块石深水精确抛填施工控制方法技术

本发明专利技术提出一种块石深水精确抛填施工控制方法，属于块石深水抛填施工领域，该方法包括以下步骤：抛填船通过锚泊系统、GPS定位系统进行定位，通过测力系统实时检测锚泊系统的缆系的缆力并控制锚泊系统绞缆使抛填船精确就位；运料船靠泊并与抛填船绑定连接，向抛填船运送块石；通过块石抛填测控系统测量并记录水下原基床面位置，通过溜槽系统抛填块石，通过块石抛填测控系统实时监测并记录块石抛填的平面位置与高程，当达到设计抛填高程后，停止抛填，通过测力系统控制绞缆使抛填船移至下一船位，重复上述抛填作业；抛填作业完成后，通过多波束和侧扫声呐联合复测施工结果。本发明专利技术适用于大流速和大水深工况、可精确控制块石抛填。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于块石深水抛填施工领域，具体涉及一种块石深水精确抛填施工控制方法。
技术介绍
块石深水抛填的施工方法主要有开体驳抛填工艺、方驳结合挖掘机抛填块石工艺、溜槽导向抛石工艺、水下抛石漂移理论方法以及水下振动压实块石抛填的施工方法。在上述方法中，一般通过人工潜水配合、GPS与测深仪、实时监测抛石的仪器等对块石抛填施工进行实时监测和控制。但是，上述块石深水抛填的施工方法对施工时的水流流速和水深都有一定的要求，流速过大或水深过深都会影响施工的精度。目前，在2m/s大流速和30m以上的大水深工况条件下，实现块石深水精确抛填施工尚没有一种有效的方法。因此，在大流速和大水深工况下，如何实现对块石抛填施工的精确控制一直都是一项技术难题。
技术实现思路
本专利技术针对上述的在大流速和大水深工况下无法精确控制块石抛填施工的技术问题，提出一种适用于大流速和大水深工况、可精确控制块石抛填的块石深水精确抛填施工控制方法。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种块石深水精确抛填施工控制方法，包括以下步骤：抛填船就位：抛填船通过锚泊系统初步就位，开启设置于所述抛填船上的GPS定位系统进行精确定位，通过测力系统实时检测所述锚泊系统的缆系的缆力并控制锚泊系统绞缆，使所述抛填船精确就位；运料船靠泊：运料船向所述抛填船靠泊并与抛填船绑定连接，通过所述运料船向抛填船运送块石；抛填作业：通过块石抛填测控系统测量并记录水下原基床面高程，设定设计抛填高程，通过设置于所述抛填船上、用于约束抛石的溜槽系统抛填块石，通过所述块石抛填测控系统实时监测并记录块石抛填的平面位置与高程，当达到设计抛填高程后，停止抛填，通过所述测力系统控制锚泊系统绞缆使抛填船移至下一船位，重复进行上述抛填作业；复测：抛填作业完成后，通过测量船上搭载的多波束和侧扫声呐联合复测施工结果。作为优选，所述溜槽系统包括溜槽和用于固定所述溜槽的台车；通过所述溜槽系统抛填块石的具体步骤为：通过所述台车将溜槽固定在设计高度，启动送料系统向所述溜槽输送块石，块石经深入水下的所述溜槽的引导滑落至定点抛填位置。作为优选，所述溜槽深入水面以下0-30m。作为优选，所述台车沿所述抛填船的船侧、船舷方向上设置的台车轨道可滑动。作为优选，在通过所述溜槽系统抛填块石时，还包括通过设置于所述抛填船上的倾斜仪实时控制抛填船船体的姿态。作为优选，通过所述块石抛填测控系统实时监测并记录块石抛填的平面位置与高程的具体步骤如下：所述块石抛填测控系统通过溜槽系统上设置的第一GPS测得块石抛填的平面位置以及第一GPS与基床面的距离，通过所述溜槽系统上设置的高度计测得高度计与块石抛填面的距离，测量第一GPS与水面之间的距离和水面与所述高度计的距离，通过计算获得块石抛填的高程。作为优选，所述GPS定位系统包括对称设置于所述抛填船的艏端的第二GPS和第三GPS。作为优选，所述运料船采用平板驳，通过定位缆系与所述抛填船绑定连接。作为优选，所述运料船的吨位不大于3000吨级，且靠泊时航行速度不大于0.3m/s。与现有技术相比，本专利技术提供的块石深水精确抛填施工控制方法的优点和有益效果在于：1、通过GPS定位系统，实现了抛填船的精确定位；通过测力系统实时检测锚泊缆系的缆力并控制绞缆，实现了抛填船的精确就位和抛填作业时船位的精确移动；通过块石抛填测控系统实时监测并记录块石抛填的平面位置与高程，实现了对块石抛填的平面位置和高程的精确控制；综合所述GPS定位系统、测力系统、块石抛填测控系统、溜槽系统和多波束侧扫声呐联合复测，实现了对块石深水抛填施工的精确控制；2、通过溜槽系统约束抛填块石，避免了块石在下落过程中受水流流速和水深的影响，可适用于大流速和大水深工况条件下的施工；3、本专利技术提供的块石深水精确抛填施工控制方法的施工深度大、精度高、自动化程度高，有效提高了施工效率，缩短了施工周期；4、采用本专利技术提供的块石深水精确抛填施工控制方法，在长江航道二期工程和畅洲左汊左岸护岸工程进行块石深水抛填施工试验，经现场复测，块石抛填的高程偏差值小于0.19m，平面位置偏差小于0.23m，远远小于传统施工方法的偏差值(不小于1m)，满足施工精度要求。