专利名称：多腔室桶形基础下沉、起浮的控制方法及控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及滩涂区域设备施工平台工程技术领域，具体地，涉及其中应用的多腔室桶形基础的下沉、起浮的控制方法以及进行该下沉、起浮控制的控制装置。
背景技术：
近年来，随着风力发电技术的发展以及陆上可利用风资源的日趋减少，越来越多 的风力发电企业将发展方向转向浅海区域风力资源的利用，我国的地理位置优势也为浅海 区域(尤其是滩涂区域)风资源的利用提供了便利条件。但是，由于滩涂区域经常出现涨 潮、退潮等自然现象，而且滩涂泥面承载力较低，这也给滩涂区域设备施工带来了极大的挑 战，如何使滩涂区域设备施工平台更加平稳地定位成为亟需解决的问题之一。最近，已经研发出多腔室桶形基础结构，该多腔室桶形基础为内部围绕多腔室桶 形基础的中心轴线纵向分隔出彼此不连通的多个腔室的桶形结构，每个腔室通过相应的管 路与负压沉贯设备连通，在作为施工平台的定位件时，将多腔室桶形基础的开口端朝向滩 涂底面进行下沉定位，由于这种多腔室桶形基础与其上连接的设备施工平台是可分离的， 当需要对施工平台进行定位时，先将该桶形基础定位在滩涂底面一定深度处，在定位的过 程中，通过调节与各个腔室连通的管路内的水流量来对多腔室桶形基础进行调平，同时，控 制其下沉的深度，从而使该桶形基础稳固地定位在滩涂底面内，然后接合施工平台，因此可 以保证设备施工平台定位的平稳性，当需要拆离时，先将施工平台拆离，然后进行该多腔室 桶形基础的起浮操作，利用离心泵向各个腔室内注水并进行调平，使得多腔室桶形基础能 够平稳地起浮，然后利用起吊装置将其吊离水面。桶形负压基础平台属于浅海区域的支撑式平台。目前，多腔室桶形基础的下沉定 位及起浮都靠人工监视桶基沉入或起浮高深度，并调节其水平度。由于滩涂海域施工情况 复杂，依靠人工操作存在如下几方面的问题1、由于滩涂底面泥土的软硬程度不均勻，在对各腔室进行抽水或注水的过程中， 多腔室桶形基础经常会发生一定程度的倾斜，由于多腔室桶形基础是在水下定位的，靠人 工检测难度较大，而且容易造成判断失误，其水平度的准确性低，控制精度较差；另一方面， 靠人工检测实现下沉定位及起浮的方法依赖于操作人员的熟练程度，在作业时需要多个 (通常需要3-4个)操作人员熟练操作桶形基础的升降，操作复杂，劳动强度大，增加了人工 和时间成本；2、人工检测过程中经常需要对多腔室桶形基础进行水平度调整，而且通常是在桶 形基础出现较大偏斜时才容易被发现，这会破坏水下软土地基，导致定位的不稳定，建立在 这种基础上的平台在遭受海浪、风等水平载荷时可能会出现平台的倾斜，危及平台上的设 备以及作业人员的安全，甚至导致平台的倾覆，安全性、可靠性没有保障，另外，软土基础被 破坏后也很难恢复平稳操作；3、正由于通过人工进行多腔室桶形基础的下沉定位和起浮操作难度较大，使得平 台的可移动性差，安装费用较高，重复使用比较困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种多腔室桶形基础的下沉或起浮的控制方 法以及实现上述控制方法的控制装置，以使得在多腔室桶形基础下沉和起浮过程中可靠地 保持多腔室桶形基础的水平度及平稳度，并且能够通过改善下沉和起浮的过程的可控制性 从而使得多腔室桶形基础的可重复利用性得到改善。为解决上述技术问题，一方面，本发明提供了一种多腔室桶形基础下沉的控制方法，该方法包括以下步骤预设步骤，设定多腔室桶形基础需下沉的预设深度以及允许的该 多腔室桶形基础相对于水平面的最大预设倾斜角度；第一检测步骤，在向外抽取多腔室桶 形基础各腔室内的水进行沉降的过程中，利用传感器元件检测多腔室桶形基础下沉的实际 深度及其相对于水平面的实际倾斜角度；比较步骤，当实际倾斜角度大于最大预设倾斜角 度时，执行多腔室桶形基础的自动调平步骤，当实际深度等于预设深度时，停止多腔室桶形 基础的下沉。