一种抛石、夯实一体船的工作方法与流程

文档序号：19953000发布日期：2020-02-18 10:58阅读：259来源：国知局

本发明涉及一种抛石、夯实一体船的工作方法。

背景技术：

随着基建技术的发展，现在远距离跨海通道的建设一般采用桥梁与隧道相结合的方式，常用的建设海底通道的方式有两种，一种是用盾构机在海床的下方开出隧道形成海底通道，另一种是在海床上铺设多个沉管，再将多个沉管连通形成海底通道。其中沉管隧道对地基要求较低，特别适用于软基、河床或海床较浅易于用水上疏浚设施进行基槽开挖的工程地点。由于其埋深小，包括连接段在内的隧道线路总长较采用矿山法和盾构法修建的隧道显著缩短。沉管断面形状可圆可方，选择灵活。基槽开挖、管段预制、浮运沉放和内部铺装等各工序可平行作业，彼此干扰较少，管段预制质量易于控制，因此越来越被重视。

沉管隧道的施工步骤包括基槽开挖、基础施工和沉管安装及接头处的处理等，基槽开挖是选用戽斗式挖泥机、带切泥头的吸泥机或挖泥机、带爪斗的起重机等设备开辟出基槽；基础施工包括先铺粗石、再铺细石。

在申请号为201810453268.9，公布日为2018.09.07的专利文件中公开了一种落管抛石船，该方案包括设有主甲板的船体、贯穿船体的月池、设于船体上的石料舱和送料装置、设于月池上方的抛石塔、设于抛石塔内的抛石管输送装置和抛石管组装装置。该方案的落管抛石船上的抛石管组装装置设于抛石塔内，结构紧凑，节约空间，该方案能实现精确高效的抛石，但是该方案的抛石管线在使用时需要在抛石塔内进行组装，结构复杂，船只的造价高，需要抛石船工作时做准备工作的时间长，当抛石船需要拖航时，又要将组装好的抛石管线拆除才能满足限高要求，操作复杂。

当石块被抛入基槽中后，需要将石块夯实，如果不夯实，后期铺设的沉管会发生沉降，严重影响隧道的质量，在申请号为201721430456.7，授权公告日为2018.06.15的专利文件中公开了一种水下块石基床打夯系统，该方案解决了现有打夯装置不利于夯点定位等技术问题，该方案是通过将夯锤提起到一定高度后再放下，夯锤在重力作用下运动，直至打击在水下块石基床上，该方案，夯锤降下的过程中受水流等外力的作用明显，落点仍然不够精准，会导致石块基层的密实度不均匀，影响基床的质量。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种抛石、夯实一体船的工作方法，通过一条船就完成抛石和夯实的工作，且解决现有技术中的抛石船操作复杂、效率低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：，抛石、夯实一体船包括设在船体上的抛石滑轨；设在抛石滑轨上的抛石小车装置；设在抛石小车装置上的驱动溜槽升降的溜槽升降绞车；设在抛石小车装置上的抛石小车架；设在溜槽升降装置内的溜槽，溜槽包括顶部溜槽、底部溜槽和翻转驱动装置；设在抛石小车装置上的料斗、送料槽和送料驱动装置；设在船体上的驱动抛石小车装置沿抛石滑轨运动的抛石绞车；设在船体上的溜槽搁置架；设在船体上的夯实滑轨；设在夯实滑轨上的夯实小车装置；设在夯实小车装置包括夯实小车架，夯实小车装置上设有夯锤提升装置和振动夯锤装置；设在船体上的驱动夯实小车装置沿夯实滑轨运动的夯实驱动装置；振动夯锤装置包括夯锤吊架、振动锤座、连接座和夯板；振动座上设置振动锤，设在夯实小车架上的油管提升绞车，抛石、夯实一体船在工作时包括以下步骤：