附图说明图1为本专利技术具体实施例所提供的溜槽系统的结构示意图；图2为采用本专利技术具体实施例所提供的块石抛填测控系统计算块石抛填高程的示意图；图3为长江航道二期工程施工方案的示意图；图4为采用本专利技术具体实施例所提供的块石深水精确抛填施工控制方法、在长江航道二期工程和畅洲左汊左岸护岸工程施工时的复测断面图；图5为根据图4获得的断面复测标高与施工设计抛填高程的高程偏差和平面位置偏差图；以上各图中：1、溜槽；2、台车；3、抛填船；4、台车轨道；5、第一GPS；6、高度计；7、基床面；8、块石抛填面。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种块石深水精确抛填施工控制方法，包括以下步骤：S1抛填船就位：抛填船通过锚泊系统初步就位，开启设置于所述抛填船上的GPS定位系统进行精确定位，通过测力系统实时检测所述锚泊系统的缆系的缆力并控制锚泊系统绞缆，使所述抛填船精确就位。在本步骤中，在锚泊系统的缆系上安装可快捷拆装的测力系统，通过测力系统实时检测所述锚泊系统的缆系的缆力，可实时进行缆力的调整并控制锚泊系统绞缆。同时，所述测力系统对缆力的调整在水上操作即可完成，有效提高了施工的便利性。本专利技术实施例通过GPS定位系统和测力系统，使抛填船就位时的平面位置偏差不大于5cm，实现了抛填船的精确就位。S2运料船靠泊：运料船向所述抛填船靠泊并与抛填船绑定连接，通过所述运料船向抛填船运送块石。S3抛填作业：通过块石抛填测控系统测量并记录水下原基床面高程，设定设计抛填高程，通过设置于所述抛填船上、用于约束抛石的溜槽系统抛填块石，通过所述块石抛填测控系统实时监测并记录块石抛填的平面位置与高程，当达到设计抛填高程后，停止抛填，通过所述测力系统控制锚泊系统绞缆使抛填船移至下一船位，重复进行上述抛填作业。在本步骤中，通过溜槽系统约束抛填块石，避免了块石在下落过程中受水流流速和水深的影响，可适用于大流速和大水深工况条件下的施工。通过块石抛填测控系统实时监测并记录块石抛填的平面位置与高程，实现了对块石抛填的平面位置和高程的精确控制。通过测力系统实时检测锚泊缆系的缆力并控制绞缆，实现了对抛填船的船位移动的精确控制。S4复测：抛填作业完成后，通过测量船上搭载的多波束和侧扫声呐联合复测施工结果。在本步骤中，采用多波束和侧扫声呐联合复测，相比与现有技术采用的单一复测方法，断面成像更清晰、数据精度更高；而且，采用多波束和侧扫声呐联合复测的施工速度快，可以快速筛分数据，得出合理的工程数据。在本专利技术的一实施例中，所述溜槽系统包括溜槽和用于固定所述溜槽的台车。通过所述溜槽系统抛填块石的具体步骤为：通过所述台车将溜槽固定在设计高度，启动送料系统向所述溜槽输送块石，块石经深入水下的所述溜槽的引导滑落至定点抛填位置。在本实施例中，设置的所述溜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种块石深水精确抛填施工控制方法，其特征在于，包括以下步骤：抛填船就位：抛填船通过锚泊系统初步就位，开启设置于所述抛填船上的GPS定位系统进行精确定位，通过测力系统实时检测所述锚泊系统的缆系的缆力并控制锚泊系统绞缆，使所述抛填船精确就位；运料船靠泊：运料船向所述抛填船靠泊并与抛填船绑定连接，通过所述运料船向抛填船运送块石；抛填作业：通过块石抛填测控系统测量并记录水下原基床面高程，设定设计抛填高程，通过设置于所述抛填船上、用于约束抛石的溜槽系统抛填块石，通过所述块石抛填测控系统实时监测并记录块石抛填的平面位置与高程，当达到设计抛填高程后，停止抛填，通过所述测力系统控制锚泊系统绞缆使抛填船移至下一船位，重复进行上述抛填作业；复测：抛填作业完成后，通过测量船上搭载的多波束和侧扫声呐联合复测施工结果。

【技术特征摘要】
1.一种块石深水精确抛填施工控制方法，其特征在于，包括以下步骤：抛填船就位：抛填船通过锚泊系统初步就位，开启设置于所述抛填船上的GPS定位系统进行精确定位，通过测力系统实时检测所述锚泊系统的缆系的缆力并控制锚泊系统绞缆，使所述抛填船精确就位；运料船靠泊：运料船向所述抛填船靠泊并与抛填船绑定连接，通过所述运料船向抛填船运送块石；抛填作业：通过块石抛填测控系统测量并记录水下原基床面高程，设定设计抛填高程，通过设置于所述抛填船上、用于约束抛石的溜槽系统抛填块石，通过所述块石抛填测控系统实时监测并记录块石抛填的平面位置与高程，当达到设计抛填高程后，停止抛填，通过所述测力系统控制锚泊系统绞缆使抛填船移至下一船位，重复进行上述抛填作业；复测：抛填作业完成后，通过测量船上搭载的多波束和侧扫声呐联合复测施工结果。2.根据权利要求1所述的块石深水精确抛填施工控制方法，其特征在于，所述溜槽系统包括溜槽和用于固定所述溜槽的台车；通过所述溜槽系统抛填块石的具体步骤为：通过所述台车将溜槽固定在设计高度，启动送料系统向所述溜槽输送块石，块石经深入水下的所述溜槽的引导滑落至定点抛填位置。3.根据权利要求2所述的块石深水精确抛填施工控制方法，其特征在于：所述溜槽深入水面以下0-30m。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯海暴，刘德进，曲俐俐，冯甲鑫，付大伟，徐善忠，姜立志，周良玉，徐加峰，章小旺，
申请(专利权)人：中交一航局第二工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37