土工布砂袋快速抛填系统及抛填方法与流程

1.本发明涉及一种土工布砂袋快速抛填系统及抛填方法。


背景技术：

2.目前，孟加拉派拉桥项目路线全长2680m，桥梁全长1470m。主桥形式为矮塔式斜拉桥，共计3座主塔，最高塔顶距离桥面25.8m；主桥桥宽19.76m，基础为钻孔灌注桩、高桩承台，过渡墩桩径2.5m，桩长110m，2个墩共计12根，主墩桩径2.5m，桩长130m，3个墩共计40根，下部为钢筋混凝土柱式墩身；上部结构为115m+2
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200m+115m预应力混凝土变截面现浇箱梁，桥面为6.5cm厚沥青混凝土。引桥桥宽18.1m，上部结构为28
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30m预应力混凝土工字梁，共计224片；道路长1270m，其中ch.1+310-ch.1+560和ch.041.86
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ch.3+210段宽22.8m，其余部分为渐变段和加宽段。河岸防护工程包括筑坝、河堤防护、河底清淤、河床土工布砂袋及混凝土预制块抛填工程；其中，河床土工布砂袋（设计尺寸及砂重：0.95米
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1.2米，250kg）抛填616537袋，河堤和河底防护混凝土预制块抛填共有45
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45
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45cm3（设计重量220kg）预制块718840块，45
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45
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30cm3（设计重量146kg）预制块115039块，35
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35
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35cm3（设计重量103kg）预制块1527798块，共计2361677块。收费站工程包括行政大楼1座、收费站1座、交通工程、机电工程。
3.依托孟加拉派拉桥工程建设项目，承建单位及人员：黑龙江省龙建路桥第一工程有限公司孟加拉派拉桥项目部及技术研发相关人员，为确保项目顺利开展，结合孟加拉施工特性，国外的特点、孟加拉当地施工人力、人力成本特点，为了减少设备和人员投入，加快进度，降低成本，尝试诸多施工工艺、施工方法、施工技术、施工机具设备的发明、改造、创新；其中项目部人员自行研发了一项河床土工布砂袋快速抛填技术，并无前例借鉴参考，运用土工布砂袋快速抛填技术提高了土工布砂袋抛填工作效率、节约了时间、减少了设备、人员数量、降低了施工成本，提高了项目效益。
4.其它河床防护土工布砂袋抛填技术介绍如下：首先，在河岸边选一块空阔的相对面积大一些的地面硬化的地方，作为储存砂、装土工布袋的场地。场地里布设一套装袋设备和一个小型塔吊。铲车给装袋设备配砂，装袋设备给土工布袋装砂，塔吊用于把装砂后的土工布砂袋吊放到储砂围护钢板拍子上，摆好。拍子由叉车装到平板车上。平板车把土工布砂袋拉到河边。
