一种适用于深水嵌入式基础的水下铣槽导向定位装置的制作方法

本发明涉及桥梁工程领域，尤其涉及一种适用于深水嵌入式基础的水下铣槽导向定位装置。

背景技术：

目前双轮铣槽机主要应用于陆上铣槽施工，水下铣槽尚无工程先例，水下基槽开挖面临以下问题：

1、常规水下基槽开挖，首先需要在海底进行水下爆破、清渣，用大型机械将海底开挖到持力层，形成锥台形岩石基坑，找平困难；开挖工作量大，对于大型深水基础，往往控制工期。

2、双轮铣槽机具有施工效率高、成槽质量好（墙体垂直度可控制在3‰以内）、安全环保以及适应地层范围广等优点。深水嵌入式基础需应用双轮铣槽机在水下作业，双轮铣槽机目前只能在陆上施工，海上作业在国内外尚无实施先例。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种适用于深水嵌入式基础的水下铣槽导向定位装置，其针对深水嵌入式设置基础基槽开挖面临的一系列问题，提出了一种全新的基槽开挖方式，双轮铣槽机水下铣槽很好的解决了水下基槽开挖的难题，本发明设计采用的水下铣槽导向定位装置，解决了双轮铣不能在水下作业的技术难题，尤其适用于深水裸岩嵌入式基础的基槽开挖。

本发明是这样实现的：本发明公开了一种适用于深水嵌入式基础的水下铣槽导向定位装置，包括外圈钢护筒、内圈钢护筒和工作平台，所述工作平台支撑固定在工作船上，所述外圈钢护筒通过固定支架固定在工作平台上，所述内圈钢护筒的上端位于外圈钢护筒内与外圈钢护筒间隙配合，所述内圈钢护筒的下端延伸至海床岩面，所述内圈钢护筒通过牵引绳与工作船连接。

进一步地，所述内圈钢护筒的外侧固定有钢护筒限位套管，所述牵引绳的一端与钢护筒限位套管联接，牵引绳的另一端与工作船联接。

进一步地，所述内圈钢护筒包括首节钢护筒、中间钢护筒和底节钢护筒，所述首节钢护筒、中间钢护筒、底节钢护筒依次可拆卸地连接。

外圈钢护筒与首节钢护筒间隙配合，同时保证低潮位时首节钢护筒顶部高度不超出外圈钢护筒，高潮位时首节钢护筒与外圈钢护筒有2倍护筒直径长度重合，保证护筒不脱离，以适应涨、落潮变化引起的平台高度变化。外圈钢护筒与平台固定，保证了钢护筒与平台始终在同一水平面上。

进一步地，首节钢护筒、中间钢护筒、底节钢护筒通过螺栓联接。

进一步地，所述工作平台支撑在两艘工作船上，两艘工作船平行间隔设置，所述外圈钢护筒位于两艘工作船之间。

进一步地，所述内圈钢护筒的两侧分别通过牵引绳与一工作船的两端对应连接，所述内圈钢护筒的两侧分别通过牵引绳与另一工作船的两端对应连接。

进一步地，所述固定支架放置于工作平台上，并与外圈钢护筒固结。

进一步地，外圈钢护筒、内圈钢护筒竖直设置。

进一步地，外圈钢护筒、内圈钢护筒为圆筒形。

本发明的有益效果：本发明的深水嵌入式基础的水下铣槽导向定位装置构造紧凑，操作简便，通过该水下铣槽导向定位装置可解决深水嵌入式基础基槽开挖面临的一系列问题，其优势主要体现在以下几方面：

1、导向定位装置的主要构件采用圆形钢护筒，双轮铣槽头在护筒内可调整为任意方向，可适应任意方向的基槽，如矩形、环形、椭圆形等。

2、在桥梁深水基础施工领域，为深水基础施工提供一种全新的施工方法，完成1个槽孔需要1～2天，期间需经过多次潮涨潮落，铣槽过程中根据潮汐、风浪的变化适时调整每根牵引绳的松紧度，可实现钢护筒的实时定位。

3、该导向定位装置构造简单、强度高、变形小、刚度大，安装方便。

4、该导向定位装置中的钢护筒为圆形，适应波流力、水流力强。

5、海底开挖工作量小、建设材料用量少，建设成本低。仅需要采用双轮铣槽机在基岩开挖环形基槽，基槽开挖面平整，无需放坡开挖，不需要大面积开挖岩石基坑，海底开挖工作量小，建设成本低。

