CN115406404B - 一种水下定点抛石高程测量与控制方法 - Google Patents

一种水下定点抛石高程测量与控制方法 Download PDF

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CN115406404B CN202211359232.7A CN202211359232A CN115406404B CN 115406404 B CN115406404 B CN 115406404B CN 202211359232 A CN202211359232 A CN 202211359232A CN 115406404 B CN115406404 B CN 115406404B
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Abstract

本发明属于水下抛石施工技术领域，具体涉及一种水下定点抛石高程测量与控制方法。该方法包括：在抛填船的测控系统内设置分阶段定点抛石作业；在抛石管底口外侧沿周向间隔布设多个高度计，高度计的数量与抛石作业的阶段数量一致，每一高度计均相对于抛石管倾斜设置但倾斜角度各不相同，其测量方向均朝向抛石管下方区域；抛填船就位，下放抛石管使其底面高程达到预设的基准面高程；启动抛石作业，测控系统通过各高度计一一对应实时监测各阶段抛石后的石堆中心高程，以此指导分阶段抛石作业，直至达到预设的总施工高程。本发明解决了常规抛石施工高程测量方法容易导致石堆中心处出现石块抛高超高现象的问题，提高抛石施工效率。

Description

一种水下定点抛石高程测量与控制方法
技术领域
本发明属于水下抛石施工技术领域，具体涉及一种水下定点抛石高程测量与控制方法。
背景技术
水下定点抛石施工时，需要实时对抛石施工高程进行测量，检测是否在设计允许的偏差范围内，以避免因石块出现抛高超高现象而导致返工。目前，抛石施工高程测量大多采用高度计测量方法，是将高度计竖直依附安装于抛石管的一侧或两侧，通过测量抛石管侧壁正下方的石堆高程，反映实时抛石施工高程。然而，此种测量方法的可靠性及准确性，与抛石管的口径和石块的粒径大小密切相关；通常，抛石管口径越大、石块的粒径越大，石堆整个顶面的高度差异会越明显，且石堆通常呈现中心处较高、边缘处较低的趋势。而上述常规的抛石施工高程测量方法，只能做到实时测量抛石管侧壁边缘正下方的石堆高程，却不能实时测量抛石管中心正下方的石堆高程，因而容易导致石堆中心处出现石块抛高超高现象，发生返工。而若通过反复移动抛石管以将高度计移动至石堆中心正上方进行高程测量，则会严重制约现场抛石施工效率。
发明内容
针对相关技术中存在的不足之处，本发明提供一种水下定点抛石高程测量与控制方法，旨在解决常规抛石施工高程测量方法容易导致石堆中心处出现石块抛高超高现象的问题，提高抛石施工效率。
本发明提供一种水下定点抛石高程测量与控制方法，包括如下步骤：
高度计布设：在抛填船的测控系统内进行分阶段定点抛石作业的设置，将各阶段 依次记作第1阶段、第2阶段、…、第n阶段，设各阶段抛石完成后的石堆高程分别为预设施工 高程
Figure 722633DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 56662DEST_PATH_IMAGE002
、…、
Figure 461099DEST_PATH_IMAGE003
，其中，
Figure 513368DEST_PATH_IMAGE003
为预设的总施工高程；抛填船的测控系统内还预设有基准面高 程
Figure 966346DEST_PATH_IMAGE004
；在抛石管底口外侧沿周向间隔布设多个高度计，高度计的数量与定点抛石作业的阶段 数量相一致；每一高度计的轴线均与抛石管的轴线共面，但每一高度计均相对于抛石管倾 斜设置且其测量方向均朝向抛石管对应的下方区域，每一高度计相对于抛石管的倾斜角度 各不相同，按倾斜角度由小到大的顺序将多个高度计分别标记为
Figure 217199DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 228755DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 565059DEST_PATH_IMAGE007
；
抛石准备：抛填船就位，移动抛石管至待抛石区域，下放抛石管使其底面高程达到 抛填船测控系统内预设的基准面高程
Figure 821728DEST_PATH_IMAGE004
；
定点抛石作业：启动分阶段定点抛石作业，抛填船的测控系统通过高度计
Figure 927087DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 611009DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 169029DEST_PATH_IMAGE007
一一对应实时监测第1阶段、第2阶段、…、第n阶段抛石后的石堆中心高程是否达到 预设施工高程
Figure 229389DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 392517DEST_PATH_IMAGE002
