深水基床抛石系统.pdf

本发明涉及深水基床施工技术领域，提供了一种深水基床抛石系统，该装置包括定位船、下料车、溜管、提升装置、填料车以及测量控制室，定位船上设有轨道；下料车可移动地设置在轨道上，并由动力装置带动运行，下料车上设有下料斗，下料斗探出于定位船的一侧；溜管为可伸缩结构，顶端与下料斗的底端连接，底端设有水深监测装置；提升装置用于控制溜管伸缩；填料车填入向下料斗填料；测量控制室设有控制台以及与其连接的GPS定位装置和测距仪，测距仪设置在轨道的一端，用于监测下料车在轨道上的位置，控制台还与定位船、动力装置、提升装置以及填料车通信连接。本系统将块石沿溜管精准地投放到设计位置处，确保了施工精度，受水深、水流影响小。

1.  一种深水基床抛石系统，其特征在于，包括：
定位船(1)，所述定位船(1)上设有轨道(11)；
下料车(2)，所述下料车(2)可移动地设置在所述轨道(11)上，并由动力装置带动运行，所述下料车(2)上设有下料斗(21)，所述下料斗(21)探出于所述定位船(1)的一侧；
溜管(3)，所述溜管(3)为可伸缩结构，顶端与所述下料斗(21)的底端连接，底端设有水深监测装置；
提升装置(4)，所述提升装置(4)安装在所述下料车(2)上，并与所述溜管(3)连接，用于控制所述溜管(3)伸缩；
填料车(5)，所述填料车(5)设置在所述定位船(1)上，用于将待抛石块填入到所述下料斗(21)中；以及
测量控制室(6)，所述测量控制室(6)设有控制台以及与所述控制台连接的GPS定位装置(62)和测距仪(61)，所述GPS定位装置(62)用于监测所述定位船(1)的位置信息，所述测距仪(61)设置在所述轨道(11)的一端，所述测距仪(61)用于监测所述下料车(2)在所述轨道(11)上的位置，所述控制台与所述定位船(1)、动力装置、提升装置(4)以及填料车(5)通信连接。

2.  根据权利要求1所述的深水基床抛石系统，其特征在于，所述提升装置(4)包括两组卷扬机，沿所述轨道(11)的方向，两组所述卷扬机分别安装在所述下料车(2)的两侧，两组所述卷扬机的卷扬绳(42)均与所述溜管(3)的底端连接。

3.  根据权利要求2所述的深水基床抛石系统，其特征在于，两组所述卷扬机相对于所述下料斗(21)位于所述轨道(11)的另一侧。

4.  根据权利要求1所述的深水基床抛石系统，其特征在于，所述下料车(2)上设有配重(22)，所述配重(22)相对于所述下料斗(21)位于所述轨道(11)的另一侧。

5.  根据权利要求2所述的深水基床抛石系统，其特征在于，所述动力提升装置(4)还包括两组导向轮(41)，所述卷扬绳(42)绕过所述导向轮(41)再与所述溜管(3)的底端连接，所述导向轮(41)的轮架转动连接于所述下料车(2)，用于使所述导向轮(41)可向侧方翻转。

6.  根据权利要求5所述的深水基床抛石系统，其特征在于，沿所述轨道(11)的方向，所述溜管(3)的顶端的一侧与所述下料斗(21)的底端的一侧可拆卸连接，所述溜管(3)的顶端的另一侧与所述下料斗(21)的底端的另一侧铰接；
在所述定位船(1)上，并靠近所述溜管(3)与所述下料斗(21)铰接的一侧设有锁固结构(7)，所述锁固结构(7)用于在当所述溜管(3)通过铰接的一侧向上转动至与所述锁固结构(7)相对时对所述溜管(3)进行固定。

7.  根据权利要求6所述的深水基床抛石系统，其特征在于，所述定位船(1)上还设有导向架(8)，所述导向架(8)位于所述导向轮(41)指向所述锁固结构(7)的延长线上，当所述溜管(3)通过铰接的一侧向上转动时，所述卷扬绳(42)绕过所述导向架(8)。

8.  根据权利要求1所述的深水基床抛石系统，其特征在于，所述溜管(3)为伸缩节结构。

9.  根据权利要求1所述的深水基床抛石系统，其特征在于，所述填料车(5)为反铲挖掘机。

10.  根据权利要求1所述的深水基床抛石系统，其特征在于，所述GPS定位装置(62)为两组，两组所述GPS定位装置(62)分别设置在所述定位船(1)的船头和船尾。

