一种用于水中基础的施工船及其施工法的制作方法

本发明涉及的是一种用于水中基础的施工船及其施工法，属于土木工程基础施工技术领域。

背景技术：

现有水中桥墩基础一般采用围堰法，来创造地施工条件，然后和陆地上打桥墩的方法一样进行钻孔灌注桩或打入预制桩的施工。

现有大坝基础一般采用导流建筑、围堰建筑来创造干地施工条件，开挖土方量大，工程量浩大。大坝修建好后，围堰需拆除，施工周期长，造价昂贵。

技术实现要素：

本发明提出的是一种用于水中基础的施工船及其施工法，其目的旨在克服现有技术存在的缺陷，其主要优点：水工建筑物在工厂分段或整体制造，在施工船现场组装后，装上基础施工装置分段或整体下降，施工简单，质量好，施工周期短，成本低，适应各种区域。

本发明的技术解决方案：用于水中基础1的施工船2包括船体3、起重装置4和基础施工装置5，水中基础1分A和B两种结构：

A、施工时是底部带有挖掘刀的螺旋筒形基础1A；

B、施工时底部带有链刀的基础1B。

船体3设有支撑装置3-1，支撑装置3-1支撑于水底，承担全部或部分施工船2的重量。

施工船2是由多艘船体3组合而成的，水中基础1施工完成后，多艘船体3分离后运行。

船体3的外侧是敞开或活动的，在水中基础施工完成后，敞开的外侧或打开活动的外侧不影响船体的运行。

起重装置4在水中基础1施工完成后将基础施工装置5吊起移至另处，不影响船体的运行。

本发明的优点：水工建筑物在工厂分段制造，在施工船现场组装后，装上基础施工装置整体下降，施工简单，质量好，施工周期短，成本低，适应各种区域。

附图说明

图1是水中基础1为分段预制的基础1A的结构示意图，也是由船体3、起重装置4和基础施工装置5A组成的施工船2A的结构示意图, 也是船体3设有支撑装置3-1，支撑装置3-1支撑于水底，承担全部或部分施工船2的重量的结构示意图；

图2是图1的A向视图，也是船体3在基础施工装置5A位置的外侧是活动式的结构示意图；

图3是基础1A施工结束后，多艘船体3组合而成的施工船2A分离后运行前进的结构示意图，也是起重装置4在水中基础1A施工完成后将装置5A的组合装置5A-2吊起移至另处，不影响施工船2A的行走的结构示意图，也是船体3的外侧活动挡板打开后的结构示意图；

图4是图1的B向视图，也是起重装置4是行车结构的示意图；

图5是由固定导向装置5A-1和组合装置5A-2组成的基础1A的基础施工装置5A的结构示意图，也是由旋转装置5A-2-1和下降速度控制装置5A-2-2组成的组合装置5A-2的结构示意图，也是基础1A底部的挖掘刀1A-3和输送岩土的螺旋叶片1A-4的结构示意图；

图6是水中基础1为分段预制的基础1B的结构示意图，也是由船体3、起重装置4和基础施工装置5B组成的施工船2B的结构示意图；

图7是图6的A向视图，也是也是船体3在基础施工装置5B位置的外侧是活动式的结构示意图；

图8是基础1B施工结束后，多艘船体3组合而成的施工船2B分离后运行前进的结构示意图，也是起重装置4在水中基础1B施工完成后将基础施工装置5B吊起移至船体3上，不影响施工船2B的行走的结构示意图, 也是船体3的外侧活动挡板打开后的结构示意图；

图9是图6的B向视图，也是起重装置4是行车结构的示意图；

图10是由固定导向装置5B-1和组合装置5B-2组成的基础1B的基础施工装置5B的结构示意图，也是由链刀动力传动装置5B-2-1、弃土处理装置5B-2-2和机架5B-2-3组成的组合装置5B-2的结构示意图，也是由装置5B-2-1和基础1B及链刀7组成的链式挖掘装置8的结构示意图；

图11是图10的A向视图，也是由固定机架5B-1-1和导向装置5B-1-2组成的固定导向装置5B-1的结构示意图，也是底部带刃角的基础4的侧面罩6与链刀7组成的链式输送机的结构示意图；

图12是图10的B-B视图，也是组合装置5B-2的机架5B-2-3的截面视图，也是泥浆管路装置9的泥浆管路9-1的结构示意图；

图13是图10的C-C视图,也是基础1B底部上的泥浆喷嘴6-2的结构示意图；

图14是链刀7的结构示意图，也是链条7-1和刀具7-2的结构示意图，也是由A十字节7-1-1和B十字节7-1-2组成的链条7-1的十字节的结构示意图，也是链条7-1实现空间弯曲的结构示意图；

