CN218288058U - 一种潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船，其包括：船体，其设有桩体插拔孔；锚机，其安装于所述船体上，所述锚机用于抛锚将所述船体定位；插桩设备体系，其设置于所述船体上，所述插桩设备体系用于驱动桩体由所述桩体插拔孔插入河床中。由于采用插桩方式定位，用桩体替代五口锚，桩体起拔时间短，针对存在定位窗口期的潮汐带浅滩区，可大大提高成功定位的效率，且占用水域小，定位快、拼装简单、撤离方便、节约空间、稳定性强。

Description

一种潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船

技术领域

本实用新型涉及工程地质勘察领域，特别涉及一种潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船。

背景技术

目前，跨江、跨海桥隧工程是推动区域一体化的重要交通枢纽，重大交通基础设施的逐步完善，推动了长三角一体化、珠三角一体化等区域经济联动，带动了中国经济的腾飞。在这些重大桥隧项目中，水域勘察获取的地质资料，为桥隧工程施工提供了基础资料，是支撑桥隧主体结构稳定的基石。

相关技术中，水域勘察一般采用“米”字锚将船舶固定，水域钻探前须抛出6口锚固定船舶，钻探结束同样需起6口锚进行下一个点进行勘探，这对解决深水钻探效果很好，但抛锚起锚过程中需要大量时间，对于潮汐带水域及浅滩水域的钻探，会存在以下问题：

(1)采用“米”字抛锚定位和起锚用时长，在潮汐带浅滩定位时，由于潮水退却快，定位窗口期短，船舶易搁浅。

(2)浅滩水域离岸较近，沿线港口码头等因素的制约，钻探空间狭小，采用“米”字抛锚定位占用水域面积大，且沿线进出港口码头船舶众多，安全隐患大。

综上所述，针对潮汐带及浅滩水域钻探，快速进出和减少对沿线港口码头的影响是关键。因此，有必要提出一种新的潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船，以解决相关技术中抛锚定位和起锚用时长，抛锚定位占用水域面积大的问题。

第一方面，提供了一种潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船，其包括：船体，其设有桩体插拔孔；锚机，其安装于所述船体上，所述锚机用于抛锚将所述船体定位；插桩设备体系，其设置于所述船体上，所述插桩设备体系用于驱动桩体由所述桩体插拔孔插入河床中。

一些实施例中，所述插桩设备体系包括：伸缩桁架，其固定于所述船体上；桩体液压设备，其安装于所述伸缩桁架上，所述桩体液压设备位于所述桩体的上方，所述伸缩桁架可调节所述桩体液压设备和所述桩体之间的距离。

一些实施例中，所述伸缩桁架的上端设有钢板，所述桩体液压设备可移动式安装于所述钢板上。

一些实施例中，所述船体上设有绳索固定装置，所述伸缩桁架上安装有固定钢丝绳，所述固定钢丝绳可通过绳索接头连接至所述绳索固定装置上。

一些实施例中，所述固定钢丝绳对称安装于所述伸缩桁架的四个角上。

一些实施例中，所述船体上安装有卷扬机，所述卷扬机通过拔桩钢丝绳与所述桩体连接。

一些实施例中，所述伸缩桁架上安装有滑轮，所述拔桩钢丝绳穿过所述滑轮与所述桩体连接。

一些实施例中，所述伸缩桁架的上端设有钢板，所述钢板上设有通孔，所述拔桩钢丝绳穿过所述通孔与所述桩体连接。

一些实施例中，所述桩体用于插入河床的一端设有软土桩头或砂土桩头，所述软土桩头呈方形，所述砂土桩头呈锥形。

一些实施例中，所述插桩设备体系具有至少两套，两套所述插桩设备体系分别设于所述船体的中后部两侧。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果包括：

本实用新型实施例提供了一种新的潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船，由于采用插桩方式定位，用桩体替代五口锚，桩体起拔时间短，针对存在定位窗口期的潮汐带浅滩区，可大大提高成功定位的效率，且占用水域小，定位快、拼装简单、撤离方便、节约空间、稳定性强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船的插桩设备体系局部结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船的俯视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的伸缩桁架的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的绳索固定装置的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的软土桩头的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的砂土桩头的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船抛上游锚的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船自重插桩的结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船施加压力插桩及钻探作业的结构示意图；

