一种反铲式挖泥船与钻机船联合挖岩施工方法技术

本发明专利技术公开了一种反铲式挖泥船与钻机船联合挖岩施工方法，其特征在于：包括以下步骤：施工前期准备、方案制定、淤泥覆盖层清理、钻孔处理、反铲船开挖岩石、扫浅和工程结束进行验收。本发明专利技术既满足了航道建设的要求，又减少了生态环境的影响，提高施工效率，降低了安全隐患，符合国家可持续发展战略，推广范围广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机
，特别是。
技术介绍
随着国际经济交往范围的扩大海运业的发展也在不断加快，国内港口及航道的规模越来越大，大吨位海运船舶需要对进港航行水域不断加深，疏浚工程项目中开挖大量风化岩的情况逐渐增多，坚硬风化岩的开挖给机械能力和开挖效率提出了越来越高的要求。当岩石抗压强度大于40MPa时，传统大型的施工船舶已很难进行除礁施工。而开挖抗压强度更大的微风化硬质岩时，一般采用凿岩工艺或炸礁工艺。传统的凿岩工艺在水深较深(尤其在水深超过15米)时，凿岩效果已经不明显，被水消耗的能量较大，造成凿岩成本的上升。炸礁工艺对环境的破坏较大，尤其在海洋生物保护区，炸礁工艺对海洋生态破坏严重；在周围有油码头或者危险区施工时，炸礁工艺也存在巨大隐患。出于对环境保护和在邻近已运营的码头设施航行水域除礁施工时，传统的炸礁工艺存在巨大的安全隐患，不允许用水下爆破施工工艺，这也为水下清除岩石提出了新的施工工艺要求。
技术实现思路
本专利技术针对传统疏通航道和挖掘航道的方法不足，提供一种工作效率高、环境破坏小和成本低的反铲式挖泥船与钻机船联合挖岩施工方法。本专利技术的技术方案为: ，包括以下步骤: (1)前期准备:地质情况、施工环境条件踏勘以及后勤、补给组织与安排； (2)方案制定:根据勘测情况制定详细施工方案以及施工流程图； (3)淤泥覆盖层清理:采用反铲船或抓斗船对淤泥覆盖层进行清理； (4)钻孔处理:根据勘探报告中岩石硬度大的区域，利用定位系统设定起始钻孔点，并定位布设钻孔点，使用钻孔设备根据定位点钻孔，同时根据施工过程遇到的情况调整钻孔机钻孔间距，并采用钻机穿钻孔进行预处理； (5)反铲船开挖岩石:经步骤(4)处理的区域和岩石强度小的区域，按照施工方案采用反?产船进行挖岩施工； (6)扫浅:对步骤(5)施工后的区域进行断面测量，测量合格的进行竣工验收，未满足挖深区域再次钻孔处理然后反铲船开挖岩石； (7)工程结束进行验收。以上所述的地质情况勘测是利用钻孔船在施工区域内加密进行钻孔取样，对土样进行检测，形成地质勘探报告； 岩石硬度大的区域为岩石强度大于40Mpa的岩石区，岩石强度小的区域为岩石强度小于40Mpa的区域。以上所述的步骤(2)方案制定具体的是根据勘探报告，判定施工区内的岩石强度，划分岩石强度区域，再将施工区域进行分区分条。以上所述的步骤(3)钻孔施工前还需根据勘测的情况并计算出覆盖层的量，然后将岩石上的表面的淤泥杂物清理干净，对岩石强度大于40MPa以上的区域选用反铲式挖泥船或者使用抓斗船挖泥船对岩石表面淤泥、粘土、碎石和强风化岩石进行清理。以上所述的覆盖层工程量计算采用自检测量数据进行计算，其中使用方格网法进行计算，网格宽度为10mX 10m。以上所述的步骤(5)反铲船开挖岩石时还包括利用DGPS差分定位系统定位，通过计算机辅助决策系统可实时显示船舶平面位置，DGPS定位精度在lm之内，满足疏浚工程精度控制要求； 定位好的施工船采用后退法施工，对施工区域分区、分条和分层进行施工，工作时相应的调整施工船只的位置，同时根据相应的工作效率安排装驳施工船。以上所述的所述的施工区域分条施工根据挖岩施工综合考虑，设定施工船在的分条宽度为15-17m (反铲船有效挖宽为15m，考虑条带的搭接宽度为2m);所述的施工区域分层根据施反铲船施工时挖掘的效率，也就是每铲开挖厚度根据土质情况不同有较大差别，开挖层厚一般不超过2m。对于上层淤泥类土、砂性土及粘性土等土质，铲斗与土表层角度较大，在挖深不大的情况下，可以达到每铲1.0m?1.5m ;对硬质岩石，铲齿与土层表面角度较小，且入岩后需平?产立起，每层开挖厚度为0.5m?1.0m。以上所述的步骤(5)反铲船开挖岩石时在潮汐工作环境下船舶要保持稳定工作位置，需依靠钢粧升起挖泥船，得到稳定平台，再利用PLC操作系统调节船体的偏差； 所述的施工船移动，施工船上的挖掘工作台车开始从艏钢粧向艉钢粧移动，当挖掘工作台车移动移动到艉钢粧时挖掘施工船抬起钢粧向后移动一个船位。