【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋施工生态保护，特别涉及一种海上桩基施工用降噪装置及其降噪施工方法。
技术介绍
1、在海洋工程施工过程中会产生不同种类的水下噪音，而海洋噪音对海洋生物的生态环境造成极大影响。其中，海洋工程施工中对海洋生物影响最为严重的是冲击沉桩噪音，且冲击沉桩噪音随桩径增大而增强，具有强度大、持续时间长、噪音污染严重等特点。随着海洋工程规模开发，国内外逐步对海洋工程提出相应的环保要求。然而，目前，海上桩基施工降噪方面尚无成熟装置可供使用，因此有必要针对目前海洋工程施工过程中桩基降噪问题，设计一套适用于海上桩基施工的专用降噪装置。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种解决海洋工程施工过程中桩基降噪问题的海上桩基施工用降噪装置。
2、本专利技术的另一目的是提供一种采用上述海上桩基施工用降噪装置实现的降噪施工方法。
3、为此，本专利技术技术方案如下：
4、一种海上桩基施工用降噪装置，包括帷幕式隔音套箱、升降驱动装置和垂直度保持装置；其中，帷幕式隔音套箱包括多层隔音套，多层隔音套以每相邻两个隔音套之间存在环空间隙的方式、自内向外依次套设，多层隔音套包括由外向内依次设置的一个外层隔音套、至少一个中间层隔音套和一个内层隔音套；每相邻两个隔音套之间设置有导向滑动机构，使相邻两个隔音套通过导向滑动机构活动连接、并能够保持二者沿隔音套轴向相对滑动；升降驱动装置由若干台卷扬机构成，其沿圆周方向均布固定在稳桩平台的下层抱箍平台顶部；每台卷扬机上缠绕有钢丝绳，钢
5、进一步地，隔音套由支撑框架、隔音屏障层和防护层构成；其中，支撑框架具有筒体结构；隔音屏障层和防护层分别自内而外依次铺设在支撑框架的外侧壁面和内侧壁面上；隔音屏障层由若干块轻质隔音板拼接形成，防护层由若干块防护钢板拼接形成；每个隔音套的支撑框架、隔音屏障层和防护层的加权密度大于海水密度。
6、进一步地，支撑框架由多个呈同轴设置并依次连接固定的相同环形桁架构成，其径向截面为圆形或正多边形。
7、进一步地，轻质隔音板为发泡硅胶板或玻璃纤维板。
8、进一步地，隔音套的轴向长度与海域深度相适应，使多层隔音套在展开状态下的轴向长度能够根据海域深度范围进行适应性调整。
9、进一步地，导向滑动机构包括相配合的多条滑轨和多个滚轮；在每相邻两个隔音套中，多条滑轨沿圆周方向均布设置、并沿隔音套的轴向方向固定在位于内侧的隔音套外壁上；多个滚动轮以能够在滑轨内沿隔音套轴向方向滚动的方式分别一一对应地嵌装在各条滑轨内，且各滚动轮分别通过轮架固定在位于外侧的隔音套内壁上侧；在滑轨的上、下两端处均设有限位板，使滚动轮始终保持在滑轨内往复滚动。
10、进一步地，在位于相邻两个隔音套之间的导向滑动机构中，滑轨设置为4条~8条，滚动轮的设置数量与滑轨的设置数量相同。
11、进一步地，垂直度保持机构包括一端垂直固定在隔音套底端内壁上的固定筒，其为一圆柱形空心筒体，且筒体内壁上设有环形限位台阶；两根支撑杆斜向并对称设置在固定筒两侧，每根支撑杆一端固定在隔音套底端内壁上、另一端固定在固定筒另一端端壁上；在固定筒内腔中，自固定筒靠近隔音套内壁的一端至其另一端，设置有依次连接并呈同轴设置的固定塞、弹簧、活动塞和伸缩杆；固定塞固定在固定筒内壁上，弹簧呈自然态设置，活动塞与伸缩杆的连接端抵在环形台阶端面上，使活动塞只能在固定筒内通过压缩弹簧发生移动；伸缩杆以局部位于固定筒外侧的方式设置，在伸缩杆的另一端，滚轮以其能够在工程桩外壁上沿轴向往复滚动的方式可转动地安装在伸缩杆端侧。
12、进一步地，每个隔音套上由各垂直度保持机构围成的中心圆形空间的直径均相同，中心圆形空间的直径大于工程桩的直径10mm ~20mm。
13、进一步地，在外层隔音套的底面上固定有环形压缩空气管道；环形压缩空气管道采用柔性管，其通过管路与水面上方的压缩空气泡沫发生装置连接，以通过向环形压缩空气管道内填充充满压缩空气气泡。
14、进一步地，在位于内层的隔音套的顶面上沿圆周方向均布设置有多个第一吊耳；在位于外层的隔音套的顶面上沿圆周方向均布设置有多个第二吊耳，且第二吊耳的设置数量与升降驱动装置中卷扬机的设置数量相同。