图15是施工船2B运行至现场设定的位置,船体支撑装置3-1支撑于水底的结构示意图；

图16是用起重装置4将施工船2B上的固定导向装置5B-1吊运至施工位置的结构示意图；

图17是用起重装置4将第一段基础1B-1装入固定导向装置5B-1内，安装组合装置5B-2组成链式挖掘装置的结构示意图；

图18是组合装置5B-2将第一段基础1B-1下沉至设定深度的结构示意图；

图19是用起重装置4将组合装置5B-2与第一段基础1B-1分离移走后的结构示意图；

图20是用起重装置4将第二段基础1B-2装入固定导向装置5B-1内,安装组合装置5B-2组成链式挖掘装置的结构示意图；

图21是组合装置5B-2、第一段基础1B-1和第二段基础1B-2一起同步下降至设定位置的结构示意图；

图22是船体3外侧的活动板打开后，施工船2B驶离至下个工位的结构示意图。

图中的1是水中基础，分1A和1B两种结构；1A是施工时是底部带有挖掘刀的螺旋筒形基础；1A-1是第一段（即底段）螺旋筒形基础；1A-2是第二段螺旋筒形基础；1A-3是第一段（即底段）螺旋筒形基础的底部挖掘刀；1A-4是输送岩土的螺旋叶片；1B是施工时底部带有链刀的基础；1B-1是第一段（即底段）基础；1B-2是第二段基础；2是施工船，分2A和2B两种结构；2A是由船体3、起重装置4和基础施工装置5A组成的施工船；2B是由船体3、起重装置4和基础施工装置5B组成的施工船；3是施工船2的船体；4是组成施工船2的起重装置；5是组成施工船2的基础施工装置，分5A和5B两种结构；5A是底部带有挖掘刀的螺旋筒形基础1A的基础施工装置，包括固定导向装置5A-1和组合装置5A-2；5A-1是固定导向装置；5A-2是组合装置，包括旋转装置5A-2-1和下降速度控制装置5A-2-2；5A-2-1是旋转装置；5A-2-2是下降速度控制装置；5B是施工时底部带有链刀的基础1B的基础施工装置，包括固定导向装置5B-1和组合装置5B-2；5B-1是组成基础施工装置5B的固定导向装置；5B-1-1是固定导向装置5B-1的固定机架；5B-1-2是固定导向装置5B-1的导向装置；5B-2是组成基础施工装置5B的组合装置，包括链刀动力传动装置5B-2-1、弃土处理装置5B-2-2和机架5B-2-3；5B-2-1是链刀动力传动装置；5B-2-2是弃土处理装置；5B-2-3是机架；6是底部带刃角的基础1的侧面罩；7是挖掘岩土的链刀，由链条7-1和固定于链条7-1上的刀具7-2组成；7-1是组成链刀7的链条；7-1-1是组成链条十字节的A十字节；7-1-2是组成链条十字节的B十字节；7-2是组成链刀7的刀具。8是链式挖掘装置，由装置5B-2-1和基础1B及链刀7组成；9是泥浆管路装置；9-1是装置5B中的机架5B-2-3上的泥浆管路；9-2是基础1B底部上的泥浆喷嘴。