、…、
Figure 309658DEST_PATH_IMAGE003
；若否，则继续本阶段的抛石；若是，则本阶段抛石完成，开始下 一阶段的抛石，直至达到预设的总施工高程
Figure 558236DEST_PATH_IMAGE003
，定点抛石作业完成。
上述技术方案，通过相对于抛石管呈不同倾斜角度的多个高度计的布设，突破了当前行业内将高度计竖直安装于抛石管外侧而只能测量抛石管侧壁边缘正下方的石堆高程的惯常测量方法，实现了对抛石管对应的下方区域内的石堆高程的多维度测量；在此基础上，结合分阶段定点抛石作业的应用，实现了对石堆中心高程的分阶段实时测控，确保水下定点抛石施工高程满足设计要求，解决了常规抛石施工高程测量方法容易导致石堆中心处出现石块抛高超高现象的问题，避免了返工，提高了抛石施工效率。
在其中一些实施例中，在高度计布设的步骤中，还包括标定每一高度计
Figure 219025DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 971080DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 324701DEST_PATH_IMAGE007
与抛石管之间的空间相对位置关系；空间相对位置关系进一步包括：每一高度计
Figure 794997DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 259476DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 364573DEST_PATH_IMAGE007
与抛石管底面之间的高差，将其分别记作
Figure 889095DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 846687DEST_PATH_IMAGE009
、…、
Figure 52541DEST_PATH_IMAGE010
；每一高度计
Figure 841505DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 474612DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 716237DEST_PATH_IMAGE007
距 抛石管轴线的垂向距离，将其分别记作
Figure 460202DEST_PATH_IMAGE011
、
Figure 369252DEST_PATH_IMAGE012
、…、
Figure 907681DEST_PATH_IMAGE013
；每一高度计
Figure 105444DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 449838DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 151078DEST_PATH_IMAGE007
相对于抛石管 的倾斜角度，将其分别记作
Figure 922725DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 840740DEST_PATH_IMAGE015
、…、
Figure 988824DEST_PATH_IMAGE016
；其中，第i个高度计相对于抛石管的倾斜角度
Figure 544571DEST_PATH_IMAGE017
根 据公式（1）进行推算和设置；
Figure 955960DEST_PATH_IMAGE018
（1）；
公式（1）中，i =1、2、…、n；
Figure 659474DEST_PATH_IMAGE019
为第i个高度计距抛石管轴线的垂向距离；
Figure 283354DEST_PATH_IMAGE020
为第i个 高度计与抛石管底面之间的高差；
Figure 21502DEST_PATH_IMAGE021
为定点抛石作业的第i阶段对应的预设施工高程。
上述技术方案，实现了各高度计于抛石管上的精确设置，确保每一高度计能准确测量到抛石管中心正下方的石堆高程已达到该高度计所对应抛石阶段的预设施工高程。
在其中一些实施例中，在定点抛石作业的步骤中，抛填船的测控系统实时读取高 度计
Figure 72635DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 263445DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 956594DEST_PATH_IMAGE007
测得的各高度计与石堆之间的距离，并与各阶段抛石完成后的高度计的 预期值进行比较，以判断各阶段抛石后的石堆中心高程是否达到预设施工高程
Figure 486933DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 36863DEST_PATH_IMAGE002
、…、
Figure 652652DEST_PATH_IMAGE003
；第i个高度计的预期值
Figure 382448DEST_PATH_IMAGE022
根据公式（2）进行推算；