图11为本实用新型实施例提供的潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船拔桩起锚的结构示意图。

图中标号：

1、生活区；2、桩体插拔孔；3、钻探预留孔；4、岩芯箱；5、锚绳；51、锚；6、船体；7、锚机；8、挂钩；9、桩体液压设备；10、桩顶挂钩；11、桩体；12、卷扬机；121、拔桩钢丝绳；13、伸缩桁架；14、河床；15、钻机系统；16、滑轮；17、通孔；18、液压杆；19、固定钢丝绳；20、绳索接头；21、绳索固定装置；22、软土桩头；23、砂土桩头；24、套管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船，其能解决相关技术中抛锚定位和起锚用时长，抛锚定位占用水域大的问题。

参见图1所示，为本实用新型实施例提供的一种潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船，其可以包括：船体6，其设有桩体插拔孔2；锚机7，其安装于所述船体6上，所述锚机7用于抛锚51将所述船体6定位；插桩设备体系，其设置于所述船体6上，所述插桩设备体系用于驱动桩体11由所述桩体插拔孔2插入河床14中。

本实施例中，船体6的中后部设有方形的桩体插拔孔2用于桩体插拔，桩体插拔孔2边长0.32米，船体6的中部有一个圆形孔用于地质钻探，套管穿过圆形孔，钻机钻杆穿过套管进行地质勘探作业，船体6前方的甲板用于钻探设备和岩芯箱的摆放；桩体11为两端封闭的方形空心钢桩，长10米，宽0.3米，重约10吨，可适用于最大水深6米，船体吃水深度1.5米，通过锚机7抛锚51后收紧锚绳，使桩体11和锚51形成三角形，保持船体的稳定；可用在现有中小型船舶中，桩体装置可安装在船舶中后部船舷两侧，船舶具有一定坐滩能力，既能满足潮汐带及浅滩勘察，又能适应一定的深水区勘察作业通过采用插桩方式定位，通过用两根桩体11替代五口锚，桩体11起拔时间短，定位时长小于2小时，比传统定位节约时间至少50％，针对存在定位窗口期的潮汐带浅滩区，可大大提高定位成功的效率，占用水域一般在50m×10m，比传统方式节约至少50％的空间，总之，这种方法占用水域小、定位快、拼装简单、撤离方便、节约空间、稳定性强。

参见图4所示，在一些实施例中，所述插桩设备体系可以包括：伸缩桁架13，其固定于所述船体6上；桩体液压设备9，其安装于所述伸缩桁架13上，所述桩体液压设备9位于所述桩体11的上方，所述伸缩桁架13可调节所述桩体液压设备9和所述桩体11之间的距离，本实施例中，伸缩桁架13的底部采用焊接方式固定在船体6上，伸缩桁架13的两侧各有两对液压装置，可通过液压装置自由调节伸缩桁架13的高度，最高可升高至7米；伸缩桁架13的顶部连接垂直向下的桩体液压设备9，桩体液压设备9可对桩体11施加垂直向下的压力，使桩体11插入土体中预设深度，定位快，效率高。

整个插拔桩及钻探流程示意图由图9-图11所示，共分为四步：

1、抛锚51稳定船体6，收缩锚绳5配合RTK精准定位；

2、打开桩体固定装置释放桩体11，桩体11靠自重下沉一定深度；

3、开启桩体液压设备9给桩体11施加垂直向下压力，使桩体11达到预定深度后，下套管24开始钻探作业；

4、拔桩、起锚移位至下一勘探点孔位，重复上述过程，进行抛锚定位、插拔桩及钻探作业。

参见图4所示，在一些实施例中，所述伸缩桁架13的上端设有钢板，所述桩体液压设备9可移动式安装于所述钢板上，本实施例中，伸缩桁架13的顶部有两层钢板，下层钢板安装有桩体液压设备9，桩体液压设备9的高度随伸缩桁架13的高度改变而改变，伸缩桁架13可以在钢板上左右移动，在需要对桩体11加压时，将桩体液压设备9移动至桩体正上方，在需要将桩体11拔出时，可以将桩体液压设备9移动至其他位置，便于利用拔桩钢丝绳121拔出桩体11，使用方便。