s1、在码头将石块补充到船体上；在船体上布置转运机械；

s2、将船体拖航至预定水域；

s3、启动翻转驱动装置，翻转驱动装置驱动顶部溜槽直立；

s4、启动溜槽升降绞车，降下溜槽；

s5、启动送料驱动装置，送料驱动装置驱动送料槽伸入溜槽中；

s6、连续往料斗中加石块，启动抛石绞车，抛石绞车驱动抛石小车装置沿抛石滑轨匀速运动，石块依次铺在海底基槽内；

s7、当抛石小车装置到达终点位置，关闭抛石绞车，停止往料斗中加石块；

s8、反向启动抛石绞车，抛石绞车驱动抛石小车装置沿抛石滑轨回到起点位置；

s9、启动夯锤提升装置，降下振动夯锤装置，并启动振动锤；

s10、夯实完夯板所在的区域的石块层后，反向启动夯锤提升装置，将振动夯锤装置提升一定的高度，启动夯实绞车，将振动夯锤装置沿夯实滑轨移动一个夯板长度的距离，再次启动夯锤提升装置，降下振动夯锤装置，夯实夯板下的石块层，重复以上操作，直至夯完一个基槽宽度的石块层；

s11、启动夯实绞车，将夯实小车装置移动至起始位置；

s12、船体向前移一个工位，重复步骤s9-s11的操作，直至完成石块基层的施工；

s13、作业完成后，启动送料驱动装置，送料驱动装置驱动送料槽退出溜槽；反向启动溜槽升降绞车，抬升溜槽；

s14、启动翻转驱动装置，翻转驱动装置驱动顶部溜槽翻转，直至顶部溜槽搁置在溜槽搁置架上。

以上工作方法，通过启动翻转驱动装置即可实现顶部溜槽和底部溜槽的对接；通过启动溜槽升降绞车可将溜槽降至海底基槽处；通过启动送料驱动装置控制送料槽的位置，使送料槽不影响溜槽的升降；连续往料斗中加石块后，石块从料斗底部流出，经送料槽进入溜槽，从溜槽的底部抛出；完成抛石工作，然后反向启动抛石绞车，使得抛石小车装置回到起点装置，然后进行夯实工作，夯实时，通过先夯实完夯板所在区域的石块层后然后提升振动夯锤装置再次进行直至夯完一个基槽宽度的石块层，然后移动船体并重复夯实操作直到完成整个石块基本的施工，整个工作方法能实现抛石和夯实在一体船上实现，同时操作简单，效率高。

进一步的，步骤s3中，顶部溜槽直立后，在顶部溜槽与底部溜槽之间设置销轴，设置销轴可使顶部溜槽与底部溜槽紧密连接。

进一步的，步骤s10中，将振动夯锤装置提升一定的高度时，启动油管提升绞车，将为振动锤供油的油管也提升一定的高度，在提升振动夯锤装置的同时提升为振动锤供油的油管，可防止损坏为振动锤供油的油管。

附图说明

图1为本发明的一体船的主视图；

图2为本发明的一体船的俯视图；

图3为本发明中一体船的抛石装置的右视图；

图4为图2中b处放大图；

图5为图1中a处放大图；

图6为本发明中一体船的溜槽翻转后的搁置示意图；

图7为本发明中一体船的溜槽供料装置的主视图；

图8为本发明中一体船的溜槽供料装置的俯视图；

图9为图1中c处放大图；

图10为本发明中一体船的夯实装置的右视图；

图11为图10中d处放大图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

如图1至图11所示：一种抛石、夯实一体船，包括船体1，本实施例中，在船体1的一侧设有悬板11，在悬板11上设有月池10，在船体1上设有跨过月池10的抛石装置2，在船体1设有溜槽搁置架。

抛石装置2包括沿月池2的长度方向平行设置的两条以上的抛石滑轨21，本实施例中，抛石滑轨21的数量为两条，分别设在月池10长度方向的两侧，抛石滑轨21为工字型滑轨，工字型滑轨包括两条凹槽。

在抛石滑轨上设有抛石小车装置3，在抛石小车装置3上设有溜槽升降装置4，在溜槽升降装置4内设有溜槽5，在抛石小车装置3上设有为溜槽5供料的溜槽供料装置6；在船体1上设有驱动抛石小车装置3沿抛石滑轨21运动的抛石驱动装置7。