Figure 829610DEST_PATH_IMAGE023
（2）。
上述技术方案，通过对各高度计测量值和预期值的直观比较，实现了对抛石作业各阶段石堆中心高程是否达到预设施工高程的直观判断。
在其中一些实施例中，在抛石准备的步骤中，下放抛石管使其底面高程达到抛填 船测控系统内预设的基准面高程
Figure 488125DEST_PATH_IMAGE004
后，通过高度计
Figure 856789DEST_PATH_IMAGE005
得到水下原泥面高程
Figure 688479DEST_PATH_IMAGE024
，并结合定点抛 石作业各阶段的预设施工高程
Figure 927830DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 819563DEST_PATH_IMAGE002
、…、
Figure 409944DEST_PATH_IMAGE003
，估算各阶段的待抛石理论方量；水下原泥面高 程
Figure 779746DEST_PATH_IMAGE024
根据公式（3）进行推算；
Figure 139183DEST_PATH_IMAGE025
（3）；
公式（3）中，
Figure 405079DEST_PATH_IMAGE026
为高度计
Figure 279494DEST_PATH_IMAGE005
测得的高度计
Figure 656249DEST_PATH_IMAGE005
与水下原泥面之间的距离；
Figure 932510DEST_PATH_IMAGE014
为高度计
Figure 602263DEST_PATH_IMAGE005
相对于抛石管的倾斜角度；
Figure 963974DEST_PATH_IMAGE008
为高度计
Figure 878841DEST_PATH_IMAGE005
与抛石管底面之间的高差。
上述技术方案，通过对抛石作业各阶段待抛石理论方量的估算，能够较为精确地指导每次抛石的方量，节约抛石成本。
在其中一些实施例中，抛填船上设有GNSS定位系统，GNSS定位系统包括第一GNSS和第二GNSS，用于对抛填船进行精确定位，并测量抛石管的平面位置和底面高程。
在其中一些实施例中，抛石管的外壁上安装有倾斜仪，实时监测抛石管的倾斜度，以实时修正抛石管的底面高程。
基于上述技术方案，本发明实施例中的水下定点抛石高程测量与控制方法，通过相对于抛石管呈不同倾斜角度的多个高度计的布设和分阶段定点抛石作业的应用，实现了对石堆中心高程的分阶段实时测控，提高了抛石作业的准确性和可靠性，确保水下定点抛石施工高程满足设计要求，解决了常规抛石施工高程测量方法容易导致石堆中心处出现石块抛高超高现象的问题，避免了返工，提高了抛石施工效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的水下定点抛石高程测量与控制方法的原理图。
图中：10、抛石管；11、倾斜仪；
Figure 9608DEST_PATH_IMAGE005
/
Figure 617307DEST_PATH_IMAGE006
/
Figure 403997DEST_PATH_IMAGE007
、高度计。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图1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。
术语“第一”、“第二”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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明提供了一种水下定点抛石高程测量与控制方法，用于抛填船在水下定点抛石作业过程中对抛石施工高程的测量与控制，包括如下步骤：
S1、高度计布设：
在抛填船的测控系统内进行分阶段定点抛石作业的设置，将抛石作业各阶段依次 记作第1阶段、第2阶段、…、第n阶段；设各阶段抛石完成后的石堆高程分别为预设施工高程
Figure 919292DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 107828DEST_PATH_IMAGE002
、…、
Figure 683166DEST_PATH_IMAGE003
，其中，
Figure 957152DEST_PATH_IMAGE003
为预设的总施工高程；可以理解的是，从第1阶段到第n阶段的预设施 工高程是逐渐增加的，其增幅可以相等也可以不等；抛填船的测控系统内还预设有基准面 高程
Figure 276138DEST_PATH_IMAGE004
，用于指导抛石管10的下放，限定水下定点抛石作业时抛石管10的高程；
在抛石管10底口外侧沿周向间隔布设多个高度计，可在抛石管10底口外侧设置筋 板等结构，用于将高度计安装于其上；可以理解的是，高度计的位置通常高于抛石管10底 面，即高度计并不超出抛石管10底面，以避免刮碰损伤；两两高度计之间的间隔角度可以相 等也可以不等；高度计的数量与定点抛石作业的阶段数量相一致；每一高度计的轴线均与 抛石管10的轴线共面但不平行，每一高度计均相对于抛石管10倾斜设置且其测量方向均朝 向抛石管10对应的下方区域；在抛石作业过程中，高度计用来测量高度计本身与抛石管10 对应的下方区域内的石堆之间的距离；每一高度计相对于抛石管10的倾斜角度各不相同， 按倾斜角度由小到大的顺序将多个高度计分别标记为
