CN109763535A - 一种水下锤击施工装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下锤击施工装置及施工方法，该装置包括液压锤和属具，液压锤下端安装有属具，外部起重设备上安装有绞车索具，所述液压锤上端与绞车索具连接，所述液压锤为全密封式液压锤，所述属具是破碎器、夯板或桩帽。本发明能够快速准确定位，液压锤夯击能量大、击打频率高，夯击能量可控，液压锤的锤体在封闭的空间内运动，无水阻力，生产率显著高于自由落锤等施工方法。

Description

一种水下锤击施工装置及施工方法

技术领域

本发明涉及锤击装置技术领域，更具体地说，特别涉及用于浅海、内河、湖泊及其它水域进行水下破碎、夯实、打桩等水下施工的方法及装置。

背景技术

大型码头的沉箱一般采用抛石基础，抛入浅海海底的块石用数吨重的落锤夯实。施工船操纵的落锤数分钟至十几分钟击打一次，效率低下；落锤在水中下降时受水阻力影响大，夯击能量大幅度降低；施工船晃动，落锤点位难以控制，最终需潜水员搬动石块调平，效率低、劳动强度大、操作危险。

疏浚水下通道或开挖水下基础时，很多部位不允许使用炸药爆破水下岩石等，目前没有在数米至数十米水下高效地破碎水下岩石等硬实障碍物的方法和设备，主要用落锤击打。由于水下岩石形状复杂，在浑水内落点常有偏差，发生滑落或打空，导致落锤起重链拉断或施工船摇晃，效率低、不安全。

水下岩石破碎是操作难度最大的水下施工作业，在数米至数十名的浑水下，破碎设备难以快速准确定位，特别是破碎部分海区犬牙交错、尖锐陡峭焦岩非常困难。

安装在挖掘机臂上的液压破碎锤（俗称炮锤、油锤）受挖掘机臂长限制，仅能在水边施工，且效率低下。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种能够快速准确定位，液压锤夯击能量大、击打频率高，夯击能量可控的水下锤击施工装置。

本发明的第二目的在于提供一种根据上述水下锤击施工装置的施工方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种水下锤击施工装置，包括液压锤和属具，液压锤下端安装有属具，外部起重设备上安装有绞车索具，所述液压锤上端与绞车索具连接，所述液压锤为全密封式液压锤，所述属具是破碎器、夯板或桩帽。

进一步地，还包括支架，所述支架与外部的起重设备连接，所述液压锤侧面与支架上的导向立柱连接，且液压锤侧面能够相对支架上下移动。

进一步地，所述支架与所述与液压锤可拆卸的连接。

进一步地，所述支架与所述起重设备之间还安装有翻转装置，所述翻转装置包括第一铰接座、第二铰接座、连接杆、油缸座和翻转油缸，所述连接杆固定安装在所述起重设备上，所述第一铰接座和第二铰接座均安装在所述支架侧面，所述连接杆上安装有所述油缸座，所述油缸座与翻转油缸的底座铰接，所述翻转油缸的伸出杆与第一铰接座铰接，所述连接杆端部与第二铰接座铰接。

进一步地，所述支架上方安装有导向支撑架，所述导向支撑架包括第一滚轮、第二滚轮和滚轮架，所述第一滚轮和第二滚轮安装在所述滚轮架的两侧，绞车索具5上的钢索，所述钢索另一端依次通过第一滚轮、第二滚轮后与液压锤上端连接。

进一步地，所述起重设备是起重绞车或者是船式起重机。

为了实现本发明的第二目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种通过上述水下锤击施工装置的施工方法，当水深大于预定值时，起重设备上的绞车索具吊在液压锤顶部，起重设备将底部装有属具通过水面沉入水底硬层后启动液压锤击打沉桩。

进一步地，包括以下施工方法；

实施水下破碎作业时，属具采用破碎器，操作水下锤击施工装置对水下岩石破碎；

实施水中夯实水下抛石基础时，属具采用夯板压在抛石基础上击打夯实；

实施水下打桩时，属具采用桩帽对桩进行打击。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、 水下施工的水深大多数米至数十米，浑水，通过观察支架顶部及索具的松紧度，可快速准确定位及移位；

