对现有桩基保护及桥面净高的限制要求，抛填工艺满足本实施例袋装碎石及砼干混料的抛填要求，同时采用了新的控制检测技术。

实施例3：

溜筒抛石过程如图2所示，该溜筒抛石的步骤如下：

A、块石运输船靠溜筒抛石船；

B、溜筒抛石船通过GPS定位系统进行精确定位；

C、移动台车，对该条线进行水深测量，计算每垄所需抛石方量；

D、移动台车至起点，调整溜筒底标高至设定位置，吊机吊放块石进料斗，按照计算块石方量进行抛填；

E、该点抛至设计标高后移动台车，边上料边行走至下一抛点。

本实施例的溜筒抛石船，先在抛石船左侧布置宽为3m，长为30m的行走的轨道。在轨道上安置小车，通过卷扬机牵引控制小车的前进和后退。在小车上方设置块石进料斗，下部连接溜筒，使其和小车连接成为一个整体。根据本实施例的基床面标高范围，溜筒为三节套筒式，每节筒的长度为6m。溜筒抛石船通过GPS定位系统进行平面位置定位，相应溜筒位置也就是抛石位置通过软件能够精确地反映在电脑屏幕上；溜筒细抛基床石的核心内容是通过溜筒底口高程来控制抛石标高，通过无线通信方式对抛石船进行定位和控制溜筒底口高程。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种斜向溜筒抛石工艺，其特征在于，底层先采用袋装碎石进行冲刷坑抛填，然后在袋装碎石的上部压载袋装混合料，使袋装混合料与软体排相交护底。

2.根据权利要求1所述的斜向溜筒抛石工艺，其特征在于，所述袋装碎石和袋装混合料通过溜筒抛石船投放到预设位置。

3.根据权利要求2所述的斜向溜筒抛石工艺，其特征在于，在所述溜筒抛石船投放袋装碎石和袋装混合料之前，还包括抛填料运输步骤和溜筒调节步骤；

所述抛填料运输步骤包括：先把袋装碎石和袋装混合料由运输船吊放至甲板上，然后施工船通过锚缆系统移动进入桩基墩台之间；

所述溜筒调节步骤包括：先调节施工船上移动小车的位置，再调节溜筒的角度，使溜筒伸入桩基之间的待抛填位置；然后用甲板上的喂料系统把袋装碎石、袋装混合料依序放进溜筒的进料斗。

4.根据权利要求3所述的斜向溜筒抛石工艺，其特征在于，在所述溜筒抛石船投放袋装碎石和袋装混合料的同时，还包括检测抛填效果步骤，该检测抛填效果步骤为：根据溜筒头部的检测设备采集抛填时或抛填后的数据，将采集到的数据传输到计算机。

5.根据权利要求4所述的斜向溜筒抛石工艺，其特征在于，根据保存的坐标点、标高数据在AutoCAD中生成抛填标高图，再转入Civil 3D中生成水下三维地形图。

6.根据权利要求2所述的斜向溜筒抛石工艺，其特征在于，在所述溜筒抛石船投放袋装碎石和袋装混合料之前，还包括桩基墩台保护步骤，该桩基墩台保护步骤为：对桩基墩台的四周采用若干个橡胶气囊进行保护，若干个橡胶气囊首尾相连形成环状，围绕在桩基墩台四周。