Figure 319180DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 268682DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 561123DEST_PATH_IMAGE007
；
S2、抛石准备：抛填船通过锚泊系统实现初步就位，再通过抛填船上的GNSS定位系 统使其进行精确定位；运料船向抛填船靠泊并绑定连接，以向抛填船运送石块；移动抛石管 10至待抛石区域，然后下放抛石管10使其底面高程达到抛填船测控系统内预设的基准面高 程
Figure 409035DEST_PATH_IMAGE004
；
S3、定点抛石作业：启动分阶段定点抛石作业，首先进行第1阶段抛石，抓斗机抓取 一定量的石块倒入抛石管10内，等石块全部落入水中后，抛填船的测控系统通过高度计
Figure 368900DEST_PATH_IMAGE005
检测石堆中心高程是否达到预设施工高程
Figure 223724DEST_PATH_IMAGE001
；若否，则继续第1阶段的抛石；若是，则第1阶 段抛石完成，开始第2阶段的抛石；抓斗机抓取一定量的石块倒入抛石管10内，等石块全部 落入水中后，抛填船的测控系统通过高度计
Figure 534620DEST_PATH_IMAGE006
检测石堆中心高程是否达到预设施工高程
Figure 133091DEST_PATH_IMAGE002
；若否，则继续第2阶段的抛石；若是，则第2阶段抛石完成，开始第3阶段的抛石…以此循序 进行各阶段抛石作业；也就是说，抛填船的测控系统通过高度计
Figure 150726DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 504347DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 974642DEST_PATH_IMAGE007
一一对应实时 监测第1阶段、第2阶段、…、第n阶段抛石后的石堆中心高程是否达到预设施工高程
Figure 173542DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 45684DEST_PATH_IMAGE002
、…、
Figure 773468DEST_PATH_IMAGE003
；若否，则继续本阶段的抛石；若是，则本阶段抛石完成，开始下一阶段的抛石，直至 达到预设的总施工高程
Figure 527798DEST_PATH_IMAGE003
，定点抛石作业完成；可以理解的是，当前位置处的定点抛石作业 完成后，将抛石管10移动至下一抛石位置，按照前述步骤继续下一定点抛石作业。
上述示意性实施例，通过相对于抛石管10呈不同倾斜角度的多个高度计
Figure 733651DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 522615DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 388678DEST_PATH_IMAGE007
的布设，突破了当前行业内将高度计竖直安装于抛石管10外侧而只能测量抛石管10 侧壁边缘正下方的石堆高程的惯常测量方法，实现了对抛石管10对应的下方区域内的石堆 高程的多维度测量；在此基础上，结合分阶段定点抛石作业的应用，实现了对石堆中心高程 的分阶段实时测控，确保水下定点抛石施工高程满足设计要求，解决了常规抛石施工高程 测量方法容易导致石堆中心处出现石块抛高超高现象的问题，避免了返工，提高了抛石施 工效率。
在一些实施例中，在高度计布设的步骤中，还包括标定每一高度计
Figure 895883DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 639848DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 283319DEST_PATH_IMAGE007
与 抛石管10之间的空间相对位置关系。空间相对位置关系进一步包括：每一高度计
Figure 352906DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 19511DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 629483DEST_PATH_IMAGE007
与抛石管10底面之间的高差，将其分别记作
Figure 596302DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 305632DEST_PATH_IMAGE009
、…、
Figure 787429DEST_PATH_IMAGE010
；每一高度计