5.项目技术和抛填人员根据图纸设计结合抛填驳船尺寸和荷载吨位，在抛填驳船有效长度（指除去驳船自带船工房屋和后配置卷扬机、发电机所占长度后的长度）内计算每单位面积船表面需要摆放多少土工布砂袋、如何摆放才能达到船边侧对应位置设计每单位面积的用量。
6.河边平板车上的土工布砂袋由吊车一拍一拍吊放到抛填驳船上，按照上面数量要求和摆放要求装好驳船。抛填船只在船有效宽度范围摆放抛填土工布砂袋。同时，驳船中间留出一定空间，停放一台钩机，用于土工布砂袋抛填时钩机的工作面。整船装好后，抛填驳船由推轮推到抛填预定位置，靠在提前等在这个位置的定位驳船边。定位船上装有gps定位
系统，它在抛填船到达之前按照设计已经由gps定位系统精确定好了抛填位置。
7.抛填驳船靠到定位船后，工人用绳索把抛填船和定位船锁好。由钩机在空置区域反复行走，一次次把不同位置的土工布砂袋推下河。整船推完后，再到岸边装土工布砂袋。
8.其缺点：抛填驳船运载量利用率低（大部分空间用于钩机工作面，不能全部用于拉土工布砂袋），和派拉桥项目土工布砂袋快速抛填技术比，同样量需要多次往返装运，时间长、效率低、人员需要量多，人力成本很高；同时需要多配一台55吨汽车吊车，一台50铲车、多台叉车、一台平板车、一套小型塔吊。综合成本高。


技术实现要素：

9.本发明的目的是提供一种土工布砂袋快速抛填系统及抛填方法，可大幅度提高土工布砂袋抛填的工作效率；它配置、结构简单，易制作，使用方便。造价低，效果好，效率快，效益高。
10.上述的目的通过以下的技术方案实现：一种土工布砂袋快速抛填系统，其组成包括：驳船和供砂船，所述的驳船和所述的供砂船通过绳索连接，所述的驳船设置有储砂区域，且所述的储砂区域上具有钩机，所述的驳船宽度的三分之二处用储砂围护钢板围起，围起区域为所述的储砂区域，所述的驳船宽度的其余三分之一处安装有配砂系统，所述的驳船上设置有房屋，驳船上的四个角落各安装一台5t慢速卷扬机和一个滑轮，其中房屋的屋顶安装有dgps实时差分全球定位系统、rtk实时动态定位系统和发射器，且dgps实时差分全球定位系统、rtk实时动态定位系统和发射器与电脑连接，所述的房屋前安装有一台50kw发电机。
11.所述的土工布砂袋快速抛填系统，所述的50kw发电机与5t慢速卷扬机连接，所述的5t慢速卷扬机钢丝绳连接驳船四个角的100-150米远和船边线大约成45度角的锚点上。
12.所述的土工布砂袋快速抛填系统，所述的配砂系统的上面为储砂、配砂仓，下面为沿驳船纵向每3米做一个装袋漏斗，每个装袋漏斗下连接一套可以左右配料的皮带运输机，总共设11套运输系统。
13.所述的土工布砂袋快速抛填系统，所述的皮带运输机的两端再配置22个小推车，每个所述的小推车上放置有一袋250kg的土工布砂袋，且在所述的驳船边连接有5公分高的型钢挡。
14.所述的土工布砂袋快速抛填系统及抛填方法：（1）抛填前，施工技术人员必须通过精确的地形图，测深法和水文测量法从工作区域收集相关数据，定期的河流断面，重要的各时期的水位和地平面，层厚度的测量通常基于放置指定材料前后的水平标高，在干燥地方，可以通过在校平杆底部装有直径为200mm的半球校平杆进行工作后校平，通常应沿着护岸工程的坡度在相距5m的直线上测量抛填的厚度，并在每条直线上以一米的间隔记录下来，对于水下测量，将使用足够精度的dgps、rtk进行定位和dual frequency echosounder进行水文勘测以确定层厚；（2）由项目经理和物资管理人员确定合格抛填砂供应商；根据每日抛填用量确认供应砂船数量，供应砂船到达现场，直接靠在提前等在这个位置的定位、倒砂、运砂、储砂、装袋、计量、抛填一体化船边，一体化船上装有dgps\rtk定位系统，它在供砂船到达之前按照设计已经由dgps\rtk定位系统和卷扬机精确定好了抛填位置；
