一种高桩码头桩间土挖泥设备及挖泥施工工艺的制作方法

本发明属于狭窄空间的挖泥施工，尤其涉及一种高桩码头桩间土挖泥设备及挖泥施工工艺。

背景技术：

1、高桩码头是重要码头结构形式之一。它的基本组成可主要分为以下几部分:上部结构，纵横梁将桩基连成整体，并通过纵横梁把来自上部的荷载由桩基传递给地基，安设有各种码头设备；下部结构，主要由桩基组成，支承上部结构，并把作用在上部结构上的荷载传给地基，同时也起到稳固地基的作用，有利于岸坡稳定。

2、传统的高桩码头桩间土挖泥工艺为：首先按照设计断面进行挖泥，然后进行水上桩基施工和桩顶处理，最后在桩顶进行桩帽、横梁、纵梁、面板安装等上部结构的施工。上述施工工序为先挖泥再打桩，然后再进行上部结构的安装施工，因此所有工序均需在水上完成，几乎每一道工序都需要用到船舶，成本巨大。

3、为了解决现有技术中存在的以上问题，我们提出一种高桩码头桩间土挖泥设备及挖泥施工工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种专用于狭窄空间挖泥作业的高桩码头桩间土挖泥设备。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高桩码头桩间土挖泥设备包括船体，船体前端设置有挖泥装置，所述挖泥装置包括支撑桥架，支撑桥架与所述船体之间通过铰接机构转动连接，还包括带动所述支撑桥架起落的支撑桥架起落机构；所述支撑桥架端头两侧对称设置有2个铰轮，沿铰轮径向等间距设置有多组绞刀片，还包括铰轮驱动机构；所述支撑桥架中部设置有浮箱，浮箱两侧设置有限位装置；所述支撑桥架的长度为15-30米。

3、优选的，所述浮箱内腔分隔为四个腔室，每个腔室顶部分别设置有注水孔，底部分别设置有排水孔。

4、优选的，所述限位装置包括设置于所述浮箱两侧的限位管，限位管与浮箱之间通过液压缓冲臂连接。

5、优选的，所述2个铰轮的内侧分别设置有对应的2个吸泥管，所述支撑桥架上设置有排泥管，排泥管的一端通过连接箱与所述2个吸泥管连通，排泥管的另一端穿过所述船体延伸至船艉，排泥管上安装有泥泵。

6、优选的，所述连接箱内设置有转轴和中空的三棱柱结构的调节挡块，转轴与所述连接箱固定连接，调节挡块的一条棱边与所述转轴固定连接；调节挡块通过液压机构驱动转动，调节挡块转动至不同方向可分别封堵所述2个吸泥管的对应出口，实现只保留一个吸泥管畅通，保证管内工作压力。

7、优选的，延伸至所述船体上的排泥管上开设有椭圆形的块石排出口，块石排出口的下端安装有块石收集箱，块石收集箱的侧壁上设置有侧盖板。

8、优选的，所述支撑桥架起落机构包括设置于船体上的卷扬机，卷扬机与支撑桥架之间设置有a字架，卷扬机上设置有钢丝绳，钢丝绳的外端与所述支撑桥架固定连接，钢丝绳的中部支撑于所述a字架的顶端；卷扬机通过控制钢丝绳的伸缩带动支撑桥架上下方向自由起落。

9、优选的，所述船体艉部设置有主定位桩和副定位桩，船体两侧设置有缆绳。

10、本发明的另一目的是提供一种高桩码头桩间土挖泥施工工艺。

11、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高桩码头桩间土挖泥施工工艺，施工过程中采用上述的挖泥设备，具体包括以下步骤：

12、1)工前准备：施工前首先确定开挖区具体位置，做好施工前准备；

13、2)设备就位：挖泥设备通过两侧缆绳抛锚系缆及主定位桩进行定位；挖泥设备与码头前沿垂直，通过两侧缆绳的调整将挖泥设备中心对准桩基排架与排架的中心，然后下主定位桩进行设备定位；所述铰轮上安装gps，实现精准定位；

