管4之间通过液压缸连接，整平头42可相对抛石管4上下运动。所述整平头42上设有校准补偿模块，通过与GPS定位单元和液压缸配合使用，通过检测整平头42跟随抛石管4产生的的高度变化，实时进行补偿，确保整平头42时刻处于设定的标高范围内；所述整平头42上还设有铺设测量模块，铺设测量模块用于实时探测已铺设石料层上表面至该铺设测量模块探头之间的距离，然后根据整平头42的绝对高度，计算出该铺设测量模块探头的绝对高度，进而得出已铺石料层上表面的绝对高度，即已铺石料层上表面的标高，从而保证基床铺设质量。
[0039]鉴于抛石管4始终在做Z字形移动，水平移动速度不变，而且抛石管4的下部始终存有石料，即抛石管4的抛石速度是一定的；在这种情况下，只要通过补偿、保证整平头42的标高稳定，则铺设后石料层上表面的标高肯定一致，能够满足要求。
[0040]本发明还公布了一种基于上述深水碎石基床施工装置的施工方法，具体包括以下步骤:
[0041]S1:通过GPS定位单元对所述整平船I的工作位置进行定位，并用引导锚缆将所述整平船I初步固定，如图2所不；
[0042]S2:启动抬升机构21，将支腿2伸出，直至所有支腿2的底端均插入海床中；
[0043]S3:继续启动抬升机构21，将所述整平船I抬升至船底离开水面；此时船身已彻底离开水面，水面的波动不会对船身的高度造成任何影响，与整平船I连接的抛石管4的高度也不会受水面波动的影响，整平头42波动较小，通过校准补偿模块就可以满足作业要求，保证基床铺设的质量，如图3所示。
[0044]S4:通过升降模块41将抛石管4升入水底的作业面附近，经校准补偿模块对整平头42的高度进行调整，如图4所示；
[0045]S5:将所述抛石管4与供料船7连接，开始抛石作业，如图5和6所示；
[0046]S6:启动行走大车5和行走小车6，带动抛石管4在月池3范围内呈Z字形移动，直至作业结束。
[0047]如图7所示，抛石作业过程中，所述校准补偿模块实时检测所述整平头42的高度，并通过连接在抛石管4与整平头42之间的液压缸，调整整平头42的高度，整个抛石作业过程始终保持所述抛石管4底部高度接近设定值，以确保整平头42能够保持在正常高度范围内。
[0048]由以上实施例可以看出，本发明通过在整平船I上设置可向下伸出的若干支腿2，将支腿2插入海床固定后，再将船身举至脱离水面的高度，排除了海浪等造成的水面波动对船身高度的影响，而抛石管4与整平船I连接，因此抛石管4的高度也不受水面波动影响，至于海底水流造成的轻微影响，则可通过GPS定位单元、引导锚缆与校准补偿模块配合使用，实时进行微调，使得本发明所述深水碎石基床施工装置及方法可以适应风浪较大或水面波动加大的水域。通过行走大车5、行走小车6组以及升降单元的组合，实现了抛石管4在三个维度上的调整，定位准确、精度高、效率高。
[0049]本发明采用专用整平船I进行基床整平施工，其精度高、效率高、受风、浪、流等海况及外界因素影响小。
[0050]本发明实现了在外海离岸深水条件下，将船舶抬离水面施工，船体受外界因素影响较小，相当于将水下施工转换为路上施工，石料通过抛石管4直接被铺设在基槽中，无需抛石后再执行整平作业，一次即可完成；抛石管4顶部设置GPS定位单元，底部设置校准补偿模块，通过补偿，整平头42的高度可以保持在正常范围内，保证其高精度施工。
[0051]本方法需建造专用整平船，其造价较高，适合有高精度要求的大型工程。
[0052]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种深水碎石基床施工装置，包括整平船(I)，其特征在于，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⑷:所述抛石管⑷的一端与供料船(7)连接，另一端伸出到整平船⑴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。
2.如权利要求1所述的深水碎石基床施工装置，其特征在于，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。
3.如权利要求2所述的深水碎石基床施工装置，其特征在于，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； 所述抛石管(4)通过所述升降模块(41)与所述行走小车(6)连接，所述升降模块(41)用于带动抛石管(4)上升或下降。
4.如权利要求1所述的深水碎石基床施工装置，其特征在于，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。
5.如权利要求1所述的深水碎石基床施工装置，其特征在于，所述抛石管(4)伸入整平船(I)下方的一端设有整平头(42);所述整平头(42)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(42)的高度。
6.如权利要求1所述的深水碎石基床施工装置，其特征在于，所述抛石管(4)的顶端通过皮带运输机与所述供料船(7)连接。
7.基于权利要求1-6任一项所述深水碎石基床施工装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤: 51:通过GPS定位单元对所述整平船(I)的工作位置进行定位，并用引导锚缆将所述整平船⑴初步固定； 52:启动抬升机构(21)，将支腿(2)伸出，直至所有支腿(2)的底端均插入海床中； 53:继续启动抬升机构(21)，将所述整平船(I)抬升至船底离开水面； 54:通过升降模块(41)将抛石管(4)的底端下降至水底的作业面附近； 55:通过皮带运输机将所述抛石管(4)与供料船(7)连接，皮带运输机向所述抛石管(4)输送石料，开始抛石作业； 56:启动行走大车(5)和行走小车(6)，带动抛石管(4)在月池(3)范围内呈Z字形移动，直至作业结束。
8.如权利要求7所述的深水碎石基床施工方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述皮带运输机持续向所述抛石管(4)输送石料，并保持所述抛石管(4)中始终存有石料。
9.如权利要求7所述的深水碎石基床施工方法，其特征在于，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(42)的高度。
10.如权利要求7所述的深水碎石基床施工方法，其特征在于，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。
【专利摘要】本发明属于海底基床铺设技术领域，公开了一种深水碎石基床施工装置及方法，该装置包括整平船，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：所述抛石管的一端通过皮带运输机与供料船连接，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。本发明通过设置支腿，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。
【IPC分类】E02D15-10
【公开号】CN104674818
【申请号】CN201510084616
【发明人】林鸣, 李一勇, 刘德进, 尹海卿, 徐善忠, 张建军, 魏红波, 刘亚平, 于宁飞
【申请人】中交第一航务工程局有限公司, 中交一航局第二工程有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月16日