Figure 873197DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 491260DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 371492DEST_PATH_IMAGE007
距抛 石管10轴线的垂向距离，将其分别记作
Figure 75005DEST_PATH_IMAGE011
、
Figure 728578DEST_PATH_IMAGE012
、…、
Figure 138831DEST_PATH_IMAGE013
；每一高度计
Figure 517860DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 911932DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 339502DEST_PATH_IMAGE007
相对于抛石管 10的倾斜角度，将其分别记作
Figure 932158DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 419771DEST_PATH_IMAGE015
、…、
Figure 832298DEST_PATH_IMAGE016
；其中，第i个高度计相对于抛石管10的倾斜角度
Figure 329138DEST_PATH_IMAGE017
根据公式（1）进行推算和设置；
Figure 713983DEST_PATH_IMAGE018
（1）；
公式（1）中，i =1、2、…、n；
Figure 638077DEST_PATH_IMAGE019
为第i个高度计距抛石管10轴线的垂向距离；
Figure 803479DEST_PATH_IMAGE020
为第i 个高度计与抛石管10底面之间的高差；
Figure 71387DEST_PATH_IMAGE021
为定点抛石作业的第i阶段对应的预设施工高程；
Figure 576317DEST_PATH_IMAGE004
为抛填船测控系统内预设的基准面高程。由公式（1）可知，在第i个高度计于抛石管10上安 装位置不变（即
Figure 468050DEST_PATH_IMAGE019
和
Figure 792852DEST_PATH_IMAGE020
为定值）的情况下，第i个高度计相对于抛石管10的倾斜角度
Figure 428233DEST_PATH_IMAGE017
与基准 面高程
Figure 787670DEST_PATH_IMAGE004
和抛石作业第i阶段对应的预设施工高程
Figure 850304DEST_PATH_IMAGE021
之差有关。
上述示意性实施例，实现了各高度计于抛石管10上的精确设置，确保每一高度计能准确测量到抛石管10中心正下方的石堆高程已达到该高度计所对应抛石阶段的预设施工高程。
在一些实施例中，在定点抛石作业的步骤中，抛填船的测控系统实时读取高度计
Figure 662402DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 835895DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 49838DEST_PATH_IMAGE007
测得的各高度计与石堆之间的距离，并与各阶段抛石完成后的高度计的预期 值进行比较，以判断各阶段抛石后的石堆中心高程是否达到预设施工高程
Figure 486636DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 848347DEST_PATH_IMAGE002
、…、
Figure 763213DEST_PATH_IMAGE003
；第 i个高度计的预期值
Figure 159560DEST_PATH_IMAGE021
根据公式（2）进行推算；
Figure 265794DEST_PATH_IMAGE023
（2）；
公式（2）中，i =1、2、…、n；
Figure 786905DEST_PATH_IMAGE019
为第i个高度计距抛石管10轴线的垂向距离；
Figure 567779DEST_PATH_IMAGE020
为第i 个高度计与抛石管10底面之间的高差；
Figure 21894DEST_PATH_IMAGE021
为定点抛石作业的第i阶段对应的预设施工高程；
Figure 534915DEST_PATH_IMAGE004
为抛填船测控系统内预设的基准面高程。由公式（2）可知，在第i个高度计于抛石管10上安 装位置不变（即
Figure 605639DEST_PATH_IMAGE019
和
Figure 862308DEST_PATH_IMAGE020
为定值）的情况下，第i个高度计的预期值
Figure 967668DEST_PATH_IMAGE021
与基准面高程
Figure 651590DEST_PATH_IMAGE004
和抛石作 业第i阶段对应的预设施工高程
Figure 678452DEST_PATH_IMAGE021
之差有关。
上述示意性实施例，通过对各高度计测量值和预期值的直观比较，实现了对抛石作业各阶段石堆中心高程是否达到预设施工高程的直观判断。
在一些实施例中，在抛石准备的步骤中，下放抛石管10使其底面高程达到抛填船 测控系统内预设的基准面高程