15、一种采用上述海上桩基施工用降噪装置在海洋工程桩基施工中实现降噪的具体作业方法，步骤如下：
16、s1、稳桩平台搭设在桩基指定位置后，工程桩吊装进入稳桩平台抱箍，并使工程桩在重力作用下自沉；
17、s2、安装海上桩基施工的降噪装置：将升降驱动装置内的若干台卷扬机沿圆周方向均布固定在稳桩平台的下层抱箍平台顶部外侧边沿处；帷幕式隔音套箱的内层隔音套顶侧通过吊带或钢丝绳固定在稳桩平台下层抱箍平台底部，并保持内层隔音套顶端露出至水面以上；帷幕式隔音套箱的外层隔音套连接在各升降卷扬机上的钢丝绳绳端；
18、s3、控制全部卷扬机同步下放钢丝绳，使帷幕式隔音套箱的多层隔音套自外向内依次下沉展开，直至外层隔音套或环形压缩空气管道接触海底泥面；
19、s4、对工程桩进行锤击沉桩，帷幕式隔音套箱在垂直度保持装置的作用下始终保持整体垂直状态，实现与外围海域隔离，达到隔音降噪效果；
20、s5、沉桩施工完毕后，控制全部卷扬机同步收起钢丝绳，使帷幕式隔音套箱收起、拆卸，而后用于下一沉桩施工中。
21、与现有技术相比，该海上桩基施工用降噪装置结构简单，实现桩基础施工时，桩体与外围海域隔离，大幅度降低桩基施工时产生的噪音，保护了施工海域海洋生态环境；与此同时，该降噪装置在结构设计上还能有效克服海上风浪影响和海域内水流影响，有效保证沉桩施工顺利完成。
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1.一种海上桩基施工用降噪装置，其特征在于，包括帷幕式隔音套箱、升降驱动装置和垂直度保持装置；其中，帷幕式隔音套箱包括多层隔音套（1），多层隔音套（1）以每相邻两个隔音套之间存在环空间隙的方式自内向外依次套设；每相邻两个隔音套（1）之间设置有导向滑动机构（3），使相邻两个隔音套（1）通过导向滑动机构（3）活动连接、并能够保持二者沿隔音套轴向相对滑动；升降驱动装置由若干台卷扬机（2）构成，其沿圆周方向均布固定在稳桩平台的下层抱箍平台顶部；每台卷扬机（2）上缠绕有钢丝绳，钢丝绳绳端自然下垂，以与帷幕式隔音套箱的外层隔音套连接；垂直度保持装置由分别设置在内层隔音套底端内壁上、以及各中间层隔音套底端内壁上的多个垂直度保持机构（4）构成；设置在同一隔音套（1）上的多个垂直度保持机构（4）沿圆周方向均布设置并可伸缩地垂直固定在隔音套底端内壁上，且各隔音套（1）上由各垂直度保持机构（4）围成的中心圆形空间的直径均相同，并大于工程桩（5）的桩径。
2.根据权利要求1所述的海上桩基施工用降噪装置，其特征在于，隔音套（1）由支撑框架（101）、隔音屏障层（102）和防护层（103）构成；
3.根据权利要求2所述的海上桩基施工用降噪装置，其特征在于，支撑框架（101）由多个呈同轴设置并依次连接固定的相同环形桁架构成，其径向截面为圆形或正多边形。
4.根据权利要求2所述的海上桩基施工用降噪装置，其特征在于，轻质隔音板为发泡硅胶板或玻璃纤维板。
5.根据权利要求1所述的海上桩基施工用降噪装置，其特征在于，隔音套（1）的轴向长度与海域深度相适应，使多层隔音套（1）在展开状态下的轴向长度能够根据所处海域深度进行适应性调整。
6.根据权利要求1所述的海上桩基施工用降噪装置，其特征在于，导向滑动机构（3）包括相配合的多条滑轨（301）和多个滚动轮（302）；在每相邻两个隔音套（1）中，多条滑轨（301）沿圆周方向均布设置、并沿隔音套（1）的轴向方向固定在位于内侧的隔音套外壁上；多个滚动轮（302）以能够在滑轨内沿隔音套（1）轴向方向滚动的方式分别一一对应地嵌装在各条滑轨内，且各滚动轮（302）分别通过轮架固定在位于外侧的隔音套内壁上侧；在滑轨（301）的上、下两端处均设有限位板，使滚动轮（302）始终保持在滑轨（301）内往复滚动。
