一种防波堤桶式构件的安装方法
【专利摘要】一种防波堤桶式构件的安装方法，在桶式构件的根部预留四个拉环，对称设在桶式构件的前后部，半潜驳前部与桶式构件后部的拉环之间连接两根缆绳，半潜驳后部与桶式构件后部的拉环之间连接两根缆绳，桶式构件前部的拉环与主拖拽船之间连接交叉缆绳；待桶式构件气浮到位后，通过排水泵和排气阀，集中管理排水、排气，随时调整各台泵的开关，确保桶式构件的平衡后，继续同步排水，负压下沉，直至桶入泥2.0?3.0m，关闭各排水泵，下沉作业完成。本发明通过缆绳来进行拖拽，配合桶式构件的庞大吨位，实现桶式构件在气浮及安装过程中的调平，不但能及时掌握平衡，提高运载及安装效率，还能在恶劣天气条件下施工。
【专利说明】
一种防波堤桶式构件的安装方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种港口防护工程，特别涉及一种防波堤桶式构件的安装方法。
【背景技术】
[0002]现有防波堤的桶式构件是一种采用混凝土、钢筋、钢结构等材料制作的新型防波堤结构形式，该类结构由一个无底有盖的基础桶式构件和两个防波桶式构件组成。将这样的大型桶式构件从预制场地运送到预埋地，并准确定位及安装是一个难题。
[0003]现有技术中公开了一种专利号为CN1730842A、名称为软基箱筒型基础结构海上气浮托运和定位下沉安装方法，通过向筒体内充气或抽真空，实现对筒体的气浮或下沉，虽然该方法不需要大型起吊和运输船舶，设备简单，下沉速度快。同时，中国另一专利CN102322062 B公开了的桶式防波堤基础桶式构件的搬运及安装方法，基础桶式构件通过半潜驳和浮运气囊将其运送到施工现场，通过浮运气囊使基础桶式构件的起浮及安装定位过程能够得到有效控制，保持基础桶式构件处于平衡状态，由于浮运气囊本身有一定的弹性，间接的作用在基础桶式构件上，会产生滞留时间，无法对基础桶式构件进行及时、准确的控制。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，使用方便的防波堤桶式构件的安装方法。
[0005]本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种防波堤桶式构件的安装方法，所述的桶式构件包括无底有盖的长圆形桶体和设在长圆形桶体上方的两个防波桶体，防波桶体沿长圆形桶体的短轴方向排布，所述长圆形桶体通过两道纵横隔墙分隔有9个隔舱，每个隔舱的顶部均设有排气孔和排水孔，两个防波桶体上架设有操作平台，操作平台的四个角上设有采集桶体运动及高差数据的GPS数据收集器，操作平台上设有与隔舱顶部的排气孔一一对应的排气阀，排气孔通过排气管道与排气阀相接，操作平台的两侧各设有一排排水栗，隔舱顶部的排水孔通过排水管道与排水栗相接，其特点是，其步骤为，
(I)施工准备:
1.1半潜驳定位:在安装桶式构件的海域，当海水深度不能满足半潜驳下潜至桶式构件浮游时，挖设用于半潜驳下潜的下潜坑，半潜驳朝向安装位置定位于下潜坑内，定位完成，定义半潜驳出口位置为半潜驳和桶式构件的前部；
1.2辅助船舶就位:包括I条主拖拽船、I条调尾船、I条定位船、3条锚艇、3条带缆船舶、I条充气船舶；
主拖拽船为不小于10t的起重船，船宽要求在20m以上，至少有6台锚机；
调尾船为自航式船舶，要求为平板驳，有5个锚机；
定位船为平板驳，至少有6台锚机； 充气船舶通过充气管道与长圆形桶体各个隔舱上的排气孔相接；
1.3在桶式构件的根部预留四个拉环，对称设在长圆形桶体的前后部，半潜驳前部与桶式构件后部的拉环之间连接有左右两根缆绳，半潜驳后部与桶式构件后部的拉环之间连接有左右两根缆绳，桶式构件前部的拉环与主拖拽船之间连接两根交叉缆绳；