通过这样的设计，可以保证多腔室桶形基础在整个下沉过程中保持平稳度，这 样一来，不仅不会破坏滩涂底面的基础，而且还提高了多腔室桶形基础的可移动性和可重 复利用性，另外，也降低了下沉控制的时间成本和人工成本。根据本发明的另一方面，其提供了一种多腔室桶形基础起浮的控制方法，包括以 下步骤预设步骤，设定多腔室桶形基础需起浮的预设高度以及允许的多腔室桶形基础相 对于水平面的最大预设倾斜角度；第一检测步骤，在向多腔室桶形基础的各腔室内注水进 行起浮的过程中，利用传感器元件检测多腔室桶形基础起浮的实际高度及其相对于水平面 的实际倾斜角度；比较步骤，当实际倾斜角度大于最大预设倾斜角度时，执行多腔室桶形基 础的自动调平步骤，当实际高度等于预设高度时，停止多腔室桶形基础的起浮。通过这样的 设计，可以保证多腔室桶形基础在整个起浮过程中保持平稳度，这样一来，不仅不会破坏滩 涂底面的基础，而且还提高了多腔室桶形基础的可移动性和可重复利用性，另外，也降低了 起浮控制的时间成本和人工成本。优选地，还包括第二检测步骤在向外抽取多腔室桶形基础各腔室内的水进行沉 降或者向多腔室桶形基础的各腔室内注水进行起浮的过程中，通过设置在多腔室桶形基础 上的真空计检测各腔室内的真空度。这样一来，一方面，如果各个腔室内的真空度保持一 致，说明桶形基础在平稳地沉降或者起浮；另一方面，当桶形基础的下沉至预设深度或上浮 至预设高度时，各个腔室内的真空度达到下沉时的最大极限值或起浮时的最小极限值并保 持不变。由此，通过对各个腔室内的真空度的检测可以实时掌握桶形基础下沉或者起浮的 实际情况，并可以据此采取相应的控制措施。优选地，还包括第三检测步骤在向外抽取多腔室桶形基础各腔室内的水进行沉 降或者向多腔室桶形基础的各腔室内注水进行起浮的过程中，利用设置在与多腔室桶形基 础各个腔室连通的管路上的流量计来检测流过各个管路内的水流量。通过这样的设计，如 果滩涂底面的土层性质比较一致，则在多腔室桶形基础下沉或起浮过程中，各个管路内的 水流量基本上是相同的，即各个流量计显示的数值基本相同，这样，只要调节各个管路内的 水流量使之保持均勻，就可以保证多腔室桶形基础的平稳下沉或起浮了。优选地，在抽水进行沉降或注水进行起浮之前，对通过管路与多腔室桶形基础各 个腔室连通的离心泵进行真空引流，使其处于抽水或注水状态。通过这样的设计，使得离心泵在执行相关抽水或注水操作之前达到抽水与注水的能力，以便于后续操作的顺利进行。
优选地，所述传感器元件包括位移传感器和角度传感器。通过这样的设计，可以实 时检测多腔室桶形基础在下沉或起浮过程中的实际下沉深度或实际起浮高度，以及在下沉 或起浮过程中其相对于水平面的实际倾斜角度，以便于与前述预设数据进行比较，对该下 沉或起浮过程进行实时控制。优选地，这样执行所述自动调平步骤当进行下沉控制时，通过加大与偏高侧腔室 连通的管路内的水流量和/或减小与偏低侧腔室连通的管路内的水流量的方式对倾斜的 多腔室桶形基础进行调平；当进行起浮控制时，通过加大与偏低侧腔室连通的管路内的水 流量和/或减小与偏高侧腔室连通的管路内的水流量的方式对倾斜的所述多腔室桶形基 础进行调平。通过这样的设计，保证了多腔室桶形基础的平稳下沉或起浮。根据本发明的又一方面，提供了一种控制多腔室桶形基础下沉或起浮的控制装 置，该装置包括检测单元，其又包括设置在多腔室桶形基础上的检测其下沉的实际深度 或起浮的实际高度的第一传感器、及检测其相对于水平面的实际倾斜角度的第二传感器； 控制单元，接收第一传感器和第二传感器所检测到的实际深度或实际高度以及多腔室桶形 基础相对于水平面的实际倾斜角度，并将实际倾斜角度与最大预设倾斜角度比较，以确定 是否执行多腔室桶形基础的自动调平操作，并将实际深度或实际高度与预设深度或预设高 度比较，以确定是否停止下沉控制或起浮控制。通过这样的设计，可实现前述的对多腔室桶 形基础的下沉或起浮的控制，从而使其平稳地下沉或起浮。