CN116084381B - 一种水下块石基床爆夯后补料、补夯、整平的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水下块石基床爆夯后补料、补夯、整平的方法。水下块石基床为10‑100kg块石，水下基床爆夯完成后采用抛石船补抛，局部高差大于1m的位置采用开体驳补抛，控制补抛标高不低于设定值，再针对基床补抛的高点采用精挖船进行挖除，使补抛后的基床顶面整体平坦，最后采用夯平船进行压平，使其满足沉箱安装的要求。本发明采用“补抛‑精挖‑夯平”工艺将水下块石基床进行补料、补夯、整平，可直接满足沉箱安装的要求。该方法中精挖和夯平施工均不受潮汐影响，其夯平后标高误差可控制在±5cm以内，且无需人工潜水作业，能够做到冬季水温低的条件下仍可作业，可延长作业时间，也保证施工安全。
Description
技术领域
本发明涉及海上施工技术领域，具体涉及一种水下块石基床爆夯后补料、补夯、整平的方法。
背景技术
水下块石基床爆夯后需进行夯后补料、补夯和整平，方能满足沉箱安装要求。传统方法为采取夯后补料、机械夯实和人工潜水整平的方法进行施工，该方法需进行人工潜水作业，尤其对于外海收潮汐影响严重或冬季水温低的施工水域，该方法存在施工效率低、安全隐患大等缺陷。
目前“抛石+整平一体船”的施工方法，主要通过下料管和控制标高，再通过整平装置进行整平，其抛石和整平均需同一艘船舶操作，其整体施工效率较低，综合施工效率约30-40㎡/h。
发明内容
本发明的目的是针对上述施工中存在的问题及要求，提出一种水下块石基床爆夯后补料、补夯、整平的方法。
为实现上述目的本发明采用的技术方案为：一种水下块石基床爆夯后补料、补夯、整平的方法，其特征在于：水下块石基床为10-100kg块石，水下基床爆夯完成后采用抛石船补抛，局部高差大于1m的位置采用开体驳补抛，控制补抛标高不低于设定值，再针对基床补抛的高点采用精挖船进行挖除，使补抛后的基床顶面整体平坦，最后采用夯平船进行压平，使其满足沉箱安装的要求，具体包括以下步骤：
第一步：基床爆夯后水下地形测量
水下块石基床爆夯完成后，需对爆夯后的基床进行水深测量，按照5m断面间距形成补抛前平均标高；
第二步：抛石船进行定位补抛
针对低于设定标高1m以内的位置，采用“平板驳+反铲挖掘机”进行定位补抛；抛填前和抛填过程中要勤打水坨，控制抛石标高不低于设定标高，且高于设定标高不超过50cm，控制补抛断面间距为2m以内，定位精度误差控制±20cm以内；
针对低于设定标高1m以上的位置，按照爆夯后断面数据计算出每一断面需要补抛块石的方量，开体驳按照计算方量装料，采用平板驳进行定位，开体驳靠泊平板驳后进行抛填；
第三步：补抛后水深测量
补抛完成后，对补抛后块石基床进行水深测量；根据水深测量结果，对于标高高于设定值部分需利用精挖船进行处理；
第四步：使用精挖船对高点进行精挖处理
对精挖船上GPS测量***进行校核，将补抛找平完成后测量的水深图导入抓斗式精挖船测控***，并对施工区域建立5m×2m小网格，每一抓的位置对应于每一小网格；
针对高于设定值的高点采用精挖船进行挖除，精挖后基床标高偏差在±30cm以内，精挖后基床顶面整体平坦；
第五步：精挖后水深测量
抓斗式精挖船精挖完成后，对水下块石基床进行水深复测，满足设定标高控制要求后进行夯平施工，不满足抛填标高控制要求则重新进行补抛或补挖；
第六步：对精挖后的块石基床进行夯平施工
夯平施工采用夯平船进行，装置YZ230加强型液压振动锤***进行作业；
首先对夯平船船载GPS、声呐标高显示***和激光测距仪进行校核，保证夯平船施工精度；根据夯平范围布置夯点，布点沿夯平船侧舷导轨方向布置，夯板尺寸为4m*2.4m，夯平施工时，相邻夯点之间搭接量1m，以确保振密作业覆盖整个抛石区域；
通过绞锚进行夯平船定位，夯平船的定位精度误差控制在±10cm以内；通过绞车将振动锤的位置定位到指定的基点位置，振动锤台车的定位精度误差控制在±3cm以内；
通过控制卷扬机下放夯板，并设定夯板下放标高；下放过程中观察电脑显示的夯板倾角角度，夯板倾角不大于10°，若夯板倾角大于10°微调夯板位置；当夯板下放过程中利用自重无法达到控制标高时，开启动力柜，调整转速进行振动夯平施工，直至达到设定标高；
夯沉率不低于10%，夯平施工在夯沉率达到10%的基础上，以标高为主控目标，利用夯平***的定深功能在***中设定整平标高，达到预设标高夯锤自动停止，保证夯平后的基床平整度，达到整平的效果；前一点夯平完成后，将振动锤提高2m，然后在动绞车将振动锤定位到下一夯点；