Figure 535549DEST_PATH_IMAGE004
后，在抛石作业前，先通过高度计
Figure 964256DEST_PATH_IMAGE005
得到水下原泥面高程
Figure 317615DEST_PATH_IMAGE024
，并结合定点抛石作业各阶段的预设施工高程
Figure 362932DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 961403DEST_PATH_IMAGE002
、…、
Figure 41355DEST_PATH_IMAGE003
，估算抛石作业各阶段的待抛石 理论方量；水下原泥面高程
Figure 67079DEST_PATH_IMAGE024
根据公式（3）进行推算；
Figure 802954DEST_PATH_IMAGE025
（3）；
公式（3）中，
Figure 267434DEST_PATH_IMAGE026
为高度计
Figure 139575DEST_PATH_IMAGE005
测得的高度计
Figure 398518DEST_PATH_IMAGE005
与水下原泥面之间的距离；
Figure 621689DEST_PATH_IMAGE014
为高度计
Figure 827542DEST_PATH_IMAGE005
相对于抛石管10的倾斜角度；
Figure 616507DEST_PATH_IMAGE008
为高度计
Figure 984034DEST_PATH_IMAGE027
与抛石管10底面之间的高差；
Figure 193036DEST_PATH_IMAGE004
为抛填船测控 系统内预设的基准面高程。
上述示意性实施例，通过对抛石作业各阶段待抛石理论方量的估算，能够较为精确地指导每次抛石的方量，节约抛石成本。
在一些实施例中，抛填船的船体上装设有GNSS定位系统，GNSS定位系统包括第一GNSS和第二GNSS，用于对抛填船进行精确定位，并测量抛石管10的平面位置和底面高程。
在一些实施例中，抛石管10的外壁上安装有倾斜仪11，该倾斜仪11实时监测抛石管10的倾斜度，以此实时修正抛石管10的底面高程；该修正方法为本领域技术人员所熟知，在此不做赘述。该示意性实施例，进一步确保对水下定点抛石施工高程的准确测量与控制。
参考图1，简要说明本发明的水下定点抛石高程测量与控制方法的主要流程步骤：
1）在抛填船的测控系统内进行分阶段定点抛石作业的设置，设第1阶段、第2阶 段、…、第n阶段抛石完成后的石堆高程分别为预设施工高程
Figure 999318DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 580472DEST_PATH_IMAGE002
、…、
Figure 446797DEST_PATH_IMAGE003
，其中，
Figure 113402DEST_PATH_IMAGE003
为预设 的总施工高程；抛填船的测控系统内还预设有用于限定抛石管10下放位置的基准面高程
Figure 926637DEST_PATH_IMAGE004
；
2）在抛石管10底口外侧沿周向间隔布设n个高度计；每一高度计均相对于抛石管 10倾斜设置并使其测量方向均朝向抛石管10对应的下方区域，但倾斜角度各不相同，按倾 斜角度由小到大的顺序将多个高度计分别标记为
Figure 424614DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 399524DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 615741DEST_PATH_IMAGE007
；
3）抛填船就位并通过GNSS定位系统精确定位，测量抛石管10的平面位置和底面高 程，移动抛石管10至待抛石区域，下放抛石管10使其底面高程达到抛填船测控系统内预设 的基准面高程
Figure 701509DEST_PATH_IMAGE004
；
4）抛石作业前，通过高度计
Figure 319572DEST_PATH_IMAGE005
得到水下原泥面高程
Figure 730962DEST_PATH_IMAGE024
，结合定点抛石作业各阶段 的预设施工高程
Figure 372159DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 323934DEST_PATH_IMAGE002
、…、
Figure 232722DEST_PATH_IMAGE003
，估算各阶段的待抛石理论方量；
5）启动分阶段定点抛石作业，抛填船的测控系统通过高度计
Figure 611751DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 740244DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 230131DEST_PATH_IMAGE007
一一对应 实时监测第1阶段、第2阶段、…、第n阶段抛石后的石堆中心高程是否达到预设施工高程
Figure 760470DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 248083DEST_PATH_IMAGE002
、…、