深水基床抛石系统
技术领域
本发明涉及深水基床施工技术领域，特别提供一种深水基床抛石系统。
背景技术
水下基床是用块石抛填并经整平的基床，在水利水电工程、港口码头工程、道路桥梁工程，以及海洋石油、潮汐能、海底资源的开发等施工中都有运用。
目前基床抛石一般采用开底驳抛石、反铲抛石或开底驳与反铲挖掘机配合进行抛填。在进行抛石施工前选取一段基槽作为抛石试验段。通过试抛可以掌握水位、水流、风浪对抛石施工的影响，找到块石落点和基床的关系，同时也可以测量开底驳所抛石料在海底成堆情况，根据石堆的宽度确定定位船横移的宽度，根据石堆的长度，确定定位船纵移的长度，从而对抛石船(开底驳)进行准确定位，确保抛石的准确性。选取在不同潮段(涨潮、退潮、平潮)，采用不同抛石工艺进行施工，抛石施工是一个动态施工的过程，施工参数是随抛石时间段、地段、施工工艺不同而不断变化的，得到的施工参数也不同，所以要经常进行试抛，以完善施工参数，确保抛石的质量。
现有的基床抛石技术适用于近海且水深较浅工程，受水深、水流影响较大，抛填精度不易控制。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种受水深、水流影响小，抛填精度容易控制的深水基床抛石系统。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种深水基床抛石系统，包括：
定位船，所述定位船上设有轨道；
下料车，所述下料车可移动地设置在所述轨道上，并由动力装置带动运行，所述下料车上设有下料斗，所述下料斗探出于所述定位船的一侧；
溜管，所述溜管为可伸缩结构，顶端与所述下料斗的底端连接，底端设有水深监测装置；
提升装置，所述提升装置安装在所述下料车上，并与所述溜管连接，用于控制所述溜管伸缩；
填料车，所述填料车设置在所述定位船上，用于将待抛石块填入到所述下料斗中；以及
测量控制室，所述测量控制室设有控制台以及与所述控制台连接的GPS定位装置和测距仪，所述GPS定位装置用于监测所述定位船的位置信息，所述测距仪设置在所述轨道的一端，所述测距仪用于监测所述下料车在所述轨道上的位置，所述控制台与所述定位船、动力装置、提升装置以及填料车通信连接。
优选的，所述提升装置包括两组卷扬机，沿所述轨道的方向，两组所述卷扬机分别安装在所述下料车的两侧，两组所述卷扬机的卷扬绳均与所述溜管的底端连接。
优选的，两组所述卷扬机相对于所述下料斗位于所述轨道的另一侧。
优选的，所述下料车上设有配重，所述配重相对于所述下料斗位于所述轨道的另一侧。
优选的，所述动力提升装置还包括两组导向轮，所述卷扬绳绕过所述导向轮再与所述溜管的底端连接，所述导向轮的轮架转动连接于所述下料车，用于使所述导向轮可向侧方翻转。
优选的，沿所述轨道的方向，所述溜管的顶端的一侧与所述下料斗的底端的一侧可拆卸连接，所述溜管的顶端的另一侧与所述下料斗的底端的另一侧铰接；
在所述定位船上，并靠近所述溜管与所述下料斗铰接的一侧设有锁固结构，所述锁固结构用于在当所述溜管通过铰接的一侧向上转动至与所述锁固结构相对时对所述溜管进行固定。
优选的，所述定位船上还设有导向架，所述导向架位于所述导向轮指向所述锁固结构的延长线上，当所述溜管通过铰接的一侧向上转动时，所述卷扬绳绕过所述导向架。
优选的，所述溜管为伸缩节结构。
优选的，所述填料车为反铲挖掘机。
优选的，所述GPS定位装置为两组，两组所述GPS定位装置分别设置在所述定位船的船头和船尾。
(三)有益效果
本发明提供的一种深水基床抛石系统，包括定位船、下料车、溜管、提升装置、填料车以及测量控制室，定位船上设有轨道；下料车可移动地设置在轨道上，并由动力装置带动运行，下料车上设有下料斗，下料斗探出于定位船的一侧；溜管为可伸缩结构，顶端与下料斗的底端连接，底端设有水深监测装置；提升装置安装在下料车上，并与溜管连接，用于控制溜管伸缩；填料车设置在定位船上，用于将待抛石块填入到下料斗中；测量控制室设有控制台以及与控制台连接的GPS定位装置和测距仪，GPS定位装置用于监测定位船的位置信息，测距仪设置在轨道的一端，用于监测下料车在轨道上的位置，控制台还与定位船、动力装置、提升装置以及填料车通信连接。本系统将石块沿溜管精准地被投放到填放位置处，过程中根据水深监测装置和控制台控制抛填量，确保了施工精度，受水深、水流影响小，抛填精度容易控制。
附图说明
图1是本发明实施例的一种深水基床抛石系统的X向侧视图；
图2是本发明实施例的一种深水基床抛石系统的Y向侧视图；
图3是本发明实施例的一种深水基床抛石系统的俯视图；
图4是本发明实施例的下料车、下料斗和溜管的使用状态的使用状态图；
图5是本发明实施例的下料车、下料斗和溜管的使用状态的备用状态图。
附图标记：
1、定位船；11、轨道；2、下料车；21、下料斗；22、配重；3、溜管；4、提升装置；41、导向轮；42、卷扬绳；5、填料车；6、测量控制室；61、测距仪；62、GPS定位装置；7、锁固结构；8、导向架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“纵向”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，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。
