【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及软土地基处理，具体涉及一种准确控制水上抛石挤淤的施工方法及淤泥处置装置。
技术介绍
1、抛石挤淤是在水上或滩涂等环境中修建道路或海堤等常用的软土地基处理方法，其原理是通过在软黏土中抛入较大的块石，使块石占据原有的软黏土位置，从而达到提高地基承载力的目的。抛石挤淤具有无需开挖、施工方便等优势。目前，尚无能够在水上测出抛石深度的测深仪，最常用、可靠的，用来判断抛石深度的方法还是钻孔取样，但水上钻孔取样的成本非常高，周期也非常长，难度非常大，因而导致施工过程中抛石挤淤的深度往往充满不确定性。
2、中国专利cn115233646a(公开日期：2022年10月25日)，公开了一种泥浆平衡抛石挤淤施工方法，包括施工准备，高压喷水造浆，抛石置换，抛填填隙碎石，振动压实和观测验收等流程步骤。该专利技术在软塑或硬塑的淤泥质土、淤泥、泥炭土等软土进行抛石挤淤前，使用高压喷射泥浆搅拌设备进行喷射造浆，将处于软塑或硬塑状态的淤泥质土、淤泥、泥炭土等软土转变为流塑状的泥浆，其比重较轻，对块石的摩擦阻力小，块石和碎石可以轻易到达底层硬土层，可以提升施工质量，在抛石的同时，同步等量的排除泥浆，以保持整个抛石换填过程周围土压力相对稳定，防止周围地层沉降和开裂，同时泥浆比淤泥质等软土流动性更强，能够通过排水沟快速转入沉淀池，施工效率更快。
3、中国专利cn115928520a(公开日期：2023年04月07日)，公开了一种用于软土地层路基的抛石挤淤强夯组合施工方法。该方法包括s1.对所需的有效夯实面所在原场地进行排水、清淤，
4、中国专利cn118309067a(公开日期：2024年07月09日)，公开了一种下卧倾斜地层碎石桩施工装置，属于软土地基处理设备
，包括塔架、起重绞车、桩管和振冲器，起重绞车设置在塔架的底部，桩管连接在起重绞车的钢丝绳上，振冲器安装在桩管的底部，桩管上设有呈倒锥形的进料斗，塔架的一侧沿竖直方向设有支撑架，支撑架上滑移设置有送料机构，送料机构包括送料仓和沿水平方向设置在送料仓两侧的支撑座，支撑架的两内侧面均开设有竖向槽，两个支撑座分别滑动连接在两条竖向槽内，其中一侧的竖向槽内设置有用于驱使支撑座沿竖直方向滑动的驱动机构。该专利技术能够方便地将送料仓内的碎石添加至进料斗内，无需工作人员反复进行手动操作，提高工作效率的同时降低了人工劳动强度。
5、目前，水上抛石挤淤施工方法存在一些缺陷，主要表现在以下几方面：第一是缺少精准控制水上抛石挤淤深度的施工方法；第二是缺少考虑抛石落下冲击的挤淤深度的抛石挤淤深度的计算方法；第三是缺少处理局部淤泥包隆起、淤泥表面高差较大的方法；这导致了施工过程中的盲目性和不确定性，延长了抛石挤淤工期，增加了成本，也同时增加了挤淤深度不够、施工方案不合理等风险。
技术实现思路
1、为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种准确控制水上抛石挤淤的施工方法及淤泥处置装置。
2、一种准确控制水上抛石挤淤的施工方法，包括以下步骤：
3、步骤s1、运输与定位，使用运输船将块石运输至施工区域，对施工区域精确放线定位，然后启动测探装置；
4、步骤s2、确定工艺参数，以设计目标值确定第一块石抛石挤淤深度h；
5、步骤s3、试抛与参数调整，进行试抛试验，实时测定块石挤淤入泥深度，根据监测数据，评估入泥效果；动态调整抛填参数，修正并优化第n块石抛石挤淤深度hn；
6、步骤s4、连续抛填作业，移动挖机，根据既定的抛填位置和提升高度h1，继续进行块石的抛填作业；
7、步骤s5、泥面变化监测，抛填过程中，持续监测区域范围内泥面的动态变化；
8、步骤s6、处理淤泥隆起，启动淤泥处置装置将淤泥包打散；
9、步骤s7、根据潮位动态调整块石提升高度；
10、步骤s8、持续抛石挤淤，继续进行抛石挤淤作业；
11、步骤s9、完成结构设计需要的抛石挤淤工程量，结束水上抛石挤淤任务。
12、进一步地，所述步骤s1中的测深仪位于运输船的底面；
13、进一步地，所述步骤s2中第一块石抛石挤淤深度计算公式如下：
14、
15、其中，h为第一块石入泥深度，即第一块石抛石挤淤深度，γr为块石密度，g为重力加速度，v为块石体积，γs为淤泥密度，k0为淤泥的静止土压力系数，kp为淤泥的被动土压力系数，b为块石的边长，c为淤泥的粘聚力，为淤泥的内摩擦角，a1为块石垂直于移动路线的面积，ρw为水的密度，h1，h2分别为第一块石提升高度和第一块石抛填时水深，fw为水阻力系数。
16、进一步地，所述步骤s3中试抛试验包括以下步骤：
17、步骤s301、根据步骤s2中计算结果，挖机抬臂举升块石并抛填到指定位置；
18、步骤s302、使用测深装置扫描测定块石挤淤入泥的深度；