抛石小车装置3包括抛石小车架30，在抛石小车架30上设有三组以上的承托抛石小车架30的抛石小车行走轮组31，抛石小车行走轮组31至少与两条以上的抛石滑轨21配合，本实施例中，抛石小车架30为矩形结构，在抛石小车架30底部的四个角处各设有一个抛石小车行走轮组31，单个抛石小车行走轮组31包括设在抛石小车架30上的抛石小车行走轮支架311，在抛石小车行走轮支架311上设有四个抛石小车行走轮312，抛石小车行走轮312在抛石滑轨21的凹槽内滑动，且每条凹槽中设置两个抛石小车行走轮312，这种设置可以将抛石小车装置3的重力均匀分散到抛石滑轨21上。

在抛石小车架30上还设有三组以上的防止抛石小车架30侧移的抛石小车侧限位轮组32，抛石小车侧限位轮组32至少与两条以上的抛石滑轨21配合，本实施例中，抛石小车侧限位轮组32的数量为四组，分别设在抛石小车行走轮组31的旁边，抛石小车侧限位轮组32包括设在抛石小车架30上的抛石小车侧限位轮支架321，在抛石小车侧限位轮支架321上设有抛石小车侧限位轮322，抛石小车侧限位轮322与抛石滑轨21的侧面配合，从抛石滑轨21的侧面抵挡抛石小车架30，并为抛石小车架30提供导向，避免抛石小车架30卡死在抛石滑轨21上。

溜槽5为横截面为矩形的桁架结构，本实施例中，溜槽5包括依矩形形状布置的四根u型主梁，溜槽5左侧的两条u型主梁的开口朝左，溜槽5右侧的两条u型主梁的开口朝右。

溜槽5包括顶部溜槽51和底部溜槽52，顶部溜槽51与底部溜槽52之间铰接连接,本实施例中，在顶部溜槽51底端的一侧设有第一铰接座511，在底部溜槽52顶端与第一铰接座511相对应的位置设有第二铰接座521，第一铰接座与第二铰接座之间设有翻转铰接轴53；在溜槽5上设置了翻转铰接轴53的一侧设有翻转驱动装置，本实施例中，所述翻转驱动装置为翻转驱动液压缸54，翻转驱动液压缸54的缸体与底部溜槽52相铰接；翻转驱动液压缸54的活塞杆与顶部溜槽51相铰接；在顶部溜槽51底端与设置了翻转驱动液压缸54相对的一侧设有第三铰接座513，在底部溜槽52顶端与设置了翻转驱动液压缸54相对的一侧与第三铰接座513相对应的位置设有第四铰接座524；溜槽5工作时，顶部溜槽51与底部溜槽52竖直连接，在第三铰接座513与第四铰接座524之间插入一根销轴，使第三铰接座513与第四铰接座524可靠连接，在需要翻折顶部溜槽51时，先取掉第三铰接座513与第四铰接座524之间的销轴，再启动翻转驱动液压缸54，将顶部溜槽51翻转，直至顶部溜槽51与溜槽搁置架接触。

在溜槽5靠近溜槽供料装置6的一侧开设有沿溜槽5长度方向的进料口500。

该方案，溜槽5采用横截面为矩形的桁架结构，桁架结构稳定，重量轻，水可以轻易通过桁架，水流对桁架的冲击小，则铺石块时精度高，顶部溜槽51与底部溜槽52之间铰接连接,由于溜槽需要伸入海底，因此溜槽5的长度很长，如果不将溜槽5收折起来，当抛石、夯实一体船在拖航时，无法通过桥底等限高的地方；进料口500沿溜槽长度方向开设，可使溜槽5适应不同深度石块基层的抛石作业。

溜槽升降装置4包括设在抛石小车架30上的溜槽支架40，溜槽支架40竖直设置，溜槽支架40具有溜槽容置腔，溜槽5设在容置腔内，

在溜槽支架40的竖直方向上设有两套以上的溜槽限位装置41，溜槽限位装置41包括设在溜槽支架40水平面横向两侧的横向限位轮组411和设在溜槽支架40水平面纵向两侧的纵向限位轮组412，本实施例中，在溜槽支架40水平面横向两侧设有两组横向限位轮组411，在溜槽支架40水平面纵向两侧设有两组纵向限位轮组412，横向限位轮组411包括横向限位座4110，在横向限位座4110上设有横向限位轴4111，在横向限位轴4111上设有横向限位轮4112；纵向限位轮组412包括纵向限位座4120，在纵向限位座4120上设有纵向限位轴4121，在纵向限位轴4121上设有纵向限位轮4122，横向限位轮4112在u型主梁的凹槽内滑动，纵向限位轮4122在u型主梁的侧壁上滑动。以上结构能保证溜槽5在升降时运行平稳。