14、3)码头前沿内近距离范围开挖：挖泥设备定位完成后，开始进行码头前沿附近范围内开挖，由于限位装置尚处于码头前沿外侧而无法工作，因此采用两侧系缆的调整来进行前沿内近距离范围的土方开挖；土方开挖按断面自上向下逐层开挖至设计底标高，铰轮的上浮及下沉利用支撑桥架起落机构、铰轮自重、浮箱的浮力共同实现，铰轮的左右摆动利用两侧系缆的调整来实现；

15、4)码头前沿内远距离范围开挖：前沿内近距离范围开挖完成后，铰轮及限位装置进入码头前沿以内，限位装置通过液压臂将限位管顶靠在两侧桩基上实现挖泥装置的限位，通过铰轮的左右摆动实现挖泥，土方开挖按断面自上向下逐层开挖至设计底标高；限位装置起到缓冲保护接触物的作用，防止浮箱直接碰撞接触物发生事故；

16、5)前后桩基之间土方开挖：通过摆动和船体的靠移将单侧铰轮进入前后桩之间挖除一部分土方；同理，在下一工作面施工时，铰轮摆动至同一前后桩之间挖除剩余土方；

17、6)测量验收：施工完成后，在低潮位时满足船舶通航要求的情况下，利用水砣及时进行测量验收，对标高不满足设计要求的区域进行扫浅施工。

18、优选的，所述步骤5)的具体方法为：当挖左侧前后桩基之间空隙的淤泥时，船体左侧的缆绳收紧，挖泥装置前端向左摆动，位于左侧的铰轮向左摆动，此时液压机构驱动调节挡块向右转动，将右侧的吸泥管封堵住，此时左侧的吸泥管和排泥管连通，只有左侧的铰轮和吸泥管工作；同理，当挖右侧前后桩基之间空隙的淤泥时，船体右侧的缆绳收紧，挖泥装置前端向右摆动，位于右侧的铰轮向右摆动，此时液压机构驱动调节挡块向左转动，将左侧的吸泥管封堵住，此时右侧的吸泥管和排泥管连通，只有右侧的铰轮和吸泥管工作。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、(1)本发明突破性变革了传统的高桩码头的施工工艺顺序，实现了先打桩建成码头后再挖泥；除挖泥外，原来必须在水上施工的工序现在可实现全部在在陆上完成，船舶的使用大为减少，大幅降低了施工成本；

21、(2)本发明选用特制的挖泥设备，支撑桥架采用加长设计，使安装于其前端的铰轮能够伸入桩基之间进行挖泥作业；采用双铰轮结构，通过双铰轮的左右摆动，可以分别清理两侧桩基空隙之间的淤泥；

22、(3)本发明双铰轮分别配置有对应的吸泥管，但通过连接箱的调节，同时只有单侧的吸泥管与排泥管连通，保证了排泥管内的压力保持均衡不损失，双铰轮和双吸泥管的设计并不会影响排泥的效果。

技术特征：

1.一种高桩码头桩间土挖泥设备，包括船体(1)，船体(1)前端设置有挖泥装置，其特征在于：所述挖泥装置包括支撑桥架(6)，支撑桥架(6)与所述船体(1)之间通过铰接机构(10)转动连接，还包括带动所述支撑桥架(6)起落的支撑桥架起落机构；

2.根据权利要求1所述的高桩码头桩间土挖泥设备，其特征在于：所述浮箱(3)内腔分隔为四个腔室，每个腔室顶部分别设置有注水孔，底部分别设置有排水孔。

3.根据权利要求1所述的高桩码头桩间土挖泥设备，其特征在于：所述限位装置包括设置于所述浮箱(3)两侧的限位管(4)，限位管(4)与浮箱(3)之间通过液压缓冲臂(5)连接。

4.根据权利要求1所述的高桩码头桩间土挖泥设备，其特征在于：所述2个铰轮(2)的内侧分别设置有对应的2个吸泥管(12)，所述支撑桥架(6)上设置有排泥管(16)，排泥管(16)的一端通过连接箱(15)与所述2个吸泥管(12)连通，排泥管(16)的另一端穿过所述船体(1)延伸至船艉，排泥管(16)上安装有泥泵(7)。