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“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。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。
结合图1、图2和图3所示，本发明提供的一种深水基床抛石系 统，包括定位船1、下料车2、溜管3、提升装置4、填料车5以及测量控制室6；定位船1上设有轨道11，同时还设有上料区和用于存放石块的储料区；下料车2可移动地设置在轨道11上，并由动力装置带动运行；下料车2上设有下料斗21，下料斗21探出于定位船1的一侧；溜管3为由伸缩节结构构成的可伸缩结构，下料时纵向设置，溜管3的顶端与下料斗21的底端连接，溜管3的底端设有水深监测装置，水深监测装置用于监测溜管3插入水下的深度；提升装置4安装在下料车2上，并与溜管3连接，用于控制溜管3伸缩，再结合图4和图5所示，本实施例的提升装置4采用卷扬机，卷扬机的卷扬绳42连接在溜管3的底端，从而通过溜管3两侧的卷扬机使溜管3回缩，且溜管3受力均衡，溜管3通过其管节的自重而实现伸长；填料车5可选用反铲挖掘机，设置在定位船1上，用于将待抛石块填入到下料斗21中。
测量控制室6设有控制台以及与控制台连接的GPS定位装置62和测距仪61，GPS定位装置62用于监测定位船1的位置信息，GPS定位装置62优选为两组，两组GPS定位装置62分别设置在定位船1的船头和船尾，以精确监测定位船1的地理位置和本体的体态信息；测距仪61则设置在轨道11的一端，用于监测下料车2在轨道11上的位置，通过GPS定位装置62将定位船1相对于施工地点的位置确定好后，间接地，下料车2的位移也与施工地点有了相关性，然而下料车2的移动精度高，从而实现对石块的精准抛填。另外，控制台还与定位船1、动力装置、提升装置4以及填料车5通信连接，与定位船1建立联系后便于根据GPS信息而随时协助调控定位船1的位置；与动力装置连接后可随时调整下料车2在轨道11上的位置；与提升装置4连接后可随时调控溜管3的下放长度；与填料车5连接后可实现填料的自动控制，或是将信息传达到下料车2后，由下料车2的操作人员执行下料的操控。
施工前期对抛填断面和抛填点位进行划分，通过GPS定位装置62将定位船1定位完成后，根据施工区域水深条件，通过提升装置4下放溜管3，开启水深监测装置，根据水深监测装置反馈溜管3底端的下放深度；根据前期测得的抛填断面和抛填点位划分结果，通过控制台控制提升装置4，以使溜管3的下放深度符合要求；利用填料车5对下料斗21进行喂料，石块沿溜管3精准地被投放到设计位置，过程中根据水深监测装置的实时监测数据控制抛填量，确保施工精度；一个点位抛填完成后控制小车沿轨道11移动，进行下一个点位抛填；同一断面完成后，通过移动定位船1进行下一断面抛填。下料车2、溜管3、提升装置4以及填料车5可对应设为多组，同时作业，从而提高了施工效率。
优选的，两组卷扬机相对于下料斗21位于轨道11的另一侧，即两组卷扬机与下料斗21分别位于轨道11的两侧，这样更有利于下料车2在轨道11两侧的重力分布，有利于下料车2的平衡。优选的，在下料车2上加设配重22，配重22相对于下料斗21位于轨道11的另一侧，即配重22与下料斗21分别位于轨道11的两侧，增加的配重22能够进一步平衡下料车2于轨道11两侧的受力；另外，由于在下料的过程中，下料斗21和溜管3会受到石块的冲击，所以可使配重22所在的重量稍大于下料斗21一侧的重量，以确保下料车2的安全运行。
优选的，动力提升装置4还包括两组导向轮41，卷扬绳42绕过导向轮41再与溜管3的底端连接，导向轮41的轮架转动连接于下料车2，用于使导向轮41可向侧方翻转，即导向轮41可随卷扬绳42的方向变化而做适应性的调整方向。
沿轨道11的方向，溜管3的顶端的一侧与下料斗21的底端的一侧可拆卸连接，溜管3的顶端的另一侧与下料斗21的底端的另一侧铰接；在定位船1上，并靠近溜管3与下料斗21铰接的一侧设有锁 固结构7，锁固结构7用于在当溜管3通过铰接的一侧向上转动至与锁固结构7相对时对溜管3进行固定。施工完成后，将溜管3与下料斗21可拆卸连接的一端断开，通过溜管3提升装置4将溜管3向一侧提升，使其横跨至船舷，通过锁固结构7进行锁固，以满足防台以及拖航需要；锁固结构7可以是环抱式的锁卡式结构，而且可沿船舷的长度方向设置为多组，形成多点式固定。
优选的，定位船1上还设有导向架8，导向架8位于导向轮41指向锁固结构7的延长线上，使导向架8的位置靠近溜管3在紧缩状态下的底端的上方，当溜管3通过铰接的一侧向上转动时，将卷扬绳42绕过导向架8，从而增大了卷扬绳42与溜管3之间的相对角度，使溜管3更容易被拉起。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。