在溜槽5的底部设有升降底部滑轮55；在溜槽支架40的顶部设有升降转向滑轮56；在抛石小车架30上设有溜槽升降绞车57，从溜槽升降绞车57发出的溜槽升降钢丝绳绕过升降转向滑轮56和升降底部滑轮55后固定在溜槽支架40的顶部，该设置，升降底部滑轮55可视为动滑轮，以上设置既结构简单，又省力，可使用较小拉力的溜槽升降绞车57，节省制造成本。

溜槽供料装置6包括设在抛石小车架30上的料斗支架60，在料斗支架60的顶部设有料斗61；在抛石小车架30上设有送料滑轨62，在送料滑轨62上设有送料小车63，在送料小车63的顶部设有往溜槽方向倾斜的送料槽64，在抛石小车架30上设有驱动送料小车63沿送料滑轨62滑动的送料驱动装置65，本实施例中，送料驱动装置65为送料驱动液压缸65，送料驱动液压缸65的缸体固定在抛石小车架30上，送料驱动液压缸65的活塞杆与送料小车63相连，设置可沿送料滑轨62滑动的送料小车63，是由于在施工时，送料槽64需要从进料口500伸入到溜槽5中，而施工完后，溜槽5需要上移收折，此时需要将送料槽64从溜槽5中抽出。

抛石驱动装置7包括设在船体1上的抛石绞车70和抛石导向滑轮71，抛石绞车70设在抛石滑轨21的一端，抛石导向滑轮71设在抛石滑轨21的另一端，在抛石绞车70上缠绕有抛石驱动钢丝绳72，抛石驱动钢丝绳72的一端与抛石小车架30靠近抛石绞车70的一侧相连，抛石驱动钢丝绳72的另一端绕过抛石导向滑轮71后与抛石小车架30靠近抛石导向滑轮71的一侧相连；以上结构，通过抛石绞车70的正反转即可实现抛石小车架30沿抛石滑轨21的双向运动。

在船体1上设有夯实装置8，夯实装置8包括平行设置在船体1上的两条以上的夯实滑轨81，本实施例中，夯实滑轨共用抛石滑轨的一条滑轨，夯实滑轨81为工字型滑轨，工字型滑轨包括两条凹槽，在夯实滑轨81和抛石滑轨21上设有夯实小车装置82，在夯实小车装置82上设有夯锤提升装置83和振动夯锤装置84，夯锤提升装置83驱动振动夯锤装置84做升降运动；在船体1上设有驱动夯实小车装置82沿夯实滑轨81运动的夯实驱动装置85。

夯实小车装置82包括夯实小车架86，在夯实小车架86上设有三组以上的承托夯实小车架86的夯实小车行走轮组87，本实施例中，夯实小车架86为矩形结构，夯实小车行走轮组87的数量为四组，分别设在夯实小车架86底部的四个角处，其中两组与抛石滑轨21配合，两组与夯实滑轨81配合，夯实小车行走轮组87包括设在夯实小车架86底部的夯实小车铰接座860，在夯实小车铰接座860上铰接有夯实小车行走轮主支架870，在夯实小车行走轮主支架870的一端设有夯实小车行走轮8701，在夯实小车行走轮主支架870的另一端铰接有夯实小车行走轮副支架871，在夯实小车行走轮副支架871上设有一个以上的夯实小车行走轮8701，本实施例中，工字型夯实滑轨81每侧的凹槽内均设有三个夯实小车行走轮8701，即每组夯实小车行走轮组87包括六个夯实小车行走轮8701，这是由于振动夯锤装置84的重量非常重，尽可能地多设置夯实小车行走轮8701能分散振动夯锤装置84的重量，另外夯实小车行走轮主支架870与夯实小车铰接座860铰接、夯实小车行走轮副支架871与夯实小车行走轮主支架870铰接的设置可使夯实小车行走轮8701充分与夯实滑轨81接触。