优选地，该检测单元还包括设置在多腔室桶形基础上的检测各个腔室内的真空度 的真空计，并且上述控制单元还接收来自真空计的真空度信号。这样一来，一方面，可以在 下沉或者起浮的过程中调节与各个腔室连通的管路的流量以使各个腔室内的真空度保持 一致，实现桶形基础的平稳下沉或起浮；另一方面，当各个腔室内的真空度达到下沉的最大 极限值或起浮的最小极限值时，桶形基础也下沉至预设深度或者起浮至预设高度。从而提 高了操作人员对桶形基础下沉或起浮的过程的控制。。优选地，进一步包括设置在与多腔室桶形基础各个腔室连通的管路上的流量计， 并且所述控制单元还接收来自所述流量计的信号。优选地，控制单元通过向与多腔室桶形基础的各腔室连通的管路上的节流装置发 送控制信号来执行多腔室桶形基础的自动调平操作。通过这样的设计，可实现对倾斜的多 腔室桶形基础的调平。优选地，控制单元这样向所述节流装置发送控制信号进行自动调平操作当进行 下沉控制时，加大与偏高侧腔室连通的管路内的水流量和/或减小与偏低侧腔室连通的管 路内的水流量；当进行起浮控制时，加大与偏低侧腔室连通的管路内的水流量和/或减小 与偏高侧腔室连通的管路内的水流量。通过这样的设计，实现了对倾斜的多腔室桶形基础 的调平，从而使其平稳下沉或起浮。采用本发明的多腔室桶形基础的下沉、起浮的控制方法及控制装置的有益技术效 果体现在1、由于在多腔室桶形基础上设置了位移传感器和角度传感器，在下沉和起浮的过 程中，利用角度传感器的检测以及调整相应腔室内的水流量进行倾斜角度的实时控制，同 时通过位移传感器进行下沉深度和起浮高度的控制，从而可以更好地保持多腔室桶形基础下沉和起浮过程中的水平度及平稳度，提高了桶形基础的平稳性，而且，这样一来还可以节 省人工成本和时间成本；2、由于通过角度传感器检测桶形基础相对于水平面的倾斜角度，并实时地通过调 整与倾斜侧腔室连通的管路内的水流量进行调平，不仅不会破坏滩涂底面的泥面基础，而 且能够保证施工平台的平稳定位，可以安全、可靠地进行施工；3、由于采用了根据本发明的控制方法，可以比较容易地进行下沉定位和起浮操 作，再加上本方法中的多腔室桶形基础可以与其施工平台分离单独进行下沉定位和起浮操 作，从而提高了多腔室桶形基础以及施工平台的可移动和可重复利用性。
附图构成本说明书的一部分，并与本说明书的其它部分一起用来解释本发明，附 图中图1是根据本发明的多腔室桶形基础下沉、起浮的控制方法的控制原理图；图2是对根据本发明的多腔室桶形基础下沉、起浮的控制方法中使用的离心泵进 行真空引流过程的控制原理图；图3是根据本发明优选实施例的多腔室桶形基础下沉的控制方法的流程示意图；图4是根据本发明优选实施例的多腔室桶形基础起浮的控制方法的流程示意图。
具体实施例方式下面将结合附图详细描述根据本发明的多腔室桶形基础下沉、起浮的控制方法。为便于描述，在结合图1描述根据本发明的多腔室桶形基础下沉、起浮的控制方 法的控制原理图之前，首先结合图2简述离心泵的真空引流过程的控制原理。本领域的技 术人员可以理解的是，在利用离心泵抽水进行下沉控制或者注水进行起浮控制之前，需要 先对离心泵进行真空引流，使之处于抽水或注水的状态。即，在执行离心泵的真空引流操作 时，控制装置会关闭离心泵出水侧的闸阀1，开启真空泵(通过图2中的电控开关1启动电 动机1进行)、连接在真空泵与离心泵之间的闸阀2，对离心泵进行抽真空，当设置在离心 泵出水侧的液位传感器检测到出水侧管路内已经充满水时，说明离心泵腔体内留有足够的 水，之后，关闭真空泵和闸阀2，离心泵腔体内的水回流，使底阀关闭，此时，离心泵已经处于 抽水或注水状态，实现了对离心泵的真空引流。接下来，即可利用离心泵对多腔室桶形基础 进行抽水或注水操作。图1是根据本发明的多腔室桶形基础下沉、起浮的控制方法的原理图。从图中可 以看出，本原理图以具有4个(不以4个腔室为限)彼此不连通的腔室的桶形基础为例对 其工作原理进行了示例性描述。