具体实施方式

用于水中基础1的施工船2包括船体3、起重装置4和基础施工装置5，水中基础1分A和B两种结构：

A、施工时是底部带有挖掘刀的螺旋筒形基础1A；

B、施工时底部带有链刀的基础1B。

所述的船体3设有支撑装置3-1，支撑装置3-1支撑于水底，承担全部或部分施工船2的重量。

所述的施工船2是由多艘船体3组合而成的，水中基础1施工完成后，多艘船体3分离后运行。

所述的基础施工装置5是船体3的组成部分。

所述的船体3在安放基础施工装置5位置的外侧是敞开或活动的，在水中基础施工完成后，敞开的外侧或打开活动的外侧不影响船体的运行。

所述的起重装置4在水中基础1施工完成后将基础施工装置5吊起移至另处，不影响船体的运行。

所述的起重装置4是行车结构，即船体上方设有起重装置4运行的轨道，起重装置4在X方向运行或在X和Y两方向运行。

所述的底部带有挖掘刀的螺旋筒形基础1A的基础施工装置5A。

所述的施工时底部带有链刀的基础1B的基础施工装置5B。

所述的水中基础是桥梁基础或大坝基础。

所述的水中基础1是在工厂分段预制或整体预制的基础1B，其施工法包括如下步骤：

1）将施工船2B运行至现场设定的位置；

2）将船体支撑装置3-1支撑于水底，将船体3抬至设定的高度；

3）用起重装置4将施工船2上的基础施工装置5B的固定导向装置5B-1吊运至施工位置；

4）用起重装置4将第一段基础1B-1运至现场，装入固定导向装置5B-1内，安装链刀；

5）安装组合装置5B-2,将组合装置5B-2的链刀与第一段基础1B-1顶部的链刀相连组成链式挖掘装置；

6）启动链刀动力传动装置5B-2-1，组合装置5B-2将第一段基础1B-1下沉至设定深度；

7）将组合装置5B-2与第一段基础1B-1分离移走；

8）将第二段基础1B-2装入固定导向装置5B-1内；

9）组合装置5B-2、第一段基础1B-1和第二段基础1B-2一起同步下降至设定位置；

10）重复8）和9）作业，完成第一根基础1B的施工；

11)船体3外侧的活动板打开后，施工船2B驶离至下个工位。

下面结合附图进一步描述本发明：

如图1~图5所示，用于水中基础1为施工时是底部带有挖掘刀的螺旋筒形基础1A，基础1A的施工船2A包括船体3、起重装置4和基础施工装置5A；船体3设有支撑装置3-1，支撑装置3-1支撑于水底，承担全部或部分施工船2A的重量；基础施工装置5A包括固定导向装置5A-1和组合装置5A-2，组合装置5A-2包括旋转装置5A-2-1和下降速度控制装置5A-2-2，基础施工装置5A位于船体3的边缘，当水中基础1A施工完成高于船体3底部时，船体3的外侧是敞开或活动的，在水中基础1A施工完成后，敞开的外侧或打开活动的外侧避让基础1A不影响船体的运行；起重装置4在水中基础1A施工完成后将装置5A的组合装置5A-2吊起移至另处，不影响船体3的运行；起重装置4是行车结构，即船体上方设有起重装置4运行的轨道，起重装置4在X方向运行或在X和Y两方向运行；施工时，驱动旋转装置5A-2-1使基础1A旋转，通过下降速度控制装置5A-2-2控制筒体基础1A的下降速度，使基础1A底部的刀具1A-3切削基础1A底部的环状岩土，在底部锥面的作用下，将已切削的岩土导入基础1A的螺旋叶片1A-4内，螺旋叶片1A-4将底部已切削的岩土输送至上方，并逐渐下降至设定位置。

如图6~图14所示，用于水中基础1为施工时底部带有链刀的基础1B，基础1B的施工船2B包括船体3、起重装置4和基础施工装置5B；船体3设有支撑装置3-1，支撑装置3-1支撑于水底，承担全部或部分施工船2B的重量；基础施工装置5B包括固定导向装置5B-1和组合装置5B-2，组合装置5B-2包括链刀动力传动装置5B-2-1、弃土处理装置5B-2-2和机架5B-2-3，装置5B-2-1驱动链刀沿着基础1B上的轨道运行，链刀挖掘基础1B底部的岩土，并将已挖掘的岩土带至上方，装置5B-2-2将链刀从基础1B底部带上来的岩土与链刀分离，装置5B-2随着基础1B一起同步下降；基础施工装置5B位于船体3的边缘，当水中基础1B施工完成高于船体底部时，基础施工装置5B的固定导向装置5B-1的外侧是敞开或活动的，在水中基础1B施工完成后，敞开的外侧或打开活动的外侧避让基础1B不影响船体的运行；起重装置4在水中基础1B施工完成后将装置5B的组合装置5B-2吊起移至另处，不影响船体3的运行；起重装置4是行车结构，即船体上方设有起重装置4运行的轨道，起重装置4在X方向运行或在X和Y两方向运行。

如图15~图22所示，水中基础1是在工厂分段预制或整体预制的基础1B，其施工法包括如下步骤：

1）将施工船2B运行至现场设定的位置；

2）将船体支撑装置3-1支撑于水底，将船体3抬至设定的高度；

3）用起重装置4将施工船2上的基础施工装置5B的固定导向装置5B-1吊运至施工位置；

4）用起重装置4将第一段基础1B-1运至现场，装入固定导向装置5B-1内，安装链刀；

5）安装组合装置5B-2,将组合装置5B-2的链刀与第一段基础1B-1顶部的链刀相连组成链式挖掘装置；

6）启动链刀动力传动装置5B-2-1，组合装置5B-2将第一段基础1B-1下沉至设定深度；

7）将组合装置5B-2与第一段基础1B-1分离移走；

8）将第二段基础1B-2装入固定导向装置5B-1内；

9）组合装置5B-2、第一段基础1B-1和第二段基础1B-2一起同步下降至设定位置；

10）重复8）和9）作业，完成第一根基础1B的施工；

11)船体3外侧的活动板打开后，施工船2B驶离至下个工位。