（3）供砂船靠到一体化船储砂区域侧后，工人用绳索把供砂船和一体化船锁好。一体化船储砂区域的钩机从供砂船里把砂倒运到一体化船储砂区域，再把砂装到配砂系统的储砂、配砂仓里，由装袋漏斗下的皮带机在控制系统的控制下，装满22个土工布砂袋，最后由22个小推车抛到河里设计位置，直至达到设计量；（4）外侧一米抛完后，一体化船按照dgps\rtk定位系统的指示，由卷扬机挪移到下一个位置，按照以上程序，继续抛填土工布砂袋，一船抛完后，下一艘供砂船靠过来，重复以上过程，直至项目完成。
15.本发明的有益效果：1.本发明为了减少设备和人员投入，降低成本，尝试诸多施工工艺、施工方法、施工技术、施工机具设备的发明、改造、创新；其中项目部人员自行研发了一项河底土工布砂袋快速抛填技术，并无前例借鉴参考，运用土工布砂袋快速抛填技术提高了土工布砂袋抛投工作效率、节约了时间、减少了设备、人员数量、降低了施工成本，提高了项目效益。
16.本发明dgps实时差分全球定位系统和rtk实时动态定位系统的精确定位和dual frequency echosounder双频回声测深系统的精确测深综合到定位、倒砂、运砂、储砂、装袋、计量、抛填一体化船上，节省许多设备，由定位、倒砂、运砂、储砂、装袋、计量、抛填一体化船结合小型卷扬机的拉力、定位作用和滑轮的导向、省力功能完成土工布砂袋快速、准确按照设计用量抛填进设计区域。
17.本发明主要通过高精度的dgps\rtk进行定位和dual frequency echosounde进行河床原始标高、水深、抛填厚度测量结合一艘船定位、倒砂、运砂、储砂、装砂、计量、抛填一体化功能，实际抛填项目现场的土工布砂袋，经多次实践，不断改进、优化、完善的结果。对土工布砂袋快速抛填技术进行研究，提出符合河床防护土工布砂袋快速抛填的方案；我们将土工布砂袋快速抛填技术用于河床防护土工布砂袋抛填施工中，充分发挥了仪器、设备、驳船、工具的作用，实现了提高效率、降低成本的目的。土工布砂袋快速抛填技术，除了购买dgps、rtk、dual frequency echosounder测量仪器及租、购主要设备外，其它附属设施加工简单，成本低，并且整套系统操作方便，易于施工，速度快，属于充分优化资源配置的发明创新；我们通过土工布砂袋快速抛填技术的实际应用和其它的防护土工布砂袋抛填技术比较，得出土工布砂袋快速抛填技术应用性能更高；并依托孟加拉派拉桥项目，在施工中印证了发明创新成果。经数据分析，经济对比，提高了工作效率、降低了施工成本；可大范围推广应用。
18.附图说明：附图1是本发明的结构示意图。
19.附图2是附图1的主视图。
20.附图3是配砂系统的结构示意图。
21.图中：1、驳船，2、供砂船，3、绳索，4、储砂区域，5、钩机，6、储砂围护钢板，7、配砂系统，8、房屋，9、5t慢速卷扬机，10、dgps实时差分全球定位系统，11、rtk实时动态定位系统，12、发射器，13、50kw发电机，14、钢丝绳，15、钢挡，16、小推车，17、皮带输送机，18、土工布砂袋。
22.具体实施方式：实施例1：
一种土工布砂袋快速抛填系统，其组成包括：驳船1和供砂船2，所述的驳船和所述的供砂船通过绳索3连接，所述的驳船设置有储砂区域4，且所述的储砂区域上具有钩机5，所述的驳船宽度的三分之二处用储砂围护钢板6围起，围起区域为所述的储砂区域，所述的驳船宽度的其余三分之一处安装有配砂系统7，所述的驳船上设置有房屋8，驳船上的四个角落各安装一台5t慢速卷扬机9和一个滑轮，其中房屋的屋顶安装有dgps实时差分全球定位系统10、rtk实时动态定位系统11和发射器12，且dgps实时差分全球定位系统、rtk实时动态定位系统和发射器与电脑连接，所述的房屋前安装有一台50kw发电机13。
