一種防波堤桶式構件的安裝方法
【專利摘要】一種防波堤桶式構件的安裝方法，在桶式構件的根部預留四個拉環，對稱設在桶式構件的前后部，半潛駁前部與桶式構件后部的拉環之間連接兩根纜繩，半潛駁后部與桶式構件后部的拉環之間連接兩根纜繩，桶式構件前部的拉環與主拖拽船之間連接交叉纜繩；待桶式構件氣浮到位后，通過排水泵和排氣閥，集中管理排水、排氣，隨時調整各臺泵的開關，確保桶式構件的平衡后，繼續同步排水，負壓下沉，直至桶入泥2.0?3.0m，關閉各排水泵，下沉作業完成。本發明通過纜繩來進行拖拽，配合桶式構件的龐大噸位，實現桶式構件在氣浮及安裝過程中的調平，不但能及時掌握平衡，提高運載及安裝效率，還能在惡劣天氣條件下施工。
【專利說明】
一種防波堤桶式構件的安裝方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種港口防護工程，特別涉及一種防波堤桶式構件的安裝方法。
【背景技術】
[0002]現有防波堤的桶式構件是一種采用混凝土、鋼筋、鋼結構等材料制作的新型防波堤結構形式，該類結構由一個無底有蓋的基礎桶式構件和兩個防波桶式構件組成。將這樣的大型桶式構件從預制場地運送到預埋地，并準確定位及安裝是一個難題。
[0003]現有技術中公開了一種專利號為CN1730842A、名稱為軟基箱筒型基礎結構海上氣浮托運和定位下沉安裝方法，通過向筒體內充氣或抽真空，實現對筒體的氣浮或下沉，雖然該方法不需要大型起吊和運輸船舶，設備簡單，下沉速度快。同時，中國另一專利CN102322062 B公開了的桶式防波堤基礎桶式構件的搬運及安裝方法，基礎桶式構件通過半潛駁和浮運氣囊將其運送到施工現場，通過浮運氣囊使基礎桶式構件的起浮及安裝定位過程能夠得到有效控制，保持基礎桶式構件處于平衡狀態，由于浮運氣囊本身有一定的彈性，間接的作用在基礎桶式構件上，會產生滯留時間，無法對基礎桶式構件進行及時、準確的控制。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種設計合理，使用方便的防波堤桶式構件的安裝方法。
[0005]本發明所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的，本發明是一種防波堤桶式構件的安裝方法，所述的桶式構件包括無底有蓋的長圓形桶體和設在長圓形桶體上方的兩個防波桶體，防波桶體沿長圓形桶體的短軸方向排布，所述長圓形桶體通過兩道縱橫隔墻分隔有9個隔艙，每個隔艙的頂部均設有排氣孔和排水孔，兩個防波桶體上架設有操作平臺，操作平臺的四個角上設有采集桶體運動及高差數據的GPS數據收集器，操作平臺上設有與隔艙頂部的排氣孔一一對應的排氣閥，排氣孔通過排氣管道與排氣閥相接，操作平臺的兩側各設有一排排水栗，隔艙頂部的排水孔通過排水管道與排水栗相接，其特點是，其步驟為，
(I)施工準備:
1.1半潛駁定位:在安裝桶式構件的海域，當海水深度不能滿足半潛駁下潛至桶式構件浮游時，挖設用于半潛駁下潛的下潛坑，半潛駁朝向安裝位置定位于下潛坑內，定位完成，定義半潛駁出口位置為半潛駁和桶式構件的前部；
1.2輔助船舶就位:包括I條主拖拽船、I條調尾船、I條定位船、3條錨艇、3條帶纜船舶、I條充氣船舶；
主拖拽船為不小于10t的起重船，船寬要求在20m以上，至少有6臺錨機；
調尾船為自航式船舶，要求為平板駁，有5個錨機；
定位船為平板駁，至少有6臺錨機； 充氣船舶通過充氣管道與長圓形桶體各個隔艙上的排氣孔相接；
1.3在桶式構件的根部預留四個拉環，對稱設在長圓形桶體的前后部，半潛駁前部與桶式構件后部的拉環之間連接有左右兩根纜繩，半潛駁后部與桶式構件后部的拉環之間連接有左右兩根纜繩，桶式構件前部的拉環與主拖拽船之間連接兩根交叉纜繩；