夯平施工时，激振力选取150kN/m²，在预定的激振力无法夯平至控制标高时，适当采取增加激振力的方式进行夯平，以达到控制标高；
第七步：夯平后水深测量
夯平船夯平施工完成后，对水下块石基床进行水深测量，夯平后标高误差在±5cm以内，则可满足沉箱安装施工要求。
本发明采用“补抛-精挖-夯平”工艺将水下块石基床进行补料、补夯、整平，可直接满足沉箱安装的要求。该方法中精挖和夯平施工均不受潮汐影响，其夯平后标高误差可控制在±5cm以内，且无需人工潜水作业，能够做到冬季水温低的条件下仍可作业，可延长作业时间，也保证施工安全。
同时本方法不依赖“抛石+整平一体船”本身进行补料抛石，而是采用全新的方法，先抛石后精挖，通过精挖船控制标高，最后通过夯平船进行夯平，不同船舶进行不同工序施工，整体施工效率可达到70～80㎡/h，施工效率大大提升。
附图说明
图1为本发明水下基床爆夯后断面示意图。
图2为本发明水下基床补料后断面示意图。
图3为本发明水下基床精挖后断面示意图。
图4为本发明水下基床夯平夯板搭接平面示意图。
图5为本发明水下基床夯平施工断面示意图。
图中：1-水下块石基床，2-爆夯后块石基床顶面，3-补料后块石基床顶面，4-精挖后块石基床顶面，5-夯板搭接宽度，6-夯平前基床顶面，7-夯平后基床顶面，8-液压振动锤（含夯板），9-导管，10-钢架，11-夯平船。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明进一步说明，但本发明不局限于具体实施例。
实施例
一种水下块石基床爆夯后补料、补夯、整平的方法，通过采用“补抛-精挖-夯平”工艺对水下块石基床进行补料、补夯、整平，以达到块石基床满足沉箱安装的要求。
本实施例中涉及的水下块石基床施工情况为：单座沉箱夯平尺寸为长20m×宽18.75m，基床块石规格为10-100kg块石，水下块石基床夯平设计标高为-14.85m（以国家85高程为基准面），爆夯后平均水深为-15.8m。
考虑补抛后夯实密实度不小于10%，因此补抛标高按照不低于-14.7m进行控制。
施工质量要求：补抛后夯实密实度不小于10%，夯平后标高误差在±5cm以内。
一种水下块石基床爆夯后补料、补夯、整平的方法具体包括以下步骤：
1、基床爆夯后水下地形测量
水下块石基床爆夯完成后，需对爆夯后的基床进行水深测量，按照5m断面间距形成补抛前平均标高，经测量爆夯后平均水深为-15.8m，但平整度较差，爆夯后标高范围为-16.3m～-15.3m（如图1所示）。
第二步：抛石船进行定位补抛
针对基床爆夯后标高高于-15.85m的位置，采用“平板驳+反铲挖掘机”进行定位补抛。抛填前和抛填过程中要勤打水坨，控制抛石标高不低于-14.7m，且不高于-14.2m（如图2所示）。控制补抛断面间距为2m以内，定位精度误差控制±20cm以内。
针对基床爆夯后标高低于-15.85m的位置，按照爆夯后断面数据计算出每一断面需要补抛块石的方量，开体驳按照计算方量装料，采用平板驳进行定位，开体驳靠泊平板驳后进行抛填。
第三步：补抛后水深测量
补抛完成后，对补抛后块石基床进行水深测量。根据水深测量结果，对于标高高于-14.7m位置利用精挖船进行挖除，补抛后水深范围为-14.7m～-14.2m。
第四步：使用精挖船对高点进行精挖处理
对精挖船上GPS测量***进行校核，将补抛找平完成后测量的水深图导入抓斗式精挖船测控***，并对施工区域建立小网格，每一抓的位置对应于每一小网格。精挖船驻位完成后，根据建立好的施工区域小网格进行精挖施工，对超抛部分进行挖除，按分区、按船地依次施工。
针对高于-14.7m的高点采用精挖船进行挖除，精挖后基床标高偏差在±30cm以内（如图3所示）。
第五步：精挖后水深测量
抓斗式精挖船精挖完成后，对水下块石基床进行水深复测，精挖后基床顶面整体平坦，平均标高为-14.7m。
第六步：对精挖后的块石基床进行夯平施工
夯平施工采用夯平船进行，装置YZ230加强型液压振动锤***进行作业。振夯装置由钢结构架、导管及液压振动锤（含夯板）组成，液压振动锤与导管采用刚性连接方式，其中夯板重量23t、振动锤重15t、震动管重50t、其它配件重1t，合计89t，夯板尺寸为4m*2.4m。