6、水下施工流程少、施工工艺简单，施工风险低。

附图说明

图1为深水嵌入式基础构造图（以圆形为例）；

图2为基槽剖面图；

图3为基槽平面图；

图4为深水嵌入式基础在基槽处横剖面图；

图5为深水嵌入式基础铣槽导向定位装置立面图形式；

图6为深水嵌入式基础铣槽导向定位装置平面图形式；

图7为双轮铣槽头与钢护筒平面图形式。

附图中，1为工作船，2为工作平台，3为固定支架，4为外圈钢护筒，5为内圈钢护筒，51为首节钢护筒，52为中间钢护筒，53为底节钢护筒，54为螺栓，6为牵引绳，7为钢护筒限位套管，8为铣槽机槽头，9为基槽，10为海床岩面，11为嵌入式基础。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图7所示，本实施例提供了一种适用于深水嵌入式基础的水下铣槽导向定位装置，包括外圈钢护筒4、内圈钢护筒5和工作平台2，所述工作平台2支撑固定在工作船1上，所述外圈钢护筒4通过固定支架3固定在工作平台2上，所述内圈钢护筒5的上端位于外圈钢护筒4内与外圈钢护筒4间隙配合，所述内圈钢护筒5的下端延伸到海床岩面10，所述内圈钢护筒5通过牵引绳6与工作船1连接。

进一步地，所述内圈钢护筒5的外侧固定有钢护筒限位套管7，所述牵引绳6的一端与钢护筒限位套管7联接，牵引绳6的另一端与工作船1联接。牵引绳6长度根据潮水位智能调整，保证钢护筒在水流方向固定，同时确保钢护筒不致因水位上涨导致钢护筒底部脱离海床面。

进一步地，所述内圈钢护筒5包括首节钢护筒51、中间钢护筒52和底节钢护筒53，所述首节钢护筒、中间钢护筒、底节钢护筒依次可拆卸地连接。

进一步地，首节钢护筒、中间钢护筒、底节钢护筒通过法兰、螺栓54连接。

进一步地，所述工作平台2支撑在两艘工作船1上，两艘工作船1平行间隔设置，所述外圈钢护筒4位于两艘工作船1之间。

进一步地，所述内圈钢护筒5的两侧分别通过牵引绳6与一工作船1的两端对应连接，所述内圈钢护筒5的两侧分别通过牵引绳6与另一工作船1的两端对应连接。

进一步地，所述固定支架3放置于工作平台2上，并与外圈钢护筒4固结。

进一步地，外圈钢护筒4、内圈钢护筒5竖直设置。

进一步地，外圈钢护筒4、内圈钢护筒5为圆筒形。铣槽机槽头8位于钢护筒内。双轮铣槽机支撑在工作平台2上。

圆形钢护筒适应水流、波流的能力强，同时铣槽机槽头8可在钢护筒内不断变换方向，以适应不同的铣槽方位。

本发明主要应用于深水裸岩地区的基础基槽9开挖，主要应用于江、河、湖、海等浅覆盖层（裸岩）且持力层岩性较好地区的嵌入式基础11的水下基槽9开挖。

各部分主要实施方法如下：

将工作平台2与2艘工作船1联接，保证了平台的稳定性。将固定支架3放置于工作平台2上，并与外圈钢护筒4固结，保证外圈钢护筒4在水平方向固定，竖向随工作船1在潮汐、风浪作用下上下浮动。内圈钢护筒5的下端直接放置在海床岩面10上。首节钢护筒、中间钢护筒、底节钢护筒通过螺栓联接，中间钢护筒长度可调节，以适应不同水深、不同地形；外圈钢护筒4与首节钢护筒空间分离，同时保证低潮位时首节钢护筒顶部高度不超出外圈钢护筒4，高潮位时首节钢护筒与外圈钢护筒4有2倍护筒直径长度重合，保证护筒不脱离，以适应涨、落潮变化引起的平台高度变化。外圈钢护筒4与平台固定，保证了钢护筒与平台始终在同一水平面上。钢护筒限位套管7固定于钢护筒外侧。牵引绳6一端与钢护筒限位套管7联接，另一端与工作船1联接。完成1个槽孔需要1～2天，期间需经过多次潮涨潮落，铣槽过程中根据潮汐、风浪的变化适时调整每根牵引绳6的松紧度，可实现钢护筒的实时定位。

以上构件组装完成后，即可进行双轮铣槽机水下铣槽工作，操作方法同常规双轮铣施工。该发明通过该导向定位装置将双轮铣槽机槽头8在水下精确定位，防止水流力、波浪力等外力将双轮铣槽头冲偏，双轮铣槽机在工作平台2上作业，使得水下铣槽变“陆上”施工。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。