(2)半潛駁下潛:半潛駁下潛的同時，啟動操作平臺上的排氣閥，下潛至桶式構件吃水
0.8m，吃水高度為桶式構件氣浮穩定計算排氣高度，誤差控制在± 5cm，待桶式構件內氣體排完后，關閉排氣閥；排氣閥關閉后，半潛駁繼續下潛，下潛至桶式構件吃水7m，此時，長圓形桶體內的大氣壓強為1.38個大氣壓，檢查操作平臺上的氣壓表，查看氣壓是否正常，觀察8-12分鐘有無變動，正常后，半潛駁繼續下潛，下潛至桶式構件浮游，待桶底離半潛駁的夾板面為0.8-1.2m時，檢查桶式構件有無傾斜，使用充氣船舶調平桶式構件，桶式構件浮游穩定后，干舷高度區域為Om-1.5m，再通過充氣船舶和排氣閥調節桶式構件的干舷高度至0.8m；
(3)桶式構件出塢:待桶式構件浮游穩定后，由主拖拽船同步收縮連接至桶式構件的交叉纜繩，同步放出半潛駁后部與桶式構件后部之間的纜繩，將桶式構件緩慢拉出半潛駁，拉出時通過調節拖拽纜繩的松緊程度，保證桶式構件的平穩；
(4)桶式構件拖拽至基槽:桶式構件拖出半潛駁后，繼續收縮桶式構件與主拖拽船之間的交叉纜繩至兩者距離40-60m，同時，拉緊半潛駁前部與桶式構件后部之間的纜繩，解開桶式構件后部與半潛駁后部之間的纜繩，主拖拽船依靠錨機收錨纜緩慢將桶式構件帶至基槽內，連接桶式構件與調尾船之間的2根纜繩，解開半潛駁與桶式構件之間的纜繩；
(5)桶式構件基槽內拖拽:高潮位時，將桶式構件拖拽至基槽內，前部通過主拖拽船收錨纜，后部通過調尾船穩定，并沿基槽緩慢移動至距安裝位置90-110m，再連接桶式構件后部與定位船中部之間的2根交叉纜繩，定位船的兩端通過交叉纜繩連接有定位錨，通過主拖拽船與桶式構件之間、定位船與桶式構件之間的交叉纜繩調整桶式構件的姿態，使長圓形桶體的長軸方向與基槽垂直，解開桶式構件與調尾船之間的纜繩，并將桶式構件沿基槽緩慢拉至距安裝位置40-60m;
(6)桶式構件初定位:在距安裝位置40-60m處，使桶式構件保持姿態，等待潮落，當桶式構件的底部距泥面I.3-1.7m時，主拖拽船和定位船帶動桶式構件至安裝位置，拉緊主拖拽船與桶式構件之間、定位船與桶式構件之間的交叉纜繩，此時，桶式構件與定位船、主拖拽船的中心在一條直線上，不定時監控桶式構件位置偏差，通過收放兩船上的交叉纜繩將桶式構件拉至正位，等候潮落；
(7)精確定位、排氣下沉:潮位下降，待桶式構件的底部距泥面0.5-0.Sm時，開始精確定位，根據桶式構件的位置偏差，通過兩船與桶式構件之間的交叉纜繩進行調整，在精確定位的同時，打開操作平臺上的排氣閥，桶式構件在自重作用下開始下沉，下沉過程中注意桶式構件的平衡情況，觀察GPS讀數，當桶式構件各處的標高差大于15cm時，通過控制排氣量來進行調平，平衡后，再同步排氣；
(8)桶式構件排水下沉:排氣下沉至桶式構件觸泥后，關閉排氣閥，解開主拖拽船和定位船連接在桶式構件上的交叉纜繩，開啟排水栗，保證各個艙室的排水栗都正常工作，排水下沉過程中繼續觀察GPS讀數，當標高相差15cm時，通過控制排水量來進行調平，平衡后，繼續同步排水，負壓下沉，直至桶入泥2.0-3.0m，關閉各排水栗，下沉作業完成。
[0006]本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現，所述纜繩的前段部分接尼龍纜。
[0007]本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現，定位船兩端交叉纜繩上的定位錨的跨度大于200m。