2、 液压锤夯击能量大、击打频率高，夯击能量可控，液压锤的锤体在封闭的空间内运动，无水阻力，生产率显著高于自由落锤等施工方法；

3、液压锤击打瞬时的反弹运动沿支架的导向立柱，对施工船及船上起重设备等无影响；

4、打桩时击穿水下孔洞或破碎时岩体破碎瞬间，液压锤及属具沿支架的导向立柱急速下滑时，不会导致施工船及船上起重设备等晃动或损坏，无打空或滑落导致的严重不良后果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的的水下锤击施工装置的结构示意图

图2是本发明的实施一的水下锤击施工装置的结构示意图；

图3是本发明的实施二的水下锤击施工装置的结构示意图；

图4是本发明的实施三的水下锤击施工装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施一

参阅图1、图2所示，本发明提供一种水下锤击施工装置，包括液压锤1和属具3，液压锤1为可水下施工的全密封式液压冲击锤，液压锤1下端安装有属具3，外部起重设备4上安装有绞车索具5，所述起重设备4可以是路上行驶的起重绞车，或者是水面行驶的船式起重机，所述液压锤1上端与绞车索具5连接，绞车索具5可以通过钢索驱动液压锤1上下移动，所述液压锤1为全密封式液压锤。

还包括支架6，所述支架6与外部的起重设备4连接，所述液压锤1侧面与支架6上的导向立柱61连接，且液压锤1侧面能够相对支架6上下移动。支架高度按施工需要，常用桩架高度一般20~30米。

所述支架6与所述起重设备4之间还安装有翻转装置7，所述翻转装置7包括第一铰接座71、第二铰接座72、连接杆73、油缸座74和翻转油缸75，所述连接杆73固定安装在所述起重设备4上，所述第一铰接座71和第二铰接座72均安装在所述支架6侧面，所述连接杆73上安装有所述油缸座74，所述油缸座74与翻转油缸75的底座铰接，所述翻转油缸75的伸出杆与第一铰接座71铰接，所述连接杆73端部与第二铰接72座铰接。翻转装置可以调整支架6的倾斜角度，从而调整液压锤1的倾斜角度。

进一步地，所述支架6上方安装有导向支撑架8，所述导向支撑架8包括第一滚轮81、第二滚轮82和滚轮架83，所述第一滚轮81和第二滚轮82安装在所述滚轮架83的两侧，绞车索具5上的钢索，所述钢索另一端依次通过第一滚轮81、第二滚轮82后与液压锤1上端连接。通过该导向支撑架8为钢索导向。

本实施例为水面2以下岩体破碎，属具3为端部尖锐的钎杆类破碎器31，操纵支架6的起重绞车和/或起重设备，将装有破碎器31的液压锤1沉入水中，钢索呈防松状态后破碎器31压在水底岩体被击打点上，将钢索设为浮动，液压锤1处于浮动状态，启动液压锤1击打作业。岩体破碎后液压锤1沿支架6滑至硬实处，无硬实处时滑至支架6导向立柱的下止点。继续破碎下层岩体或移至下一点位继续击打破碎。

在数米至数十米浑水下破碎作业时，破碎器难以或不可能快速准确定位，尖锐陡峭岩石等不便端部尖锐的破碎器31定位操作，并且可能发生打空或滑脱等不良后果，可使用夯板32等平板类属具。

优选的，所述支架6与所述与液压锤1可拆卸的连接。在潜水需要支架6导向及辅助支撑液压锤1时，液压锤1可升降的安装在支架6上。如果需要对深水区进行锤击，那么就可以将液压锤1从支架6上拆下。

实施例二

参阅图3所示，在浅水中夯实水下抛石基础时，可不设支架6，或者将液压锤1从支架6上拆下，液压锤1直接连接起重设备4，属具3为夯板32。操纵起重设备4使液压锤1及夯板32沉入水面2以下压在抛石基础上后击打夯实。