Figure 926189DEST_PATH_IMAGE003
；若否，则继续本阶段的抛石；若是，则本阶段抛石完成，开始下一阶段的抛石，直 至达到预设的总施工高程
Figure 157450DEST_PATH_IMAGE003
，定点抛石作业完成。
通过对本发明的水下定点抛石高程测量与控制方法的多个实施例的说明，可以看到本发明至少具有以下一种或多种优点：
1、通过相对于抛石管10呈不同倾斜角度的多个高度计的布设和分阶段定点抛石作业的应用，实现了对石堆中心高程的分阶段实时测控，提高了抛石作业的准确性和可靠性，确保水下定点抛石施工高程满足设计要求，解决了常规抛石施工高程测量方法容易导致石堆中心处出现石块抛高超高现象的问题，避免了返工，提高了抛石施工效率；
2、通过对抛石作业各阶段待抛石理论方量的估算，能够较为精确地指导每次抛石的方量，节约抛石成本。
最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种水下定点抛石高程测量与控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
高度计布设：在抛填船的测控系统内进行分阶段定点抛石作业的设置，将各阶段依次 记作第1阶段、第2阶段、…、第n阶段，设各阶段抛石完成后的石堆高程分别为预设施工高程
Figure 598858DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 175332DEST_PATH_IMAGE002
、…、
Figure 242646DEST_PATH_IMAGE003
，其中，
Figure 322597DEST_PATH_IMAGE003
为预设的总施工高程；所述抛填船的测控系统内还预设有基准面高 程
Figure 145059DEST_PATH_IMAGE004
；在抛石管底口外侧沿周向间隔布设多个高度计，所述高度计的数量与定点抛石作业 的阶段数量相一致；每一所述高度计的轴线均与抛石管的轴线共面，但每一所述高度计均 相对于抛石管倾斜设置且其测量方向均朝向抛石管对应的下方区域，每一所述高度计相对 于抛石管的倾斜角度各不相同，按倾斜角度由小到大的顺序将多个所述高度计分别标记为
Figure 333464DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 63523DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 201243DEST_PATH_IMAGE007
；标定每一所述高度计
Figure 866711DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 417778DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 889210DEST_PATH_IMAGE007
与抛石管之间的空间相对位置关系；所述 空间相对位置关系进一步包括：每一所述高度计
Figure 569853DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 796435DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 506902DEST_PATH_IMAGE007
与抛石管底面之间的高差， 将其分别记作
Figure 454129DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 894338DEST_PATH_IMAGE009
、…、
Figure 963925DEST_PATH_IMAGE010
；每一所述高度计
Figure 348639DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 224191DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 456589DEST_PATH_IMAGE007
距抛石管轴线的垂向距离，将 其分别记作
Figure 634761DEST_PATH_IMAGE011
、
Figure 382137DEST_PATH_IMAGE012
、…、
Figure 999063DEST_PATH_IMAGE013
；每一所述高度计
Figure 505874DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 245160DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 417516DEST_PATH_IMAGE007
相对于抛石管的倾斜角度，将其分 别记作
Figure 244657DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 513965DEST_PATH_IMAGE015
、…、
Figure 96256DEST_PATH_IMAGE016
；其中，第i个所述高度计相对于抛石管的倾斜角度
Figure 677279DEST_PATH_IMAGE017