[0008]本發明通過在桶式構件與輔助船舶之間通過纜繩來進行拖拽，配合桶式構件的龐大噸位，實現桶式構件在氣浮及安裝過程中的調平;通過雙船對拉，合理控制每條定位船上的錨機，提高桶式構件的定位下沉精度，通過交叉纜繩的交叉收放作用，可使桶式構件平穩地進行位置調整，實現精準定位;此外，通過操作平臺四個角上的GPS數據收集器，獲得桶式構件的運動情況，通過排水栗和排氣閥，集中管理排水、排氣，完全滿足桶式構件的氣浮下沉操作要求，操作人員在操作平臺上就能實現排氣排水，且監控成本低，還能夠適應管道多、線路雜等實際情況。與現有技術相比，其設計合理，結構簡單，不但能及時、準確的掌握平衡，提高運載及安裝效率，還能在惡劣天氣條件下施工。
【附圖說明】
[0009]圖1是桶式構件的結構示意圖；
圖2是圖1的正視圖；
圖3是步驟(5)中主拖拽船與定位船的工作示意圖。
【具體實施方式】
[0010]進一步描述本發明的具體技術方案，以便于本領域的技術人員進一步地理解本發明，而不構成對其權利的限制。
[0011]參照圖1-3，一種防波堤桶式構件的安裝方法，所述的桶式構件包括無底有蓋的長圓形桶體I和設在長圓形桶體I上方的兩個防波桶體9，防波桶體9沿長圓形桶體I的短軸方向排布，所述長圓形桶體I通過兩道縱橫隔墻2分隔有9個隔艙3，每個隔艙3的頂部均設有排氣孔4和排水孔6，兩個防波桶體9上架設有操作平臺10，操作平臺10的四個角上設有采集桶體運動及高差數據的GPS數據收集器8，操作平臺10上設有與隔艙3頂部的排氣孔4一一對應的排氣閥12，排氣孔4通過排氣管道5與排氣閥12相接，操作平臺10的兩側各設有一排排水栗11，隔艙3頂部的排水孔6通過排水管道7與排水栗11相接，其步驟為，
(I)施工準備:
1.1半潛駁定位:在安裝桶式構件的海域，當海水深度不能滿足半潛駁下潛至桶式構件浮游時，挖設用于半潛駁下潛的下潛坑，半潛駁朝向安裝位置定位于下潛坑內，定位完成，定義半潛駁出口位置為半潛駁和桶式構件的前部；
1.2輔助船舶就位:包括I條主拖拽船、I條調尾船、I條定位船、3條錨艇、3條帶纜船舶、I條充氣船舶；
主拖拽船為不小于10t的起重船，船寬要求在20m以上，至少有6臺錨機；
調尾船為自航式船舶，要求為平板駁，有5個錨機；
定位船為平板駁，至少有6臺錨機；
充氣船舶通過充氣管道與長圓形桶體各個隔艙上的排氣孔相接；
1.3在桶式構件的根部預留四個拉環，對稱設在長圓形桶體的前后部，半潛駁前部與桶式構件后部的拉環之間連接有左右兩根纜繩，半潛駁后部與桶式構件后部的拉環之間連接有左右兩根纜繩，桶式構件前部的拉環與主拖拽船之間連接兩根交叉纜繩；
(2)半潛駁下潛:半潛駁下潛的同時，啟動操作平臺上的排氣閥，下潛至桶式構件吃水
0.8m，吃水高度為桶式構件氣浮穩定計算排氣高度，誤差控制在± 5cm，待桶式構件內氣體排完后，關閉排氣閥；排氣閥關閉后，半潛駁繼續下潛，下潛至桶式構件吃水7m，此時，長圓形桶體內的大氣壓強為1.38個大氣壓，檢查操作平臺上的氣壓表，查看氣壓是否正常，觀察8-12分鐘有無變動，正常后，半潛駁繼續下潛，下潛至桶式構件浮游，待桶底離半潛駁的夾板面為0.8-1.2m時，檢查桶式構件有無傾斜，使用充氣船舶調平桶式構件，桶式構件浮游穩定后，干舷高度區域為Om-1.5m，再通過充氣船舶和排氣閥調節桶式構件的干舷高度至0.8m；
(3)桶式構件出塢:待桶式構件浮游穩定后，由主拖拽船同步收縮連接至桶式構件的交叉纜繩，同步放出半潛駁后部與桶式構件后部之間的纜繩，將桶式構件緩慢拉出半潛駁，拉出時通過調節拖拽纜繩的松緊程度，保證桶式構件的平穩；
