一种深水碎石基床施工装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及海底基床铺设技术领域，特别涉及一种深水碎石基床施工装置及方法。
【背景技术】
[0002]现有技术一般采用浮式铺设平台船进行基床整平施工。其原理为:布料管可以沿着船侧水平(即纵向)移动，船舶本身沿定位粧移动，实现布料管的横向水平移动，使布料管口形成Z字形轨迹，铺设Z字形带状碎石基础。由波浪引起的船舶升沉运动，会导致布料管口高程的变化，影响布料质量；现有技术是通过设置在抛石管口的高灵敏度波浪补偿装置进行调节和补偿，确保布料管管口高程不变或受控。在水面较平静或波浪较小的水域，带定位粧的浮式整平船基本可以满足施工要求；但这种方法工作时船舶为正浮态，船身的高度以及抛石管口的高度受波浪影响很大，波浪补偿装置需要实时处理船舶横摇、纵摇和垂直方向运动引起的抛石管口空间位置变化。在流速快、波高和涌浪大等状态下，由于锚缆定位系统具有一定弹性，抛石管跟随船位波动幅度增大，将影响垫层成型精度，补偿装置因补偿行程增大、滞后响应时间增加导致整平精度降低，甚至超出补偿范围，无法保证正常施工。
【发明内容】
[0003](一 )要解决的技术问题
[0004]本发明要解决的技术问题是:为解决现有的深水碎石基床铺设受风浪影响较大，由于布料管口位置变化较大，补偿装置无法正常工作，基床铺设质量无法保证的问题。
[0005]( 二)技术方案
[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种深水碎石基床施工装置，包括整平船，所述整平船上设有:支腿:所述支腿可收起或伸出到整平船下方，用于支撑并固定所述整平船；抛石管:所述抛石管的一端与供料船连接，另一端伸出到整平船下方，用于将供料船上的石料送入水底；所述抛石管可相对整平船上升、下降或水平移动；GPS定位单元:所述GPS定位单元用于对整平船进行定位。
[0007]其中，所述整平船的中部设有月池，所述月池底部敞开，所述抛石管通过所述月池伸出到整平船下方。
[0008]其中，所述抛石管通过运动单元与所述整平船连接；所述运动单元包括:行走大车、行走小车和升降模块；所述行走大车滑动连接在所述月池的一对横向设置的平行边上，所述行走大车可沿该平行边在水平面内纵向移动；所述行走小车与行走大车滑动连接，所述行走小车可沿行走大车纵向移动；所述抛石管通过所述升降模块与所述行走小车连接，所述升降模块用于带动抛石管上升或下降。
[0009]其中，所述支腿通过抬升机构与所述整平船连接，所述抬升机构带动支腿收起或伸出到整平船下方。
[0010]其中，所述抛石管伸入整平船下方的一端设有整平头；所述整平头上设有铺设测量模块和校准补偿模块，铺设测量模块用于探测已铺设石料的高度，校准补偿模块用于实时调整所述整平头的高度。
[0011]其中，所述抛石管的一端通过皮带运输机与所述供料船连接。
[0012]基于上述深水碎石基床施工装置的施工方法，包括以下步骤:
[0013]S1:通过GPS定位单元对所述整平船的工作位置进行定位，并用引导锚缆将所述整平船初步固定；
[0014]S2:启动抬升机构，将支腿伸出，直至所有支腿的底端均插入海床中；
[0015]S3:继续启动抬升机构，将所述整平船抬升至船底离开水面；
[0016]S4:通过升降模块将抛石管的底端下降至水底的作业面附近；
[0017]S5:通过皮带运输机将所述抛石管与供料船连接，皮带运输机向所述抛石管输送石料，开始抛石作业；
[0018]S6:启动行走大车和行走小车，带动抛石管在月池范围内呈Z字形移动，直至作业结束。
[0019]其中，所述步骤S6中，所述皮带运输机持续向所述抛石管输送石料，并保持所述抛石管中始终存有石料。
[0020]其中，抛石过程中，所述校准补偿模块用于实时检测并调整所述整平头的高度。
[0021]其中，抛石过程中，所述铺设测量模块用于实时探测已铺石料层的上表面至该铺设测量模块之间的距离，以确认铺设质量。