(2)半潜驳下潜:半潜驳下潜的同时，启动操作平台上的排气阀，下潜至桶式构件吃水
0.8m，吃水高度为桶式构件气浮稳定计算排气高度，误差控制在± 5cm，待桶式构件内气体排完后，关闭排气阀；排气阀关闭后，半潜驳继续下潜，下潜至桶式构件吃水7m，此时，长圆形桶体内的大气压强为1.38个大气压，检查操作平台上的气压表，查看气压是否正常，观察8-12分钟有无变动，正常后，半潜驳继续下潜，下潜至桶式构件浮游，待桶底离半潜驳的夹板面为0.8-1.2m时，检查桶式构件有无倾斜，使用充气船舶调平桶式构件，桶式构件浮游稳定后，干舷高度区域为Om-1.5m，再通过充气船舶和排气阀调节桶式构件的干舷高度至0.8m；
(3)桶式构件出坞:待桶式构件浮游稳定后，由主拖拽船同步收缩连接至桶式构件的交叉缆绳，同步放出半潜驳后部与桶式构件后部之间的缆绳，将桶式构件缓慢拉出半潜驳，拉出时通过调节拖拽缆绳的松紧程度，保证桶式构件的平稳；
(4)桶式构件拖拽至基槽:桶式构件拖出半潜驳后，继续收缩桶式构件与主拖拽船之间的交叉缆绳至两者距离40-60m，同时，拉紧半潜驳前部与桶式构件后部之间的缆绳，解开桶式构件后部与半潜驳后部之间的缆绳，主拖拽船依靠锚机收锚缆缓慢将桶式构件带至基槽内，连接桶式构件与调尾船之间的2根缆绳，解开半潜驳与桶式构件之间的缆绳；
(5)桶式构件基槽内拖拽:高潮位时，将桶式构件拖拽至基槽内，前部通过主拖拽船收锚缆，后部通过调尾船稳定，并沿基槽缓慢移动至距安装位置90-110m，再连接桶式构件后部与定位船中部之间的2根交叉缆绳，定位船的两端通过交叉缆绳连接有定位锚，通过主拖拽船与桶式构件之间、定位船与桶式构件之间的交叉缆绳调整桶式构件的姿态，使长圆形桶体的长轴方向与基槽垂直，解开桶式构件与调尾船之间的缆绳，并将桶式构件沿基槽缓慢拉至距安装位置40-60m;
(6)桶式构件初定位:在距安装位置40-60m处，使桶式构件保持姿态，等待潮落，当桶式构件的底部距泥面I.3-1.7m时，主拖拽船和定位船带动桶式构件至安装位置，拉紧主拖拽船与桶式构件之间、定位船与桶式构件之间的交叉缆绳，此时，桶式构件与定位船、主拖拽船的中心在一条直线上，不定时监控桶式构件位置偏差，通过收放两船上的交叉缆绳将桶式构件拉至正位，等候潮落；
(7)精确定位、排气下沉:潮位下降，待桶式构件的底部距泥面0.5-0.Sm时，开始精确定位，根据桶式构件的位置偏差，通过两船与桶式构件之间的交叉缆绳进行调整，在精确定位的同时，打开操作平台上的排气阀，桶式构件在自重作用下开始下沉，下沉过程中注意桶式构件的平衡情况，观察GPS读数，当桶式构件各处的标高差大于15cm时，通过控制排气量来进行调平，平衡后，再同步排气；
(8)桶式构件排水下沉:排气下沉至桶式构件触泥后，关闭排气阀，解开主拖拽船和定位船连接在桶式构件上的交叉缆绳，开启排水栗，保证各个舱室的排水栗都正常工作，排水下沉过程中继续观察GPS读数，当标高相差15cm时，通过控制排水量来进行调平，平衡后，继续同步排水，负压下沉，直至桶入泥2.0-3.0m，关闭各排水栗，下沉作业完成。
[0006]本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述缆绳的前段部分接尼龙缆。
[0007]本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，定位船两端交叉缆绳上的定位锚的跨度大于200m。