5.根据权利要求4所述的高桩码头桩间土挖泥设备，其特征在于：所述连接箱(15)内设置有转轴(14)和中空的三棱柱结构的调节挡块(13)，转轴(14)与所述连接箱(15)固定连接，调节挡块(13)的一条棱边与所述转轴(14)固定连接；调节挡块(13)通过液压机构驱动转动，调节挡块(13)转动至不同方向可分别封堵所述2个吸泥管(12)的对应出口，实现只保留一个吸泥管(12)畅通，保证管内工作压力。

6.根据权利要求1所述的高桩码头桩间土挖泥设备，其特征在于：延伸至所述船体(1)上的排泥管(16)上开设有椭圆形的块石排出口(17)，块石排出口(17)的下端安装有块石收集箱(18)，块石收集箱(18)的侧壁上设置有侧盖板(19)。

7.根据权利要求1所述的高桩码头桩间土挖泥设备，其特征在于：所述支撑桥架起落机构包括设置于船体(1)上的卷扬机，卷扬机与支撑桥架(6)之间设置有a字架(11)，卷扬机上设置有钢丝绳，钢丝绳的外端与所述支撑桥架(6)固定连接，钢丝绳的中部支撑于所述a字架(11)的顶端；卷扬机通过控制钢丝绳的伸缩带动支撑桥架(6)上下方向自由起落。

8.根据权利要求1所述的高桩码头桩间土挖泥设备，其特征在于：所述船体(1)艉部设置有主定位桩(8)和副定位桩(9)，船体两侧设置有缆绳(20)。

9.一种高桩码头桩间土挖泥施工工艺，其特征在于：施工过程中采用如权利要求1-8任一项所述的挖泥设备，具体包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的高桩码头桩间土挖泥施工工艺，其特征在于：所述步骤5)的具体方法为：当挖左侧前后桩基之间空隙的淤泥时，船体(1)左侧的缆绳(20)收紧，挖泥装置前端向左摆动，位于左侧的铰轮(2)向左摆动，此时液压机构驱动调节挡块(13)向右转动，将右侧的吸泥管(12)封堵住，此时左侧的吸泥管(12)和排泥管(16)连通，只有左侧的铰轮2和吸泥管12工作；同理，当挖右侧前后桩基之间空隙的淤泥时，船体(1)右侧的缆绳(20)收紧，挖泥装置前端向右摆动，位于右侧的铰轮(2)向右摆动，此时液压机构驱动调节挡块(13)向左转动，将左侧的吸泥管(12)封堵住，此时右侧的吸泥管(12)和排泥管(16)连通，只有右侧的铰轮(2)和吸泥管(12)工作。

技术总结
本发明公开了一种高桩码头桩间土挖泥设备及挖泥施工工艺，包括船体船体前端设置有挖泥装置，所述挖泥装置包括支撑桥架，支撑桥架与所述船体之间通过铰接机构转动连接，还包括带动所述支撑桥架起落的支撑桥架起落机构；所述支撑桥架端头两侧对称设置有2个铰轮，沿铰轮径向等间距设置有多组绞刀片，还包括铰轮驱动机构；所述支撑桥架中部设置有浮箱，浮箱两侧设置有限位装置；所述支撑桥架的长度为15‑30米。本发明突破性变革了传统的高桩码头的施工顺序，实现了先打桩再挖泥，原来在水面施工的工序现在大部分都可以在陆地上完成装配，船舶的使用大为减少，大大降低了施工成本。

技术研发人员：刘金秋,王文欢,邢荣亮,刘春彦,郭东,宋振,李昊,吴守盛,魏方平,张佳,张志超,李启刚,濮阳炘,王中立,张金辉,鲁子祺,尹汉源,王瑞,刘爱国,刘大为,王得泰,许新旭
受保护的技术使用者：天津深基工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19