首先对夯平船船载GPS、声呐标高显示***和激光测距仪进行校核，保证夯平船施工精度。根据夯平范围布置夯点，布点依据为夯平船的驻位方向及夯板尺寸。夯平施工时，相邻夯点之间搭接量1m（如图4所示），以确保振密作业覆盖整个抛石区域。
通过绞锚进行夯平船定位，夯平船的定位精度误差控制在±10cm以内。通过绞车将振动锤的位置定位到指定的基点位置，振动锤台车的定位精度误差控制在±3cm以内。
通过控制卷扬机下放夯板，并设定夯板下放标高为-14.85m。下放过程中观察电脑显示的夯板倾角角度，若夯板倾角大于10°微调夯板位置。夯平施工时，动力柜转速选取1500r/min，激振力选取150kN/m²。当夯板下放过程中利用自重无法达到控制标高时，调整转速进行振动夯平施工，直至达到-14.85m标高（如图5所示）。
夯平施工在夯沉率达到10%的基础上，以标高达到-14.85m为主控目标，达到预设标高夯锤自动停止。前一点夯平完成后，将振动锤提高2m，然后在动绞车将振动锤定位到下一夯点。
第七步：夯平后水深测量
夯平船夯平施工完成后，对水下块石基床进行水深测量，夯平后标高误差在±5cm以内，满足沉箱安装施工要求。
Claims (1)
1.一种水下块石基床爆夯后补料、补夯、整平的方法，其特征在于：水下块石基床为10-100kg块石，水下基床爆夯完成后采用抛石船补抛，局部高差大于1m的位置采用开体驳补抛，控制补抛标高不低于设定值，再针对基床补抛的高点采用精挖船进行挖除，使补抛后的基床顶面整体平坦，最后采用夯平船进行压平，使其满足沉箱安装的要求，具体包括以下步骤：
第一步：基床爆夯后水下地形测量
水下块石基床爆夯完成后，需对爆夯后的基床进行水深测量，按照5m断面间距形成补抛前平均标高；
第二步：抛石船进行定位补抛
针对低于设定标高1m以内的位置，采用“平板驳+反铲挖掘机”进行定位补抛；抛填前和抛填过程中要勤打水坨，控制抛石标高不低于设定标高，且高于设定标高不超过50cm，控制补抛断面间距为2m以内，定位精度误差控制±20cm以内；
针对低于设定标高1m以上的位置，按照爆夯后断面数据计算出每一断面需要补抛块石的方量，开体驳按照计算方量装料，采用平板驳进行定位，开体驳靠泊平板驳后进行抛填；
第三步：补抛后水深测量
补抛完成后，对补抛后块石基床进行水深测量；根据水深测量结果，对于标高高于设定值部分需利用精挖船进行处理；
第四步：使用精挖船对高点进行精挖处理
对精挖船上GPS测量***进行校核，将补抛找平完成后测量的水深图导入抓斗式精挖船测控***，并对施工区域建立5m×2m小网格，每一抓的位置对应于每一小网格；
针对高于设定值的高点采用精挖船进行挖除，精挖后基床标高偏差在±30cm以内，精挖后基床顶面整体平坦；
第五步：精挖后水深测量
抓斗式精挖船精挖完成后，对水下块石基床进行水深复测，满足设定标高控制要求后进行夯平施工，不满足抛填标高控制要求则重新进行补抛或补挖；
第六步：对精挖后的块石基床进行夯平施工
夯平施工采用夯平船进行，装置YZ230加强型液压振动锤***进行作业；
首先对夯平船船载GPS、声呐标高显示***和激光测距仪进行校核，保证夯平船施工精度；根据夯平范围布置夯点，布点沿夯平船侧舷导轨方向布置，夯板尺寸为4m*2.4m，夯平施工时，相邻夯点之间搭接量1m，以确保振密作业覆盖整个抛石区域；
通过绞锚进行夯平船定位，夯平船的定位精度误差控制在±10cm以内；通过绞车将振动锤的位置定位到指定的基点位置，振动锤台车的定位精度误差控制在±3cm以内；
通过控制卷扬机下放夯板，并设定夯板下放标高；下放过程中观察电脑显示的夯板倾角角度，夯板倾角不大于10°，若夯板倾角大于10°微调夯板位置；当夯板下放过程中利用自重无法达到控制标高时，开启动力柜，调整转速进行振动夯平施工，直至达到设定标高；
夯沉率不低于10%，夯平施工在夯沉率达到10%的基础上，以标高为主控目标，利用夯平***的定深功能在***中设定整平标高，达到预设标高夯锤自动停止，保证夯平后的基床平整度，达到整平的效果；前一点夯平完成后，将振动锤提高2m，然后在动绞车将振动锤定位到下一夯点；
夯平施工时，激振力选取150kN/m²，在预定的激振力无法夯平至控制标高时，适当采取增加激振力的方式进行夯平，以达到控制标高；
第七步：夯平后水深测量
夯平船夯平施工完成后，对水下块石基床进行水深测量，夯平后标高误差在±5cm以内，则可满足沉箱安装施工要求。
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