如图所示，包括电动机1、真空泵、电动机2、离心泵的部分 是用来执行离心泵的真空引流操作的(如上面结合图2进行的描述，不再详述)；检测单元 包括设置在多腔室桶形基础上的检测下沉的实际深度h或起浮的实际高度h2的第一传感 器(在本优选实施例中为位移传感器)、及检测实际倾斜角度a工、a 2的第二传感器(在本 实施例中为角度传感器)，设置在多腔室桶形基础上与各个腔室连接的检测各个腔室内的 真空度的真空计，以及设置在与多腔室桶形基础各个腔室连通的管路上的流量计，它们用 来对下沉或起浮过程中的多腔室桶形基础进行相关数据的实时检测，并将相关数据传送给控制单元；控制单元接收第一传感器和第二传感器传送的关于实际深度h或实际高度1!2和 实际倾斜角度a工、a 2的信号，并将实际倾斜角度a工、a 2与最大预设倾斜角度a 1(|、a 20进 行比较，以确定是否执行所述多腔室桶形基础的自动调平操作，并将实际深度h或实际高 度h2与预设深度&或预设高度H2进行比较，以确定是否停止下沉控制或起浮控制。此外， 控制单元还接收由真空计检测到的所述各个腔室内的真空度信号；在离心泵与各个腔室连 通的管路上分别设置有节流装置、流量计，节流装置接收来自控制单元的控制信号进行相 应管路上的流量控制，流量计显示各个管路中的水流量。具体地，在对多腔室桶形基础进行抽水沉降或者注水起浮之前，对离心泵进行真 空引流(如上面结合图2的描述)，之后，启动对多腔室桶形基础的抽水下沉或注水起浮的 控制操作，当下沉控制时，由于向外抽取桶形基础内的水，桶形基础的内部呈负压状态，桶 形基础在外部压力作用下继续下陷；而在起浮时，桶形基础内部的压力呈正压状态，桶形基 础在内部正压力的作用下逐渐起浮。在整个下沉或起浮的过程中，位移传感器、角度传感器 以及真空计对多腔室桶形基础的实际下沉深度或起浮高度、实际倾斜角度以及真空度进行 实时检测并将信号传送给控制单元，控制单元将实际下沉深度或起浮高度、实际倾斜角度 与预设下沉深度或起浮高度以及相应的最大预设倾斜角度进行比较，当实际倾斜角度大于 最大预设倾斜角度时，即向与多腔室桶形基础的倾斜侧连通的管路上的节流装置发出流量 调节的信号，对多腔室桶形基础进行调平，使之平稳地下沉或起浮；流量计实时提供各个管 路内的水流量，在显示单元上实时进行显示，另外，当滩涂底面土层性质比较均勻时，各个 管路上的流量显示基本一致则说明多腔室桶形基础是在平稳下沉或上浮的；当实际下沉深 度或起浮高度等于预设下沉深度或起浮高度时，停止下沉或起浮；与桶形基础各个腔室连 接的真空计检测桶形基础下沉或起浮过程中各个腔室内的真空度，如果各个真空计所显示 的各个腔室内的真空度一致，说明桶形基础在平稳地下沉或起浮，如果桶形基础下沉至预 设深度或者起浮至预设高度，则各个腔室内的真空度也达到下沉的最大极限值或者起浮的 最小极限值(该最小极限值近接近大气压力值)。由于预设深度或高度与多腔室桶形基础通过下沉控制或者起浮控制能够下沉的 深度或起浮的高度之间可能存在差异。因此，根据前述实际深度与预设深度或实际高度与 预设高度之间的差异情况，可选择地，根据本发明的下沉/起浮的控制方法还可以进一步 包括附加的步骤(根据本发明的控制装置也可以被设置成还能执行下列相应的操作)如 果桶形基础的下沉深度或者起浮高度并未达到其预设深度或者预设高度时就长时间保持 恒定，则此时桶形基础各个腔室内的真空度也并未达到其下沉时的最大极限值以及上升时 的最小极限值(该最大极限值可根据离心泵的泵压极限值进行确定，最小极限值接近大气 压力值。在采用自动控制装置的情况下，可以预先设置在装置的控制程序中)，此时，桶形 基础还存在继续下沉或者上浮的可能。调节(通过控制装置调节或手动调节)与各个腔室 连通的管路上的节流装置，以使各个腔室内的真空度达到其极限值。如果经过调节，各个腔 室内的真空度仍不能达到极限值并且桶形基础下沉或者起浮的位移不再发生变化(此时， 真空计的真空度再次保持恒定)，则说明已经达到了下沉或者上浮的位移极限，此时，再给 多腔室桶形基础抽水或注水已经无法使其继续下沉或起浮了，这时只需停止下沉或起浮控 制，借助重块使未完全下沉的桶形基础完全下沉或者借助起吊装置将其吊离水面即可。此外，在整个下沉或起浮控制中检测到的各个参数(位移、流量、下沉深度或起浮