[0022](三)有益效果
[0023]上述技术方案具有如下优点:本发明公布了一种深水碎石基床施工装置及基于该深水碎石基床施工装置的施工方法，通过设置支腿，将整平船的船身抬离水面，彻底排除了波浪对船身高度的影响，确保抛石管口的高度受控，保证基床高效率、高精度地铺设。
【附图说明】
[0024]图1是本发明所述?米水碎石基床施工装置的结构不意图；
[0025]图2是本发明所述深水碎石基床施工方法的施工流程图之一；
[0026]图3是本发明所述深水碎石基床施工方法的施工流程图之二 ；
[0027]图4是本发明所述深水碎石基床施工方法的施工流程图之三；
[0028]图5是本发明所述深水碎石基床施工方法的施工流程图之四；
[0029]图6是本发明所述深水碎石基床施工方法的施工流程图之五；
[0030]图7是本发明所述整平头处于验收状态的结构示意图。
[0031]其中，1、整平船；2、支腿；21、抬升机构；3、月池；4、抛石管；41、升降模块；42、整平头；5、行走大车；6、行走小车；7、供料船。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0033]如图1和7所示，本发明一种深水碎石基床施工装置，包括整平船I，所述整平船I上设有:支腿2:所述支腿2可收起或伸出到整平船I下方，用于支撑并固定所述整平船I ;抛石管4:所述抛石管4的一端与供料船7连接，另一端伸出到整平船I下方，用于将供料船7上的石料送入水底；所述抛石管4可相对整平船I上升、下降或水平移动；GPS定位单元:所述GPS定位单元用于对整平船I进行定位。GPS定位单元对整平船I的船身进行定位后，将支腿2伸出并插入海床中，使支腿2被固定，然后将船身抬起至船底离开水面；然后再将抛石管4的一端深入水底的作业面附近，抛石管4的另一端通过皮带运输机与旁边的供料船7连接，开始抛石作业，作业过程中移动抛石管4，实现整个整平船I所在区域内的抛石作业；作业过程中，皮带运输机持续向抛石管输送石料，并保持所述抛石管4中始终存有石料，保证抛石管4在单位时间内抛出石料的量稳定不变。
[0034]具体的，所述皮带运输机由多个独立的运输皮带首尾连接而成，以便在传输过程中调整运输方向，使得供料船7至抛石管4之间的供料路径可弯折，以便适应不同的作业环境。供料船7优选固定在整平船I附近，以方便皮带运输机的固定安装。
[0035]所述整平船I的中部设有月池3，所述月池3底部敞开，所述抛石管4通过所述月池3伸出到整平船I下方。所述抛石管4通过运动单元与所述整平船I连接；所述运动单元包括:行走大车5、行走小车6和升降模块41 ;所述行走大车5滑动连接在所述月池3的一对横向设置的平行边上，所述行走大车5可沿该平行边在水平面内纵向移动；所述行走小车6与行走大车5滑动连接，所述行走小车6可沿行走大车5纵向移动；所述升降模块41分别与行走小车6和抛石管4连接，所述升降模块41用于带动抛石管4上升或下降。
[0036]月池3优选为矩形结构，行走大车5的两端通过滑轨及驱动机构滑动连接在月池3的边缘，并可带动抛石管4在月池3内作横向移动；行走小车6通过滑轨及驱动机构滑动连接在行走大车5上，行走小车6带动抛石管4在行走小车6上移动，实现抛石管4相对月池3的纵向移动，行走大车5与行走小车6相配合，实现抛石管4在整个月池3内的行走，月池3相对应的区域即抛石管4的作业区域；升降模块41可以随时调整抛石管4底端的高度，保证基床铺设质量和铺设精度。
[0037]所述支腿2通过抬升机构21与所述整平船I连接，所述抬升机构21带动支腿2收起或伸出到整平船I下方。在作业时，抬升机构21驱动支腿2伸入海底并插入海床，最后还要将船身举至脱离水面的高度，实现对船身的固定，排除了海浪对船身和抛石管4高度的影响，保证基床铺设。
[0038]其中，所述支腿2伸入整平船I下方的一端设有整平头42，抛石管4内的石子通过整平头抛出；整平头42与抛石