[0008]本发明通过在桶式构件与辅助船舶之间通过缆绳来进行拖拽，配合桶式构件的庞大吨位，实现桶式构件在气浮及安装过程中的调平;通过双船对拉，合理控制每条定位船上的锚机，提高桶式构件的定位下沉精度，通过交叉缆绳的交叉收放作用，可使桶式构件平稳地进行位置调整，实现精准定位;此外，通过操作平台四个角上的GPS数据收集器，获得桶式构件的运动情况，通过排水栗和排气阀，集中管理排水、排气，完全满足桶式构件的气浮下沉操作要求，操作人员在操作平台上就能实现排气排水，且监控成本低，还能够适应管道多、线路杂等实际情况。与现有技术相比，其设计合理，结构简单，不但能及时、准确的掌握平衡，提高运载及安装效率，还能在恶劣天气条件下施工。
【附图说明】
[0009]图1是桶式构件的结构示意图；
图2是图1的正视图；
图3是步骤(5)中主拖拽船与定位船的工作示意图。
【具体实施方式】
[0010]进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
[0011]参照图1-3，一种防波堤桶式构件的安装方法，所述的桶式构件包括无底有盖的长圆形桶体I和设在长圆形桶体I上方的两个防波桶体9，防波桶体9沿长圆形桶体I的短轴方向排布，所述长圆形桶体I通过两道纵横隔墙2分隔有9个隔舱3，每个隔舱3的顶部均设有排气孔4和排水孔6，两个防波桶体9上架设有操作平台10，操作平台10的四个角上设有采集桶体运动及高差数据的GPS数据收集器8，操作平台10上设有与隔舱3顶部的排气孔4一一对应的排气阀12，排气孔4通过排气管道5与排气阀12相接，操作平台10的两侧各设有一排排水栗11，隔舱3顶部的排水孔6通过排水管道7与排水栗11相接，其步骤为，
(I)施工准备:
1.1半潜驳定位:在安装桶式构件的海域，当海水深度不能满足半潜驳下潜至桶式构件浮游时，挖设用于半潜驳下潜的下潜坑，半潜驳朝向安装位置定位于下潜坑内，定位完成，定义半潜驳出口位置为半潜驳和桶式构件的前部；
1.2辅助船舶就位:包括I条主拖拽船、I条调尾船、I条定位船、3条锚艇、3条带缆船舶、I条充气船舶；
主拖拽船为不小于10t的起重船，船宽要求在20m以上，至少有6台锚机；
调尾船为自航式船舶，要求为平板驳，有5个锚机；
定位船为平板驳，至少有6台锚机；
充气船舶通过充气管道与长圆形桶体各个隔舱上的排气孔相接；
1.3在桶式构件的根部预留四个拉环，对称设在长圆形桶体的前后部，半潜驳前部与桶式构件后部的拉环之间连接有左右两根缆绳，半潜驳后部与桶式构件后部的拉环之间连接有左右两根缆绳，桶式构件前部的拉环与主拖拽船之间连接两根交叉缆绳；
(2)半潜驳下潜:半潜驳下潜的同时，启动操作平台上的排气阀，下潜至桶式构件吃水
0.8m，吃水高度为桶式构件气浮稳定计算排气高度，误差控制在± 5cm，待桶式构件内气体排完后，关闭排气阀；排气阀关闭后，半潜驳继续下潜，下潜至桶式构件吃水7m，此时，长圆形桶体内的大气压强为1.38个大气压，检查操作平台上的气压表，查看气压是否正常，观察8-12分钟有无变动，正常后，半潜驳继续下潜，下潜至桶式构件浮游，待桶底离半潜驳的夹板面为0.8-1.2m时，检查桶式构件有无倾斜，使用充气船舶调平桶式构件，桶式构件浮游稳定后，干舷高度区域为Om-1.5m，再通过充气船舶和排气阀调节桶式构件的干舷高度至0.8m；
(3)桶式构件出坞:待桶式构件浮游稳定后，由主拖拽船同步收缩连接至桶式构件的交叉缆绳，同步放出半潜驳后部与桶式构件后部之间的缆绳，将桶式构件缓慢拉出半潜驳，拉出时通过调节拖拽缆绳的松紧程度，保证桶式构件的平稳；