8高度、真空度等)可以实时地显示在显示单元上，以便于操作者了解控制过程的进行状态 并可据此采取相应的措施，例如，当真空度再次保持恒定时，停止下沉或起浮控制等。基于上述工作原理，下面将结合图3和图4对本发明的多腔室桶形基础的下沉、起 浮的控制方法的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和 解释本发明，并不用于限定本发明，而且下述步骤的排列也不是对本发明控制方法的实施 顺序的限定，因为这些都是在整个下沉或起浮控制过程中动态地进行的。图3是根据本发明优选实施例的多腔室桶形基础下沉的控制方法的流程示意图， 其具体包括以下步骤步骤S101，设定多腔室桶形基础需下沉的预设深度&以及允许的其相对于水平面 的最大预设倾斜角度a 1(1。其中，由于下沉的最终目的是将多腔室桶形基础完全下沉，因此， 下沉的预设深度可以根据多腔室桶形基础自身的高度等实际情况来设定，而根据实践经 验，为了保持下沉过程中不对滩涂底面造成破坏，该最大预设倾斜角度a 10不应超过1度。步骤S102，在抽水进行沉降之前，对通过管路与多腔室桶形基础各个腔室连通的 离心泵进行真空引流，使离心泵处于抽水状态。步骤S103，在向外抽取多腔室桶形基础各腔室内的水进行沉降的过程中，利用传 感器元件检测所述多腔室桶形基础下沉的实际深度h及其相对于水平面的实际倾斜角度 a ”此处所述的传感器元件是位移传感器和角度传感器，当然，也可以采用其他能够实现 相同功能的元件。通过对多腔室桶形基础在下沉过程中的实际下沉深度以及实际倾斜角度 进行实时检测，可以根据实时检测的数据与预设数据的对比，执行相应的控制步骤。步骤S104，在向外抽取多腔室桶形基础各腔室内的水进行沉降的过程中，通过设 置在多腔室桶形基础上的真空计检测各腔室内的真空度。如前所述，一方面，当桶形基础平 稳下沉时，各个腔室内的真空度保持一致；另一方面，如果桶形基础下沉至预设深度，则此 时各个腔室内的真空度达到最大极限值并保持不变。当然，此处的真空计也可以是压力计、 压力传感器或者其他元件。步骤S105，在向外抽取多腔室桶形基础各腔室内的水进行沉降的过程中，优选地， 利用设置在与多腔室桶形基础各个腔室连通的管路上的流量计来检测流过各个管路内的 水流量。在滩涂底面密度均勻的情况下，如果各个管路内的水流量基本上一致，则表明多腔 室桶形基础是在平稳地下沉的，而如果其流量不一致，则表明下沉不平稳。这可以作为操作 人员进行下沉监控的参考依据，当在滩涂底面密度均勻的区域进行施工时，可对本发明中 的控制装置做相应的改进，以根据流量监控对下沉的平稳度进行控制。步骤S106，对步骤S103中所检测的多腔室桶形基础实际下沉的深度、及实际倾 斜角度a工与前述的预设深度&以及最大预设倾斜角度a 10分别进行比较，当实际倾斜角 度^^大于最大预设倾斜角度a1(l时，则需要执行多腔室桶形基础的自动调平步骤，可通过 加大与偏高侧腔室连通的管路内的水流量和/或减小与偏低侧腔室连通的管路内的水流 量的方式对倾斜的所述多腔室桶形基础进行调平，从而使该多腔室桶形基础能够平稳地下 沉；而当检测到的实际深度h等于预设深度&时，则停止多腔室桶形基础的下沉控制，完成 多腔室桶形基础的下沉。另外，虽然未在图3中示出，但在实践中，由于通过步骤S101预设的多腔室桶形基 础下沉深度是根据其自身高度等实际情况或者实践经验等来估设的，在下沉控制中可能存在通过向外抽水无法使桶形基础进行下沉的情况(即，下沉深度不再变化而实际上多腔室桶形基础未完全下沉)，这种情况下，所检测到的各个腔室内的真空度并未达到下沉时的最 大极限值，各个腔室内的真空度长时间保持恒定。