(4)桶式構件拖拽至基槽:桶式構件拖出半潛駁后，繼續收縮桶式構件與主拖拽船之間的交叉纜繩至兩者距離40-60m，同時，拉緊半潛駁前部與桶式構件后部之間的纜繩，解開桶式構件后部與半潛駁后部之間的纜繩，主拖拽船依靠錨機收錨纜緩慢將桶式構件帶至基槽內，連接桶式構件與調尾船之間的2根纜繩，解開半潛駁與桶式構件之間的纜繩；
(5)桶式構件基槽內拖拽:高潮位時，將桶式構件拖拽至基槽內，前部通過主拖拽船收錨纜，后部通過調尾船穩定，并沿基槽緩慢移動至距安裝位置90-110m，再連接桶式構件后部與定位船13中部之間的2根交叉纜繩，定位船13的兩端通過交叉纜繩連接有定位錨，通過主拖拽船15與桶式構件之間、定位船13與桶式構件之間的交叉纜繩調整桶式構件的姿態，使長圓形桶體的長軸方向與基槽垂直，解開桶式構件與調尾船之間的纜繩，并將桶式構件沿基槽緩慢拉至距安裝位置40-60m;
(6)桶式構件初定位:在距安裝位置40-60m處，使桶式構件保持姿態，等待潮落，當桶式構件的底部距泥面1.3-1.7m時，主拖拽船15和定位船13帶動桶式構件至安裝位置，拉緊主拖拽船15與桶式構件之間、定位船13與桶式構件之間的交叉纜繩，此時，桶式構件與定位船13、主拖拽船15的中心在一條直線上，不定時監控桶式構件位置偏差，通過收放兩船上的交叉纜繩將桶式構件拉至正位，等候潮落；
(7)精確定位、排氣下沉:潮位下降，待桶式構件的底部距泥面0.5-0.Sm時，開始精確定位，根據桶式構件的位置偏差，通過兩船與桶式構件之間的交叉纜繩進行調整，在精確定位的同時，打開操作平臺上的排氣閥，桶式構件在自重作用下開始下沉，下沉過程中注意桶式構件的平衡情況，觀察GPS讀數，當桶式構件各處的標高差大于15cm時，通過控制排氣量來進行調平，平衡后，再同步排氣；
(8)桶式構件排水下沉:排氣下沉至桶式構件觸泥后，關閉排氣閥，解開主拖拽船和定位船連接在桶式構件上的交叉纜繩，開啟排水栗，保證各個艙室的排水栗都正常工作，排水下沉過程中繼續觀察GPS讀數，當桶式構件各處的標高相差15cm時，通過控制排水量來進行調平，平衡后，繼續同步排水，負壓下沉，直至桶入泥2.0-3.0m，關閉各排水栗，下沉作業完成。
[0012]所述纜繩的前段部分接尼龍纜，定位船兩端交叉纜繩上的定位錨間的跨度大于200m。
【主權項】
1.一種防波堤桶式構件的安裝方法，所述的桶式構件包括無底有蓋的長圓形桶體和設在長圓形桶體上方的兩個防波桶體，防波桶體沿長圓形桶體的短軸方向排布，所述長圓形桶體通過兩道縱橫隔墻分隔有9個隔艙，每個隔艙的頂部均設有排氣孔和排水孔，兩個防波桶體上架設有操作平臺，操作平臺的四個角上設有采集桶體運動及高差數據的GPS數據收集器，操作平臺上設有與隔艙頂部的排氣孔一一對應的排氣閥，排氣孔通過排氣管道與排氣閥相接，操作平臺的兩側各設有一排排水栗，隔艙頂部的排水孔通過排水管道與排水栗相接，其特征在于:其步驟為， (1)施工準備: 1.1半潛駁定位:在安裝桶式構件的海域，當海水深度不能滿足半潛駁下潛至桶式構件浮游時，挖設用于半潛駁下潛的下潛坑，半潛駁朝向安裝位置定位于下潛坑內，定位完成，定義半潛駁出口位置為半潛駁和桶式構件的前部； 1.2輔助船舶就位:包括I條主拖拽船、I條調尾船、I條定位船、3條錨艇、3條帶纜船舶、I條充氣船舶； 主拖拽船為不小于10t的起重船，船寬要求在20m以上，至少有6臺錨機； 調尾船為自航式船舶，要求為平板駁，有5個錨機； 定位船為平板駁，至少有6臺錨機； 充氣船舶通過充氣管道與長圓形桶體各個隔艙上的排氣孔相接； 1.3在桶式構件的根部預留四個拉環，對稱設在長圓形桶體的前后部，半潛駁前部與桶式構件后部的拉環之間連接有左右兩根纜繩，半潛駁后部與桶式構件后部的拉環之間連接有左右兩根纜繩，桶式構件前部的拉環與主拖拽船之間連接兩根交叉纜繩； (2)半潛駁下潛:半潛駁下潛的同時，啟動操作平臺上的排氣閥，下潛至桶式構件吃水0.8m，吃水高度為桶式構件氣浮穩定計算排氣高度，誤差控制在± 