23.实施例2：根据实施例1所述的土工布砂袋快速抛填系统，所述的50kw发电机与5t慢速卷扬机连接，所述的5t慢速卷扬机钢丝绳14连接驳船四个角的100-150米远和船边线大约成45度角的锚点上。
24.实施例3：根据实施例1或2所述的土工布砂袋快速抛填系统，所述的配砂系统的上面为储砂、配砂仓，下面为沿驳船纵向每3米做一个装袋漏斗，每个装袋漏斗下连接一套可以左右配料的皮带运输机，总共设11套运输系统。
25.实施例4：根据实施例1或2或3所述的土工布砂袋快速抛填系统，所述的皮带运输机的两端再配置22个小推车16，每个所述的小推车上放置有一袋250kg的土工布砂袋，且在所述的驳船边连接有5公分高的型钢挡15。
26.实施例5：土工布砂袋快速抛填技术介绍如下：（1）土工布砂袋快速抛填技术船加工、制作方法土工布砂袋快速定位、倒砂、运砂、储砂、装袋、计量、抛填一体化船：首先在驳船房屋顶上设置dgps、rtk接收、发射器，连接电脑，通过电脑安装的水上测量导航软件对船进行定位；在房前安装一台50kw发电机，无常电时发电机发电供给卷扬机。然后，在船四个角再各安装一台5t慢速卷扬机和一个滑轮，卷扬机的钢丝绳连接船四个角的100-150米远和船边线大约成45度角的锚点上，根据定位需要调整四个角卷扬机，就可以到达设计位置。
27.然后，把驳船宽度3分之2处用储砂围护钢板围起来，作为储砂区域。储砂区域里停一台钩机，等供砂船靠到位，从供砂船里把砂倒运到储砂区域，然后装到配砂系统的储砂、配砂仓里。驳船宽度3分之1处加工装袋配砂系统；配砂系统上面是储砂、配砂仓，下面是沿船纵向每3米做一个装袋漏斗，每个装袋漏斗下连接一套可以左右配料的皮带运输机。总共设11套运输系统。这样每次可以依次装22袋土工布砂袋，速度很快，效率非常高。其控制系统可以控制装袋时间、装袋数量及装袋重量，达到各项计量作用。在皮带机下面空间，对应皮带机两端再配置22个小推车，每个小推车上可以放一袋250kg的土工布砂袋。船边焊5公分高的型钢挡，小推车带着装完砂的土工布砂袋推到船边，靠在型钢挡上。小推车向外倾斜，土工布砂袋就滑到河里设计位置。这样快速抛填技术船就加工、制作完成了。
28.土工布砂袋快速抛填技术船通过以上的各项配置就可以完成定位、倒砂、运砂、储砂、装袋、计量、抛填一体化的任务。
29.（2）土工布砂袋快速抛填施工
首先，抛填前，施工技术人员必须通过精确的地形图，测深法和水文测量法从工作区域收集相关数据（定期的河流断面，重要的各时期的水位和地平面）。层厚度的测量通常基于放置指定材料前后的水平标高。在干燥地方，可以通过在校平杆底部装有直径为200mm的半球校平杆进行工作后校平。通常应沿着护岸工程的坡度在相距5m的直线上测量抛填的厚度，并在每条直线上以一米的间隔记录下来。对于水下测量，将使用足够精度的dgps、rtk进行定位和dual frequency echosounder进行水文勘测以确定层厚。
30.然后，由项目经理和物资管理人员确定合格抛填砂供应商；根据每日抛填用量确认供应砂船数量。供应砂船到达现场，直接靠在提前等在这个位置的定位、倒砂、运砂、储砂、装袋、计量、抛填一体化船边。一体化船上装有dgps\rtk定位系统，它在供砂船到达之前按照设计已经由dgps\rtk定位系统和卷扬机精确定好了抛填位置。
31.供砂船靠到一体化船储砂区域侧后，工人用绳索把供砂船和一体化船锁好。一体化船储砂区域的钩机从供砂船里把砂倒运到一体化船储砂区域，再把砂装到配砂系统的储砂、配砂仓里，由装袋漏斗下的皮带机在控制系统的控制下，装满22个土工布砂袋，最后由22个小推车抛到河里设计位置，直至达到设计量。
32.外侧一米抛完后，一体化船按照dgps\rtk定位系统的指示，由卷扬机挪移到下一个位置，按照以上程序，继续抛填土工布砂袋。一船抛完后，下一艘供砂船靠过来，重复以上过程，直至项目完成。