(4)桶式构件拖拽至基槽:桶式构件拖出半潜驳后，继续收缩桶式构件与主拖拽船之间的交叉缆绳至两者距离40-60m，同时，拉紧半潜驳前部与桶式构件后部之间的缆绳，解开桶式构件后部与半潜驳后部之间的缆绳，主拖拽船依靠锚机收锚缆缓慢将桶式构件带至基槽内，连接桶式构件与调尾船之间的2根缆绳，解开半潜驳与桶式构件之间的缆绳；
(5)桶式构件基槽内拖拽:高潮位时，将桶式构件拖拽至基槽内，前部通过主拖拽船收锚缆，后部通过调尾船稳定，并沿基槽缓慢移动至距安装位置90-110m，再连接桶式构件后部与定位船13中部之间的2根交叉缆绳，定位船13的两端通过交叉缆绳连接有定位锚，通过主拖拽船15与桶式构件之间、定位船13与桶式构件之间的交叉缆绳调整桶式构件的姿态，使长圆形桶体的长轴方向与基槽垂直，解开桶式构件与调尾船之间的缆绳，并将桶式构件沿基槽缓慢拉至距安装位置40-60m;
(6)桶式构件初定位:在距安装位置40-60m处，使桶式构件保持姿态，等待潮落，当桶式构件的底部距泥面1.3-1.7m时，主拖拽船15和定位船13带动桶式构件至安装位置，拉紧主拖拽船15与桶式构件之间、定位船13与桶式构件之间的交叉缆绳，此时，桶式构件与定位船13、主拖拽船15的中心在一条直线上，不定时监控桶式构件位置偏差，通过收放两船上的交叉缆绳将桶式构件拉至正位，等候潮落；
(7)精确定位、排气下沉:潮位下降，待桶式构件的底部距泥面0.5-0.Sm时，开始精确定位，根据桶式构件的位置偏差，通过两船与桶式构件之间的交叉缆绳进行调整，在精确定位的同时，打开操作平台上的排气阀，桶式构件在自重作用下开始下沉，下沉过程中注意桶式构件的平衡情况，观察GPS读数，当桶式构件各处的标高差大于15cm时，通过控制排气量来进行调平，平衡后，再同步排气；
(8)桶式构件排水下沉:排气下沉至桶式构件触泥后，关闭排气阀，解开主拖拽船和定位船连接在桶式构件上的交叉缆绳，开启排水栗，保证各个舱室的排水栗都正常工作，排水下沉过程中继续观察GPS读数，当桶式构件各处的标高相差15cm时，通过控制排水量来进行调平，平衡后，继续同步排水，负压下沉，直至桶入泥2.0-3.0m，关闭各排水栗，下沉作业完成。
[0012]所述缆绳的前段部分接尼龙缆，定位船两端交叉缆绳上的定位锚间的跨度大于200m。
【主权项】
1.一种防波堤桶式构件的安装方法，所述的桶式构件包括无底有盖的长圆形桶体和设在长圆形桶体上方的两个防波桶体，防波桶体沿长圆形桶体的短轴方向排布，所述长圆形桶体通过两道纵横隔墙分隔有9个隔舱，每个隔舱的顶部均设有排气孔和排水孔，两个防波桶体上架设有操作平台，操作平台的四个角上设有采集桶体运动及高差数据的GPS数据收集器，操作平台上设有与隔舱顶部的排气孔一一对应的排气阀，排气孔通过排气管道与排气阀相接，操作平台的两侧各设有一排排水栗，隔舱顶部的排水孔通过排水管道与排水栗相接，其特征在于:其步骤为， (1)施工准备: 1.1半潜驳定位:在安装桶式构件的海域，当海水深度不能满足半潜驳下潜至桶式构件浮游时，挖设用于半潜驳下潜的下潜坑，半潜驳朝向安装位置定位于下潜坑内，定位完成，定义半潜驳出口位置为半潜驳和桶式构件的前部； 1.2辅助船舶就位:包括I条主拖拽船、I条调尾船、I条定位船、3条锚艇、3条带缆船舶、I条充气船舶； 主拖拽船为不小于10t的起重船，船宽要求在20m以上，至少有6台锚机； 调尾船为自航式船舶，要求为平板驳，有5个锚机； 定位船为平板驳，至少有6台锚机； 充气船舶通过充气管道与长圆形桶体各个隔舱上的排气孔相接； 1.3在桶式构件的根部预留四个拉环，对称设在长圆形桶体的前后部，半潜驳前部与桶式构件后部的拉环之间连接有左右两根缆绳，半潜驳后部与桶式构件后部的拉环之间连接有左右两根缆绳，桶式构件前部的拉环与主拖拽船之间连接两根交叉缆绳； (2)半潜驳下潜:半潜驳下潜的同时，启动操作平台上的排气阀，下潜至桶式构件吃水0.8m，吃水高度为桶式构件气浮稳定计算排气高度，误差控制在± 