在夯实小车架86上还设有三组以上的防止夯实小车架86侧移的夯实小车侧限位轮组88，本实施例中，夯实小车侧限位轮组88的数量为四组，分别设在夯实小车行走轮组87的旁边，夯实小车侧限位轮组88包括设在夯实小车架86上的夯实小车侧限位轮支架883，在夯实小车侧限位轮支架883上设有夯实小车侧限位轮884，一侧的夯实小车侧限位轮884与抛石滑轨21的侧面配合，另一侧的夯实小车侧限位轮884与夯实滑轨81的侧面配合，夯实小车侧限位轮884分别从抛石滑轨21的侧面和夯实滑轨81的侧面抵挡夯实小车架86，并为夯实小车架86提供导向，防止夯实小车架86卡死在抛石滑轨21和夯实滑轨81上。

夯锤提升装置83包括夯锤提升绞车830，在夯实小车架86上设有悬臂861，在悬臂861上设有夯锤提升定滑轮831，在振动夯锤装置84上设有夯锤提升动滑轮840，从夯锤提升绞车830发出的钢丝绳绕过夯锤提升定滑轮831和夯锤提升动滑轮840后固定在悬臂861上，该方案，夯锤提升动滑轮840在夯锤提升装置83中可视为动滑轮，这种设置既结构简单，又省力，可使用较小拉力的夯锤提升绞车830，节省制造成本。

夯实驱动装置85包括设在船体1上的夯实绞车850和夯实导向滑轮851，夯实绞车850设在夯实滑轨81的一端，夯实导向滑轮851设在夯实滑轨81的另一端，在夯实绞车850上缠绕有夯实驱动钢丝绳852，夯实驱动钢丝绳852的一端与夯实小车架86靠近夯实绞车850的一侧相连，夯实驱动钢丝绳852的另一端绕过夯实导向滑轮851后与夯实小车架86靠近夯实导向滑轮851的一侧相连，以上结构，通过夯实绞车850的正反转即可实现夯实小车架86沿夯实滑轨81的双向运动。

振动夯锤装置84包括夯锤吊架841、振动锤座842、连接座843和夯板844，夯锤提升动滑轮840设在夯锤吊架841的顶部，在夯锤吊架841的底部中心设有吊耳8411，在吊耳8411上竖直设有腰形通孔8412，在振动锤座842的顶部设有铰接耳8421，夯锤吊架841与振动锤座842之间通过吊耳8411和铰接耳8421铰接连接，在夯锤吊架841与振动锤座842之间还设有稳固钢丝绳845，连接座843的顶部与振动锤座842的底部相连，连接座843的底部与夯板844的顶部相连，在振动锤座842上设有振动锤8420，该方案，在吊耳8411上设置的腰形通孔8412，为铰接耳8421的振动提供空间，可防止振动锤8420工作时产生的振动往夯锤吊架841上传递，由于夯板844重量大，设置稳固钢丝绳845可使夯锤吊架841与振动锤座842之间的连接更稳固。

在夯实小车架86上还设有油管提升装置9，油管提升装置9包括设在夯实小车架86顶部的油管吊架91，在油管吊架91的顶部设有吊架悬架92，在油管吊架91的底部设有绞车安装平台93，在绞车安装平台93上设有油管提升绞车94，在吊架悬架92上设有油管提升定滑轮95，从油管提升绞车94发出的钢丝绳绕过油管提升定滑轮95，在油管提升绞车钢丝绳的自由端设置吊钩96，本实施例中，振动锤8420采用液压驱动，而液压泵站是设置在夯实小车架86上的，因此在夯实小车架86与振动锤8420之间需要设置液压油管，抛石、夯实一体船在拖航时，需要将振动夯锤装置84抬升，同时也要将液压油管抬升，防止液压油管在海中拖行而损坏，因此设置油管提升装置9来抬升液压油管。

一种抛石、夯实一体船的工作方法，包括以下步骤：

s1、在码头将石块补充到船体上；在船体上布置转运机械；转运机械包括铲运机；

s2、将船体拖航至预定水域；

s3、启动翻转驱动装置，翻转驱动装置驱动顶部溜槽直立；同时在在顶部溜槽与底部溜槽之间设置销轴；