因此，可选择地，根据本发明的多腔室桶 形基础下沉/起浮的控制方法可以进一步包括附加的步骤可以通过调节节流装置(如调 大其开口)来使各个腔室内的真空度达到其最大极限值(即使桶形基础下沉至预设深度)。 如果经过调节节流装置仍无法使各个腔室内的真空度达到最大极限值，则可以停止下沉控 制，利用重块下压或其他方式将桶形基础完全下沉即可。图4是根据本发明优选实施例的多腔室桶形基础起浮的控制方法的流程示意图。其具体包括以下步骤步骤S201，设定多腔室桶形基础需起浮的预设高度H2以及允许的其相对于水平面的最大预设倾斜角度a 2。，其中，预设高度根据桶高等实际情况进行估设，最大预设倾斜角 度a 2(|的值可以比下沉时的最大预设倾斜角度a1(l稍微大一些。步骤S202，在注水进行起浮之前，对通过管路与多腔室桶形基础各个腔室连通的离心泵进行真空引流，使离心泵处于注水状态。步骤S203，在向多腔室桶形基础各腔室内注水进行起浮的过程中，利用传感器元件检测多腔室桶形基础起浮的实际高度h2及其相对于水平面的实际倾斜角度a 2，此处所 述的传感器元件是位移传感器和角度传感器，当然，也可以采用其他能够实现相同功能的 元件。通过对多腔室桶形基础在起浮过程中的实际起浮高度以及实际倾斜角度进行实时检 测，可以根据实时检测的数据与预设数据的对比，执行相应的控制步骤。步骤S204，在向多腔室桶形基础各腔室内注水进行起浮的过程中，通过设置在多腔室桶形基础上的真空计检测各腔室内的真空度。同理，如果检测到各个腔室内的真空度 保持一致，说明桶形基础在平稳地上浮，并且当真空度达到最小极限值(接近大气压力值) 时，说明桶形基础已经起浮至预设高度。步骤S205，在向多腔室桶形基础各腔室内注水进行起浮的过程中，优选地，利用设置在与多腔室桶形基础各个腔室连通的管路上的流量计来检测流过各个管路内的水流量。 理由类似于下沉控制方法中的描述。步骤S206，对步骤S203中所检测的多腔室桶形基础实际起浮的高度h2及实际倾斜角度a 2与前述的预设高度H2以及最大预设倾斜角度a 20分别进行比较，当实际倾斜角 度02大于最大预设倾斜角度a2(l时，则需要执行多腔室桶形基础的自动调平步骤，可以通 过加大与偏低侧腔室连通的管路内的水流量和/或减小与偏高侧腔室连通的管路内的水 流量的方式对倾斜的所述多腔室桶形基础进行调平，从而使该多腔室桶形基础能够平稳地 起浮；而当检测到的实际深度h2等于所述预设深度H2时，则停止多腔室桶形基础的起浮控 制。同样地，虽然未在图3中图示，但是，可选择地，根据本发明的多腔室桶形基础起浮的控制方法还可包括附加的步骤如果所检测到的各个腔室内的真空度并未达到最小极 限值(接近大气压力值)但长时间保持不变，则可以调节与各个腔室连通的管路内上的节 流装置(如调大节流装置的开口)，以使桶形基础继续上浮。如果经过调节仍无法使各个腔 室内的真空度达到大气压力值，则说明此时继续注水已无实际意义。可以利用起吊装置将 桶形基础吊起。
另外，本发明还提供了一种控制多腔室桶形基础的下沉或起浮的控制装置，根据 本发明的优选实施例，该装置包括检测单元，其又包括设置在多腔室桶形基础上的检测 多腔室桶形基础下沉的实际深度h或起浮的实际高度h2的第一传感器、及检测多腔室桶形 基础相对于水平面的实际倾斜角度h、a 2的第二传感器，设置在多腔室桶形基础上的检 测各个腔室内的真空度的真空计，以及设置在与多腔室桶形基础各个腔室连通的管路上的 流量计；控制单元，接收第一传感器和第二传感器所检测到的实际深度h或实际高度h2和 多腔室桶形基础相对于水平面的实际倾斜角度ap a 2，并将该实际倾斜角度ai、a2与最 大预设倾斜角度a 1(|、a 2(|比较，以确定是否执行所述多腔室桶形基础的自动调平操作，并 将实际深度h或实际高度h2与预设深度&或预设高度H2比较，以确定是否停止下沉控制 或起浮控制；控制单元还接收由所述真空计检测到的所述各个腔室内的真空度信号。