5cm，待桶式构件内气体排完后，关闭排气阀；排气阀关闭后，半潜驳继续下潜，下潜至桶式构件吃水7m，此时，长圆形桶体内的大气压强为1.38个大气压，检查操作平台上的气压表，查看气压是否正常，观察8-12分钟有无变动，正常后，半潜驳继续下潜，下潜至桶式构件浮游，待桶底离半潜驳的夹板面为0.8-1.2m时，检查桶式构件有无倾斜，使用充气船舶调平桶式构件，桶式构件浮游稳定后，干舷高度区域为Om-1.5m，再通过充气船舶和排气阀调节桶式构件的干舷高度至0.8m； (3)桶式构件出坞:待桶式构件浮游稳定后，由主拖拽船同步收缩连接至桶式构件的交叉缆绳，同步放出半潜驳后部与桶式构件后部之间的缆绳，将桶式构件缓慢拉出半潜驳，拉出时通过调节拖拽缆绳的松紧程度，保证桶式构件的平稳； (4)桶式构件拖拽至基槽:桶式构件拖出半潜驳后，继续收缩桶式构件与主拖拽船之间的交叉缆绳至两者距离40-60m，同时，拉紧半潜驳前部与桶式构件后部之间的缆绳，解开桶式构件后部与半潜驳后部之间的缆绳，主拖拽船依靠锚机收锚缆缓慢将桶式构件带至基槽内，连接桶式构件与调尾船之间的2根缆绳，解开半潜驳与桶式构件之间的缆绳； (5)桶式构件基槽内拖拽:高潮位时，将桶式构件拖拽至基槽内，前部通过主拖拽船收锚缆，后部通过调尾船稳定，并沿基槽缓慢移动至距安装位置90-110m，再连接桶式构件后部与定位船中部之间的2根交叉缆绳，定位船的两端通过交叉缆绳连接有定位锚，通过主拖拽船与桶式构件之间、定位船与桶式构件之间的交叉缆绳调整桶式构件的姿态，使长圆形桶体的长轴方向与基槽垂直，解开桶式构件与调尾船之间的缆绳，并将桶式构件沿基槽缓慢拉至距安装位置40-60m; (6)桶式构件初定位:在距安装位置40-60m处，使桶式构件保持姿态，等待潮落，当桶式构件的底部距泥面1.3-1.7m时，主拖拽船和定位船带动桶式构件至安装位置，拉紧主拖拽船与桶式构件之间、定位船与桶式构件之间的交叉缆绳，此时，桶式构件与定位船、主拖拽船的中心在一条直线上，不定时监控桶式构件位置偏差，通过收放两船上的交叉缆绳将桶式构件拉至正位，等候潮落； (7)精确定位、排气下沉:潮位下降，待桶式构件的底部距泥面0.5-0.Sm时，开始精确定位，根据桶式构件的位置偏差，通过两船与桶式构件之间的交叉缆绳进行调整，在精确定位的同时，打开操作平台上的排气阀，桶式构件在自重作用下开始下沉，下沉过程中注意桶式构件的平衡情况，观察GPS读数，当桶式构件各处的标高差大于15cm时，通过控制排气量来进行调平，平衡后，再同步排气； (8)桶式构件排水下沉:排气下沉至桶式构件触泥后，关闭排气阀，解开主拖拽船和定位船连接在桶式构件上的交叉缆绳，开启排水栗，保证各个舱室的排水栗都正常工作，排水下沉过程中继续观察GPS读数，当标高相差15cm时，通过控制排水量来进行调平，平衡后，继续同步排水，负压下沉，直至桶入泥2.0-3.0m，关闭各排水栗，下沉作业完成。2.根据权利要求1所述的防波堤桶式构件的安装方法，其特征在于:所述缆绳的前段部分接尼龙缆。3.根据权利要求1所述的防波堤桶式构件的安装方法，其特征在于:定位船两端交叉缆绳上的定位销间的跨度大于200m。
【文档编号】E02D23/02GK105862896SQ201610197611
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】秦丹, 范旭征博, 杜厚新, 曹鑫, 刘鹏, 张跃辉
【申请人】中交第三航务工程局有限公司江苏分公司