以上所述的布设钻孔点位采用孔与孔之间的距离为0.5m，钻孔半径为0.05m ;所述的根据挖掘硬质岩石的硬度进行增加钻孔密度、钻孔半径和钻孔深度。以上所述步骤(1)施工环境条件勘测，所勘测内容包括:施工区域的自然环境情况，其中包括气象、水文和工程地质；所述的后勤补给组织与安排，其中包括交通、通讯、医疗卫生、避风、工程机械修理、工程补给和工程机械靠岸点。以上所述的施工船的挖掘小臂工作挖掘旋转角度范围50-60°。工作原理: 对反铲式挖泥船无法直接挖掘的硬质岩石(40MPa以上)，先将其淤泥覆盖层进行清理，再采用钻机船钻孔预处理，其原理是通过在岩石内部钻孔，破坏岩体的结构构造，降低其密实度，增加孔隙比及裂隙发育，利于硬质岩石剥落；同时使硬质岩石与水充分接触，待硬质岩土含水率增大，力学强度降低，反铲式挖泥船再进行施工。本施工方法采用反铲式挖泥船，采用钢粧定位台车后退施工方法进行挖泥施工，以船舶挖掘?产斗作为船艏，施工时依靠钢粧定位，台车推动船舶向后行走实现倒退施工。当走完一个台车区域内土体挖掘施工后，抬起台车钢粧并将之推至最后方，下放台车钢粧，同时将两前钢粧抬起，船舶以台车钢粧为轴向后推进一个行程后，两个前钢粧扎入泥中，船舶实现倒退，从而行程一个完整的施工过程。挖掘破土困难的硬岩时，需要调整挖掘角度以剥落硬岩层，同时需要考虑岩层纹理方向，目的是为了穿透硬岩层。并且小臂在距离挖掘机中心短距离工作时，挖掘和起升能力增加，因而获得较高的最大上升力矩，因此谨慎地操作小臂和铲斗到最合适的角度可以获得最佳挖掘力。通过钻机船的钻孔预处理后，钻孔位置为铲斗施工提供了良好的着力点，利于小臂和铲斗施工角度的调整，充分发挥挖掘能力。本专利技术的优点: 对比以往的技术，本专利能带来以下有益效果: 1、本专利技术采用反铲式挖泥船根据分段、分条施工，从岩石外侧逐步推进，避免在岩盘中施工时周围岩石的影响，增加挖掘难度，同时尽可能可利用钻孔位置提供的着力点，降低开挖难度，提高工作效率。2、本专利技术采用钻机船对岩体钻孔预处理，降低了挖掘难度，减少挖掘机具的冲击、磨损和船体振动，保证船上设备的运转安全和人员工作环境。3、采用反铲式挖泥船和钻机船常规的施工工艺和方法，发挥了两种船舶的各自的优势，通过对岩石进行小间距钻孔后降低岩石整体强度，为发挥反铲式挖泥船的开挖能力创造了条件。4、本专利技术可直接对岩石进行处理、挖掘，施工简单，可快速组织施工，提高了工效，缩短了项目建设周期，使工程项目尽早投入使用，大大提高工作效率并保护环境。5、本专利技术既满足了航道建设的要求，又减少了生态环境的影响，降低了安全隐患，符合国家可持续发展战略，推广范围广。【附图说明】图1为本专利技术的实施当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反铲式挖泥船与钻机船联合挖岩施工方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）前期准备：地质情况、施工环境条件踏勘以及后勤、补给组织与安排；（2）方案制定：根据勘测情况制定详细施工方案以及施工流程图；（3）淤泥覆盖层清理：采用反铲船或抓斗船对淤泥覆盖层进行清理；（4）钻孔处理：根据勘探报告中岩石硬度大的区域，利用定位系统设定起始钻孔点，并定位布设钻孔点，使用钻孔设备根据定位点钻孔，同时根据施工过程遇到的情况调整钻孔机钻孔间距，并采用钻机穿钻孔进行预处理；（5）反铲船开挖岩石：经步骤（4）处理的区域和岩石强度小的区域，按照施工方案采用反铲船进行挖岩施工；（6）扫浅：对步骤（5）施工后的区域进行断面测量，测量合格的进行竣工验收，未满足挖深区域再次钻孔处理然后反铲船开挖岩石；（7）工程结束进行验收。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李超超，何敬云，钟贵，杨辉，陈飞飞，程继，余运林，肖杰，
申请(专利权)人：中交天航南方交通建设有限公司，中交天津航道局有限公司，中交天航环保工程有限公司，中交天航滨海环保浚航工程有限公司，中交天航港湾建设工程有限公司，中交天津港航勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44