此外， 控制单元还接收来自流量计的信号。其中，控制单元通过向与多腔室桶形基础的各腔室连 通的管路上的节流装置发送控制信号来执行多腔室桶形基础的自动调平操作，并且控制单 元这样向所述节流装置发送控制信号进行所述自动调平操作当进行下沉控制时，加大与 偏高侧腔室连通的管路内的水流量和/或减小与偏低侧腔室连通的管路内的水流量；当进 行起浮控制时，加大与偏低侧腔室连通的管路内的水流量和/或减小与偏高侧腔室连通的 管路内的水流量。同理，可选择地，根据本发明的控制多腔室桶形基础的下沉或起浮的控制装置还 可进一步被设置成当检测单元检测到的桶形基础的下沉深度并未达到其预设深度或起浮 高度并未达到其预设高度，但下沉深度或起浮高度长时间保持不变时，向与桶形基础各个 腔室连通的管路上的节流装置发送控制信号，以使桶形基础各个腔室内的真空度达到下沉 的最大极限值或上升的最小极限值(该最小极限值接近大气压力值)。如果经过该调节后 桶形基础已经下沉至预设深度或者起浮至预设高度，或者桶形基础再次位移长时间保持不 变且仍未达到下沉的预设深度或起浮的预设高度，则停止控制系统。此外，虽然前面未提及，但是根据图1中的控制原理图可以看出，跟据本发明的控 制装置还可包括显示单元，以动态地显示整个下沉或起浮过程中的相应参数，使得操作人 员得以实时地了解下沉或起浮的进行状况。需要提及的是，以上仅对本发明的优选实施例进行了描述，对于其中采用的利用 传感器元件进行相关数据采集以及利用调高或调低管路内的水流量的方式进行调平等细 节的描述，仅是本发明为实现控制目的优选采用的方式，并非用于限制本发明。此外，本发 明的控制方法主要是用于多腔室桶形基础的下沉起浮控制的，但也不以此为限制，而且其 也不以在滩涂等浅海区域应用为限。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改、变化和省略。凡在本发明的精神和原则之内，所作的 任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种多腔室桶形基础下沉的控制方法，其特征在于，包括以下步骤预设步骤，设定所述多腔室桶形基础需下沉的预设深度(H1)以及允许的所述多腔室桶形基础相对于水平面的最大预设倾斜角度(α10)；第一检测步骤，在向外抽取所述多腔室桶形基础各腔室内的水进行沉降的过程中，利用传感器元件检测所述多腔室桶形基础下沉的实际深度(h1)及其相对于水平面的实际倾斜角度(α1)；比较步骤，当所述实际倾斜角度(α1)大于所述最大预设倾斜角度(α10)时，执行所述多腔室桶形基础的自动调平步骤，当所述实际深度(h1)等于所述预设深度(H1)时，停止所述多腔室桶形基础的下沉。
2.一种多腔室桶形基础起浮的控制方法，其特征在于，包括以下步骤预设步骤，设定所述多腔室桶形基础需起浮的预设高度(H2)以及允许的所述多腔室桶 形基础相对于水平面的最大预设倾斜角度(aj ；第一检测步骤，在向所述多腔室桶形基础的各腔室内注水进行起浮的过程中，利用传 感器元件检测所述多腔室桶形基础起浮的实际高度(h2)及其相对于水平面的实际倾斜角 度(a 2)；比较步骤，当所述实际倾斜角度(a2)大于所述最大预设倾斜角度(a J时，执行所述 多腔室桶形基础的自动调平步骤，当所述实际高度(h2)等于所述预设高度(H2)时，停止所 述多腔室桶形基础的起浮。
3.根据权利要求1或2所述的多腔室桶形基础下沉或起浮的控制方法，其特征在于，还 包括第二检测步骤在向外抽取所述多腔室桶形基础各腔室内的水进行沉降或者向所述多 腔室桶形基础的各腔室内注水进行起浮的过程中，通过设置在所述多腔室桶形基础上的真 空计检测各腔室内的真空度。