参见图4和图5所示，在一些实施例中，所述船体6上可以设有绳索固定装置21，所述伸缩桁架13上安装有固定钢丝绳19，所述固定钢丝绳19可通过绳索接头20连接至所述绳索固定装置21上，本实施例中，由于伸缩桁架13的上端需要升高至桩体11的上方，通过在伸缩桁架13上连接固定钢丝绳19，固定钢丝绳19的另一端连接有绳索接头20，绳索接头20连接至船体6上的绳索固定装置21，从而可以保证伸缩桁架13的稳定性，保证插拔工作的安全性。

参见图4所示，在一些实施例中，所述固定钢丝绳19对称安装于所述伸缩桁架13的四个角上，本实施例中，伸缩桁架13的上端具有钢板，固定钢丝绳19连接于钢板的四个角上，分别从四个方向拉住伸缩桁架13，使得伸缩桁架13受力较为均匀，避免伸缩桁架13摇晃，维持稳定性的效果更好。

参见图1所示，在一些实施例中，所述船体6上安装有卷扬机12，所述卷扬机12通过拔桩钢丝绳121与所述桩体11连接，本实施例中，桩体11顶部平整，且留有凹槽可供挂钩8钩住桩体11顶部，挂钩8连接拔桩钢丝绳121，卷扬机12可以驱动拔桩钢丝绳121将桩体11拔出，通过采用静压、桁架体系对桩体11实施起拔，起拔过程迅速，且对桩体11的损坏小，延长了桩体11的使用寿命。在其他实施例中，也可以采用其他方式拔出桩体11，例如拔桩机。

参见图2所示，在一些实施例中，所述伸缩桁架13上可以安装有滑轮16，所述拔桩钢丝绳121穿过所述滑轮16与所述桩体11连接，本实施例中，伸缩桁架13的上层钢板顶部安装有两个滑轮16，一个滑轮16安装于钢板的一侧，另一个安装于桩体11的正上方，拔桩钢丝绳121依次穿过两个滑轮16并延伸至桩体11的上方，通过挂钩8钩住桩体11顶部可以将桩体11提起，便于桩体11拔出。

参见图4所示，在一些实施例中，所述伸缩桁架13的上端设有钢板，所述钢板上设有通孔17，所述拔桩钢丝绳121穿过所述通孔17与所述桩体11连接，本实施例中，由于在插入桩体11时是利用桩体液压设备9下压，桩体液压设备9需要位于桩体11的正上方，在拔出桩体11时是利用卷扬机12驱动拔桩钢丝绳121拔出，拔桩钢丝绳121也需要连接桩体11的正上方，因此通过在钢板上设置通孔17，拔桩钢丝绳121穿过通孔17与卷扬机12连接，拔桩时挂钩8连同拔桩钢丝绳121一同穿过通孔17进行拔桩作业，插拔过程使用到的装置互相不干涉，使用更方便。

参见图6和图7所示，在一些实施例中，所述桩体11用于插入河床14的一端设有软土桩头22或砂土桩头23，所述软土桩头22呈方形，所述砂土桩头23呈锥形，本实施例中，桩头在桩体11上可拆卸，共有两种类型，软土桩头22底部平整，可适用于软土地层，砂土桩头23底部为锥形，可适用于砂土地层，可以方便桩体11在不同土质上进行插拔工作。

参见图1所示，在一些实施例中，所述插桩设备体系可以具有至少两套，两套所述插桩设备体系分别设于所述船体6的中后部两侧，本实施例中，通过在船体6的中后部左右两侧各设置一套插桩设备体系，两套插桩设备体系须同步进行插拔操作，可以更好的保持船体的稳定。

本实用新型实施例提供的潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船的具体操作步骤如下：

S1、进入施工区抛锚51稳定船体6，通过锚机7松紧锚绳5及利用船舶动力侧向微微摆动，配合RTK进行精准定位，根据规范中对水域钻探定位精度的要求，当定位误差小于0.5m时，开始插桩作业。

S2、根据现场地层情况选定安装合适桩头，打开桩体固定装置，桩体11靠自重迅速下沉进入河床14一定深度，如果自重下沉深度能够使船体达到稳定状态，则不需要进行下述操作，否则需借助桩体液压设备9进行加压处理。

S3、当桩体11未达到预定深度，启动伸缩桁架13，桁架中间两对液压杆18收缩，使伸缩桁架13下降到桩体11顶部，使桩体液压设备9处于桩体11顶部正中心位置。

S4、加压开始前，须降低伸缩桁架13至桩体11顶部，将伸缩桁架13顶部四根固定钢丝绳19与船体6上的绳索固定装置21连接，连接方式为通过绳索接头20进行连接固定，以提供足够大的反力确保伸缩桁架13的稳定。