19、步骤s303、如果未达到步骤s2中第一块石抛石挤淤深度，选择更大重量的块石，重复s2、s301和s302的步骤，直达s302中块石挤淤入泥的深度到达步骤s2中第一块石抛石挤淤深度。
20、进一步地，所述步骤s3中通过第n块石抛石挤淤深度计算公式动态调整抛填参数，修正并优化第n块石抛石挤淤深度hn，公式如下：
21、hn＝h′n+bn-1，
22、
23、其中，n为第n次抛石，n是大于等于2的整数，hn是第n块石抛石挤淤深度,vn是第n块石的体积，an为第n块石的端面积，bn为第n块石的边长，bn-1为第n-1块石的边长，h1为第n块石料提升高度，h2为第n块石抛填时水深,hn为在第n-1块石的冲击下第n块石进一步下沉的深度，h′n是第n块石的入泥深度。
24、进一步地，所述步骤s6中、当监测到泥面隆起高度超过50cm时，启动淤泥处置装置，通过搅拌和水冲的方法将淤泥包打散，确保隆起高度控制在20cm以下；
25、进一步地，所述步骤s8中，每当潮位降低1m时，重新计算石料的提升高度h1，以适应环境变化。
26、一种在所述施工方法中使用的淤泥处置装置，包括水管、支撑结构、驱动电机、可旋转叶片和高压喷嘴；
27、所述支撑结构包括若干支架和若干折叠关节，相邻支架之间通过折叠关节连接；
28、所述支架采用桁架结构；
29、所述支撑结构一端安装在运输船甲板上，一端安装驱动电机；
30、所述驱动电机前端安装有可旋转叶片；
31、所述可本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种准确控制水上抛石挤淤的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种准确控制水上抛石挤淤的施工方法，其特征在于，所述步骤S1中的测探装置(4)位于运输船的底面；所述测探装置(4)包括测深仪。
3.根据权利要2所述的一种准确控制水上抛石挤淤的施工方法，其特征在于，所述步骤S2中第一块石抛石挤淤深度H的计算公式如下：
4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于，所述步骤S3中试抛试验包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于，所述步骤S3中通过第n块石抛石挤淤深度计算公式动态调整抛填参数，修正并优化第n块石抛石挤淤深度Hn，公式如下：
6.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，所述步骤S6中、当监测到泥面隆起高度超过50cm时，启动淤泥处置装置(1)。
7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于，所述步骤S8中，每当潮位降低1m时，重新计算石料的提升高度，以适应环境变化。
8.一种用于权利要求1-7任一项所述施工方法的淤泥处置装置，其特征在于，所述
9.根据权利要求8所述的淤泥处置装置，其特征在于，所述装置包括水管(101)、支撑结构、驱动电机(104)、可旋转叶片(105)和高压喷嘴(106)；
10.根据权利要求9所述的淤泥处置装置，其特征在于，所述支撑结构包括若干支架(102)和若干折叠关节(103)，相邻支架(102)之间通过折叠关节(103)连接；
...【技术特征摘要】
1.一种准确控制水上抛石挤淤的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种准确控制水上抛石挤淤的施工方法，其特征在于，所述步骤s1中的测探装置(4)位于运输船的底面；所述测探装置(4)包括测深仪。
3.根据权利要2所述的一种准确控制水上抛石挤淤的施工方法，其特征在于，所述步骤s2中第一块石抛石挤淤深度h的计算公式如下：
4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于，所述步骤s3中试抛试验包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于，所述步骤s3中通过第n块石抛石挤淤深度计算公式动态调整抛填参数，修正并优化第n块石抛石挤淤深度hn，公式如下：
6.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，所述步骤s6...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜勇，乔伟，黄海鹏，王增航，彭延建，钮钐铦，区焯林，吴嘉昊，周小华，章沛，
申请(专利权)人：中交第三航务工程勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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