7.根据权利要求6所述的海上桩基施工用降噪装置，其特征在于，垂直度保持机构（4）包括一端垂直固定在隔音套（1）底端内壁上的固定筒（401），其为一圆柱形空心筒体，且筒体内壁上设有环形限位台阶；两根支撑杆（403）斜向并对称设置在固定筒（401）两侧，每根支撑杆（403）一端固定在隔音套（1）内壁上、另一端固定在固定筒（401）另一端端壁上；在固定筒（401）内腔中，自靠近隔音套（1）内壁的一端至其另一端，设置有依次连接并呈同轴设置的固定塞（406）、弹簧（405）、活动塞（407）和伸缩杆（402）；固定塞（406）固定在固定筒（401）内壁上，弹簧（405）呈自然态设置，活动塞（407）与伸缩杆（402）的连接端抵在环形台阶端面上，使活动塞（407）只能在固定筒（401）内通过压缩弹簧（405）发生移动；伸缩杆（402）以局部位于固定筒（401）外侧的方式设置，在伸缩杆（402）的另一端，滚轮（404）以其能够在工程桩（5）外壁上沿轴向往复滚动的方式可转动地安装在伸缩杆（402）端侧。
8.根据权利要求1所述的海上桩基施工用降噪装置，其特征在于，在外层隔音套的底面上固定有环形压缩空气管道；环形压缩空气管道采用柔性管，其通过管路与水面上方的压缩空气泡沫发生装置连接，以通过向环形压缩空气管道内填充充满压缩空气气泡。
9.根据权利要求1所述的海上桩基施工用降噪装置，其特征在于，在位于内层的隔音套的顶面上沿圆周方向均布设置有多个第一吊耳（6）；在位于外层的隔音套的顶面上沿圆周方向均布设置有多个第二吊耳（7），且第二吊耳（7）的设置数量与升降驱动装置中卷扬机（2）的设置数量相同。
10.一种采用如权利要求1~9任一项所述的海上桩基施工用降噪装置在海洋工程桩基施工中实现降噪的具体作业方法，其特征在于，步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种海上桩基施工用降噪装置，其特征在于，包括帷幕式隔音套箱、升降驱动装置和垂直度保持装置；其中，帷幕式隔音套箱包括多层隔音套（1），多层隔音套（1）以每相邻两个隔音套之间存在环空间隙的方式自内向外依次套设；每相邻两个隔音套（1）之间设置有导向滑动机构（3），使相邻两个隔音套（1）通过导向滑动机构（3）活动连接、并能够保持二者沿隔音套轴向相对滑动；升降驱动装置由若干台卷扬机（2）构成，其沿圆周方向均布固定在稳桩平台的下层抱箍平台顶部；每台卷扬机（2）上缠绕有钢丝绳，钢丝绳绳端自然下垂，以与帷幕式隔音套箱的外层隔音套连接；垂直度保持装置由分别设置在内层隔音套底端内壁上、以及各中间层隔音套底端内壁上的多个垂直度保持机构（4）构成；设置在同一隔音套（1）上的多个垂直度保持机构（4）沿圆周方向均布设置并可伸缩地垂直固定在隔音套底端内壁上，且各隔音套（1）上由各垂直度保持机构（4）围成的中心圆形空间的直径均相同，并大于工程桩（5）的桩径。
2.根据权利要求1所述的海上桩基施工用降噪装置，其特征在于，隔音套（1）由支撑框架（101）、隔音屏障层（102）和防护层（103）构成；其中，支撑框架（101）具有筒体结构；隔音屏障层（102）和防护层（103）分别自内而外依次铺设在支撑框架（101）的外侧壁面和内侧壁面上；隔音屏障层（102）由若干块轻质隔音板拼接形成，防护层（103）由若干块防护钢板拼接形成；每个隔音套（1）的支撑框架（101）、隔音屏障层（102）和防护层（103）的加权密度大于海水密度。
3.根据权利要求2所述的海上桩基施工用降噪装置，其特征在于，支撑框架（101）由多个呈同轴设置并依次连接固定的相同环形桁架构成，其径向截面为圆形或正多边形。
4.根据权利要求2所述的海上桩基施工用降噪装置，其特征在于，轻质隔音板为发泡硅胶板或玻璃纤维板。
5.根据权利要求1所述的海上桩基施工用降噪装置，其特征在于，隔音套（1）的轴向长度与海域深度相适应，使多层隔音套（1）在展开状态下的轴向长度能够根据所处海域深度进行适应性调整。
6.根据权利要求1所述的海上桩基施工用降噪装置，其特征在于，导向滑动机构（3）包括相配合的多条滑轨（301）和多个滚动轮（302）；在每相邻两...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚亮，白石磊，吴泽钰，陈迪海，郝沛峥，薄振国，许玉文，陈吉，张梦帝，崔浩楠，王梓卫，
申请(专利权)人：天津港航工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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