S5、启动桩体液压设备9，对桩体11施加垂直向下的静压力，使桩体11到达预定深度即停止加压，桩体液压设备9一次最大可加压深度不超过1m，如距离预定深度较大，须多次重复上述操作，直至达到预定深度，为保持船体稳定，两根桩体11须同步进行上述操作。

S6、加压停止条件有以下两种情况，一是多次加压到达预定深度后停止加压；二是未到达预定深度但压力已接近加压装置最大承受压力的90％，停止加压。

S7、通过锚机7收紧锚绳5，使桩体11和锚51形成三角形，保持船体6的稳定，完成插桩作业。

S8、精准定位和抛锚插桩稳定船体6后，启动钻机系统15，下套管，安装钻杆和岩芯管进行钻探作业。

S9、完成钻探作业，封孔，起套管，准备拔桩作业。

S10、拔桩开始前准备工作：解除四根固定钢丝绳19与船体6的绳索固定装置21，升高伸缩桁架13；向左移动桩体液压设备9，使伸缩桁架13最顶部的挂钩8可以通过通孔17钩住桩顶挂钩10，启动卷扬机12，使用拔桩钢丝绳121将桩体11从河床中缓慢拔出。

S11、到达预定位置后固定桩体11，关闭卷扬机12。

本实用新型实施例提供的一种潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船的原理为：

通过采用插桩方式定位，用桩体11替代传统的五口锚，可以解决浅滩水域勘察的难题，特别对潮汐带水域及空间狭小浅滩水域，具有占用水域小、定位快、拼装简单、撤离方便、节约空间等优点。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在本实用新型中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船，其特征在于，其包括：

船体(6)，其设有桩体插拔孔(2)；

锚机(7)，其安装于所述船体(6)上，所述锚机(7)用于抛锚(51)将所述船体(6)定位；

插桩设备体系，其设置于所述船体(6)上，所述插桩设备体系用于驱动桩体(11)由所述桩体插拔孔(2)插入河床(14)中。

2.如权利要求1所述的潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船，其特征在于，所述插桩设备体系包括：

伸缩桁架(13)，其固定于所述船体(6)上；

桩体液压设备(9)，其安装于所述伸缩桁架(13)上，所述桩体液压设备(9)位于所述桩体(11)的上方，所述伸缩桁架(13)可调节所述桩体液压设备(9)和所述桩体(11)之间的距离。

3.如权利要求2所述的潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船，其特征在于：

所述伸缩桁架(13)的上端设有钢板，所述桩体液压设备(9)可移动式安装于所述钢板上。

4.如权利要求2所述的潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船，其特征在于：

所述船体(6)上设有绳索固定装置(21)，所述伸缩桁架(13)上安装有固定钢丝绳(19)，所述固定钢丝绳(19)可通过绳索接头(20)连接至所述绳索固定装置(21)上。

5.如权利要求4所述的潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船，其特征在于：

所述固定钢丝绳(19)对称安装于所述伸缩桁架(13)的四个角上。

6.如权利要求2所述的潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船，其特征在于：

所述船体(6)上安装有卷扬机(12)，所述卷扬机(12)通过拔桩钢丝绳(121)与所述桩体(11)连接。

7.如权利要求6所述的潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船，其特征在于：

所述伸缩桁架(13)上安装有滑轮(16)，所述拔桩钢丝绳(121)穿过所述滑轮(16)与所述桩体(11)连接。

8.如权利要求7所述的潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船，其特征在于：

所述伸缩桁架(13)的上端设有钢板，所述钢板上设有通孔(17)，所述拔桩钢丝绳(121)穿过所述通孔(17)与所述桩体(11)连接。

9.如权利要求1所述的潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船，其特征在于：

所述桩体(11)用于插入河床(14)的一端设有软土桩头(22)或砂土桩头(23)，所述软土桩头(22)呈方形，所述砂土桩头(23)呈锥形。

10.如权利要求1所述的潮汐带及浅滩水域勘察的插桩钻探船，其特征在于：

所述插桩设备体系具有至少两套，两套所述插桩设备体系分别设于所述船体(6)的中后部两侧。

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