根据公式（1）进行 推算和设置；
Figure 698324DEST_PATH_IMAGE018
（1）；
公式（1）中，i =1、2、…、n；
Figure 431925DEST_PATH_IMAGE019
为第i个所述高度计距抛石管轴线的垂向距离；
Figure 247434DEST_PATH_IMAGE020
为第i个 所述高度计与抛石管底面之间的高差；
Figure 394382DEST_PATH_IMAGE021
为定点抛石作业的第i阶段对应的预设施工高程；
抛石准备：所述抛填船就位，移动所述抛石管至待抛石区域，下放所述抛石管使其底面 高程达到抛填船测控系统内预设的基准面高程
Figure 579638DEST_PATH_IMAGE004
；
定点抛石作业：启动分阶段定点抛石作业，所述抛填船的测控系统通过高度计
Figure 433324DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 419735DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 240929DEST_PATH_IMAGE007
一一对应实时监测第1阶段、第2阶段、…、第n阶段抛石后的石堆中心高程是否达到 预设施工高程
Figure 338198DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 108708DEST_PATH_IMAGE002
、…、
Figure 141386DEST_PATH_IMAGE003
；若否，则继续本阶段的抛石；若是，则本阶段抛石完成，开始下 一阶段的抛石，直至达到预设的总施工高程
Figure 325243DEST_PATH_IMAGE003
，定点抛石作业完成。
2.根据权利要求1所述的水下定点抛石高程测量与控制方法，其特征在于，在所述定点 抛石作业的步骤中，所述抛填船的测控系统实时读取高度计
Figure 583792DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 474388DEST_PATH_IMAGE006
、…、
Figure 802601DEST_PATH_IMAGE007
测得的各高度计 与石堆之间的距离，并与各阶段抛石完成后的高度计的预期值进行比较，以判断各阶段抛 石后的石堆中心高程是否达到预设施工高程
Figure 83541DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 991454DEST_PATH_IMAGE002
、…、
Figure 533294DEST_PATH_IMAGE003
；第i个所述高度计的预期值
Figure 422621DEST_PATH_IMAGE022
根 据公式（2）进行推算；
Figure 253174DEST_PATH_IMAGE023
（2）。
3.根据权利要求1所述的水下定点抛石高程测量与控制方法，其特征在于，在所述抛石 准备的步骤中，下放所述抛石管使其底面高程达到抛填船测控系统内预设的基准面高程
Figure 495937DEST_PATH_IMAGE004
后，通过所述高度计
Figure 33228DEST_PATH_IMAGE005
得到水下原泥面高程
Figure 906506DEST_PATH_IMAGE024
，并结合定点抛石作业各阶段的预设施工高 程
Figure 21093DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 693645DEST_PATH_IMAGE002
、…、
Figure 413339DEST_PATH_IMAGE003
，估算各阶段的待抛石理论方量；所述水下原泥面高程
Figure 254256DEST_PATH_IMAGE024
根据公式（3）进行 推算；
Figure 997084DEST_PATH_IMAGE025
（3）；
公式（3）中，
Figure 581650DEST_PATH_IMAGE026
为所述高度计
Figure 155850DEST_PATH_IMAGE005
测得的高度计
Figure 292302DEST_PATH_IMAGE005
与水下原泥面之间的距离；
Figure 381481DEST_PATH_IMAGE014
为所述高 度计
Figure 973000DEST_PATH_IMAGE005
相对于抛石管的倾斜角度；
Figure 339390DEST_PATH_IMAGE008
为所述高度计
Figure 522110DEST_PATH_IMAGE005
与抛石管底面之间的高差。
4.根据权利要求1-3任一项所述的水下定点抛石高程测量与控制方法，其特征在于，所述抛填船上设有GNSS定位系统，所述GNSS定位系统包括第一GNSS和第二GNSS，用于对所述抛填船进行精确定位，并测量所述抛石管的平面位置和底面高程。
5.根据权利要求4所述的水下定点抛石高程测量与控制方法，其特征在于，所述抛石管的外壁上安装有倾斜仪，实时监测所述抛石管的倾斜度，以实时修正所述抛石管的底面高程。
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