4.根据权利要求1或2所述的多腔室桶形基础下沉或起浮的控制方法，其特征在于，还 包括第三检测步骤在向外抽取所述多腔室桶形基础各腔室内的水进行沉降或者向所述多 腔室桶形基础的各腔室内注水进行起浮的过程中，利用设置在与所述多腔室桶形基础各个 腔室连通的管路上的流量计来检测流过各个管路内的水流量。
5.根据权利要求1或2所述的多腔室桶形基础下沉或起浮的控制方法，其特征在于，在 抽水进行沉降或注水进行起浮之前，对通过管路与所述多腔室桶形基础各个腔室连通的离 心泵进行真空引流，使所述离心泵处于抽水或注水状态。
6.根据权利要求1或2所述的多腔室桶形基础下沉或起浮的控制方法，其特征在于，所 述传感器元件包括位移传感器和角度传感器。
7.根据权利要求1或2所述的多腔室桶形基础下沉或起浮的控制方法，其特征在于，这 样执行所述自动调平步骤当进行下沉控制时，通过加大与偏高侧腔室连通的管路内的水 流量和/或减小与偏低侧腔室连通的管路内的水流量的方式对倾斜的所述多腔室桶形基 础进行调平；当进行起浮控制时，通过加大与偏低侧腔室连通的管路内的水流量和/或减 小与偏高侧腔室连通的管路内的水流量的方式对倾斜的所述多腔室桶形基础进行调平。
8.—种控制多腔室桶形基础下沉或起浮的控制装置，其特征在于，包括检测单元，包括设置在所述多腔室桶形基础上的检测所述多腔室桶形基础下沉的实 际深度(h)或起浮的实际高度(h2)的第一传感器、及检测多腔室桶形基础相对于水平面的实际倾斜角度(a p a 2)的第二传感器；控制单元，接收所述第一传感器和第二传感器所检测到的实际深度GO或实际高度 (h2)和所述多腔室桶形基础相对于水平面的实际倾斜角度(a ” a 2)，并将所述实际倾斜角 度与最大预设倾斜角度(a1(l，a20)比较，以确定是否执行所述多腔室桶形基础的自动调平 操作，并将所述实际深度00或实际高度(h2)与预设深度饥)或预设高度(H2)比较，以确 定是否停止下沉控制或起浮控制。
9.根据权利要求8所述的控制多腔室桶形基础下沉或起浮的控制装置，其特征在于， 所述检测单元还包括设置在所述多腔室桶形基础上的检测各个腔室内的真空度的真空计， 并且所述控制单元还接收来自所述真空计的真空度信号。
10.根据权利要求9所述的控制多腔室桶形基础下沉或起浮的控制装置，其特征在于， 进一步包括设置在与所述多腔室桶形基础各个腔室连通的管路上的流量计，并且所述控制 单元还接收来自所述流量计的信号。
11.根据权利要求8所述的控制多腔室桶形基础下沉或起浮的控制装置，其特征在于， 所述控制单元通过向与所述多腔室桶形基础的各腔室连通的管路上的节流装置发送控制 信号来执行所述多腔室桶形基础的自动调平操作。
12.根据权利要求11所述的控制多腔室桶形基础下沉或起浮的控制装置，其特征在 于，所述控制单元这样向所述节流装置发送控制信号进行所述自动调平操作当进行下沉 控制时，加大与偏高侧腔室连通的管路内的水流量和/或减小与偏低侧腔室连通的管路内 的水流量；当进行起浮控制时，加大与偏低侧腔室连通的管路内的水流量和/或减小与偏 高侧腔室连通的管路内的水流量。
全文摘要
本发明涉及多腔室桶形基础下沉、起浮的控制方法及控制装置，下沉或起浮的控制方法的步骤包括设定下沉的预设深度或起浮的预设高度及相应的最大预设倾斜角度；检测实际深度或实际高度及相应的实际倾斜角度；当相应的实际倾斜角度大于最大预设角度时，执行自动调平步骤，当实际深度等于预设深度或实际高度等于预设高度时，停止下沉或起浮。控制装置包括检测单元，包括第一和第二传感器；和控制单元，接收来自检测单元的信号并将其与预设值进行比较，根据比较结果确定是否执行调平操作或停止操作。采用本发明的下沉、起浮的控制方法和控制装置，保证了多腔室桶形基础的平稳下沉和起浮，节约了时间和人工成本，且可移动和可重复利用率高。
文档编号E02D27/34GK101798822SQ20101012102
公开日2010年8月11日 申请日期2010年3月9日 优先权日2010年3月9日
发明者张健, 王新明, 顾延宾 申请人:三一电气有限责任公司