实施例三

参阅图4所示，深水打桩时可不设支架，或者将液压锤1从支架6上拆下，起重设备4的索具吊在液压锤1的顶部，属具3为桩帽33。起重设备4将底部装有桩帽33的液压锤1及上端定位在桩帽33中的桩通过水面2沉入水底硬层后启动液压锤1击打沉桩。

实施例四

一种通过上述水下锤击施工装置的施工方法，当水深大于预定值时，起重设备4上的绞车索具5吊在液压锤1顶部，起重设备4将底部装有属具通过水面沉入水底硬层后启动液压锤击打沉桩，包括以下施工方法；

实施水下破碎作业时，属具采用破碎器31，操作水下锤击施工装置对水下岩石破碎；

实施水中夯实水下抛石基础时，属具采用夯板32压在抛石基础上击打夯实；

实施水下打桩时，属具采用桩帽33对桩进行打击。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、 水下施工的水深大多数米至数十米，浑水，通过观察支架顶部及索具的松紧度，可快速准确定位及移位；

2、 液压锤夯击能量大、击打频率高，夯击能量可控，液压锤的锤体在封闭的空间内运动，无水阻力，生产率显著高于自由落锤等施工方法；

3、液压锤击打瞬时的反弹运动沿支架的导向立柱，对施工船及船上起重设备等无影响；

4、打桩时击穿水下孔洞或破碎时岩体破碎瞬间，液压锤及属具沿支架的导向立柱急速下滑时，不会导致施工船及船上起重设备等晃动或损坏，无打空或滑落导致的严重不良后果

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水下锤击施工装置，其特征在于：包括液压锤和属具，液压锤下端安装有属具，外部起重设备上安装有绞车索具，所述液压锤上端与绞车索具连接，所述液压锤为全密封式液压锤，所述属具是破碎器、夯板或桩帽。

2.根据权利要求1所述的水下锤击施工装置，其特征在于：还包括支架，所述支架与外部的起重设备连接，所述液压锤侧面与支架上的导向立柱连接，且液压锤侧面能够沿支架上的导向立柱上下移动。

3.根据权利要求2所述的水下锤击施工装置，其特征在于：所述支架与所述与液压锤可拆卸的连接。

4.根据权利要求3所述的水下锤击施工装置，其特征在于：所述支架与所述起重设备之间还安装有翻转装置，所述翻转装置包括第一铰接座、第二铰接座、连接杆、油缸座和翻转油缸，所述连接杆固定安装在所述起重设备上，所述第一铰接座和第二铰接座均安装在所述支架侧面，所述连接杆上安装有所述油缸座，所述油缸座与翻转油缸的底座铰接，所述翻转油缸的伸出杆与第一铰接座铰接，所述连接杆端部与第二铰接座铰接。

5.根据权利要求4所述的水下锤击施工装置，其特征在于：所述支架上方安装有导向支撑架，所述导向支撑架包括第一滚轮、第二滚轮和滚轮架，所述第一滚轮和第二滚轮安装在所述滚轮架的两侧，绞车索具5上的钢索，所述钢索另一端依次通过第一滚轮、第二滚轮后与液压锤上端连接。

6.根据权利要求5所述的水下锤击施工装置，其特征在于：所述起重设备是起重绞车或者是船式起重机。

7.一种通过权利要求1所述水下锤击施工装置的施工方法，其特征在于：当水深大于预定值时，起重设备上的绞车索具吊在液压锤顶部，起重设备将底部装有属具通过水面沉入水底硬层后启动液压锤击打沉桩或破碎作业。

8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于，包括以下施工方法；

实施水下破碎作业时，属具采用破碎器，操作水下锤击施工装置对水下岩石破碎；

实施水中夯实水下抛石基础时，属具采用夯板压在抛石基础上击打夯实；

实施水下打桩时，属具采用桩帽对桩进行打击。