5cm，待桶式構件內氣體排完后，關閉排氣閥；排氣閥關閉后，半潛駁繼續下潛，下潛至桶式構件吃水7m，此時，長圓形桶體內的大氣壓強為1.38個大氣壓，檢查操作平臺上的氣壓表，查看氣壓是否正常，觀察8-12分鐘有無變動，正常后，半潛駁繼續下潛，下潛至桶式構件浮游，待桶底離半潛駁的夾板面為0.8-1.2m時，檢查桶式構件有無傾斜，使用充氣船舶調平桶式構件，桶式構件浮游穩定后，干舷高度區域為Om-1.5m，再通過充氣船舶和排氣閥調節桶式構件的干舷高度至0.8m； (3)桶式構件出塢:待桶式構件浮游穩定后，由主拖拽船同步收縮連接至桶式構件的交叉纜繩，同步放出半潛駁后部與桶式構件后部之間的纜繩，將桶式構件緩慢拉出半潛駁，拉出時通過調節拖拽纜繩的松緊程度，保證桶式構件的平穩； (4)桶式構件拖拽至基槽:桶式構件拖出半潛駁后，繼續收縮桶式構件與主拖拽船之間的交叉纜繩至兩者距離40-60m，同時，拉緊半潛駁前部與桶式構件后部之間的纜繩，解開桶式構件后部與半潛駁后部之間的纜繩，主拖拽船依靠錨機收錨纜緩慢將桶式構件帶至基槽內，連接桶式構件與調尾船之間的2根纜繩，解開半潛駁與桶式構件之間的纜繩； (5)桶式構件基槽內拖拽:高潮位時，將桶式構件拖拽至基槽內，前部通過主拖拽船收錨纜，后部通過調尾船穩定，并沿基槽緩慢移動至距安裝位置90-110m，再連接桶式構件后部與定位船中部之間的2根交叉纜繩，定位船的兩端通過交叉纜繩連接有定位錨，通過主拖拽船與桶式構件之間、定位船與桶式構件之間的交叉纜繩調整桶式構件的姿態，使長圓形桶體的長軸方向與基槽垂直，解開桶式構件與調尾船之間的纜繩，并將桶式構件沿基槽緩慢拉至距安裝位置40-60m; (6)桶式構件初定位:在距安裝位置40-60m處，使桶式構件保持姿態，等待潮落，當桶式構件的底部距泥面1.3-1.7m時，主拖拽船和定位船帶動桶式構件至安裝位置，拉緊主拖拽船與桶式構件之間、定位船與桶式構件之間的交叉纜繩，此時，桶式構件與定位船、主拖拽船的中心在一條直線上，不定時監控桶式構件位置偏差，通過收放兩船上的交叉纜繩將桶式構件拉至正位，等候潮落； (7)精確定位、排氣下沉:潮位下降，待桶式構件的底部距泥面0.5-0.Sm時，開始精確定位，根據桶式構件的位置偏差，通過兩船與桶式構件之間的交叉纜繩進行調整，在精確定位的同時，打開操作平臺上的排氣閥，桶式構件在自重作用下開始下沉，下沉過程中注意桶式構件的平衡情況，觀察GPS讀數，當桶式構件各處的標高差大于15cm時，通過控制排氣量來進行調平，平衡后，再同步排氣； (8)桶式構件排水下沉:排氣下沉至桶式構件觸泥后，關閉排氣閥，解開主拖拽船和定位船連接在桶式構件上的交叉纜繩，開啟排水栗，保證各個艙室的排水栗都正常工作，排水下沉過程中繼續觀察GPS讀數，當標高相差15cm時，通過控制排水量來進行調平，平衡后，繼續同步排水，負壓下沉，直至桶入泥2.0-3.0m，關閉各排水栗，下沉作業完成。2.根據權利要求1所述的防波堤桶式構件的安裝方法，其特征在于:所述纜繩的前段部分接尼龍纜。3.根據權利要求1所述的防波堤桶式構件的安裝方法，其特征在于:定位船兩端交叉纜繩上的定位銷間的跨度大于200m。
【文檔編號】E02D23/02GK105862896SQ201610197611
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月31日
【發明人】秦丹, 范旭征博, 杜厚新, 曹鑫, 劉鵬, 張躍輝
【申請人】中交第三航務工程局有限公司江蘇分公司