碎石基床清淤系统及清淤施工方法技术方案

本发明专利技术提出一种碎石基床清淤系统及清淤施工方法，能够在不破坏碎石基床的前提下，快速全面地清除碎石基床垄沟内和垄顶表面的淤泥。该碎石基床清淤系统包括母船、清淤装置和吊放装置，所述清淤装置通过所述吊放装置连接于所述母船；所述清淤装置包括可支撑于所述碎石基床床面的支撑框，所述支撑框围住所述碎石基床的部分床面；所述清淤装置还包括横跨于所述支撑框的台车，所述台车连接有用于扰动淤泥的扰动组件、用于冲洗所述碎石基床床面的冲淤组件以及用于吸除淤泥的吸头，所述台车可带动所述扰动组件、冲淤组件和吸头在所述支撑框内移动；所述吸头、冲淤组件和扰动组件沿所述台车的移动方向依次设置。

Gravel foundation cleaning system and dredging construction method

The invention provides a system for dredging and dredging gravel bed construction method can, without destroying the gravel bed, fully and quickly clear the rubble bed furrows and ridge top surface of silt. The gravel bedding system includes the mother ship, dredging dredging device and lifting device, connected to the mother ship of the dredging device through the lifting device; the dredging device comprises a support to the crushed stone subgrade bed surface support frame, the support frame in the part of the bed surface of the gravel bed; the dredging device also comprises a trolley across to the support frame, wherein the trolley is connected with a disturbance component, mud for flushing of the gravel bed the scour components as well as for the suction suction head of mud, the car can be driven by the disturbance component, scouring component and a suction head supporting frame on the moving; the suction head, scour components and disturbance components of mobile direction of the trolley are arranged.

【技术实现步骤摘要】
碎石基床清淤系统及清淤施工方法
本专利技术属于深水基床施工
，尤其涉及一种碎石基床清淤系统及清淤施工方法。
技术介绍
在沉管隧道施工中，为了使隧道基槽底面平整，通常需要铺设碎石基床。在碎石基床铺设后，由于水域中含沙量较多，且基床原泥面存在一定厚度的淤泥，随着水流的扰动会引发回淤问题，使碎石基床的垄沟内和垄顶表面沉积淤泥，影响进一步沉放沉管，因而，在碎石基床铺设后需要清这些沉积的超标淤泥。目前，常用的水下清淤装置有耙吸船、连续行走式漂浮清淤装置和盖章式间歇清淤装置等。然而，采用这些现有清淤装置清理碎石基床的淤泥，仍存在一些不足。例如：(1)采用耙吸船和盖章式间歇清淤装置进行清淤时，会对碎石基床造成一定程度的破坏，且清淤效率低；(2)采用连续行走式漂浮清淤装置进行清淤时，虽然不会破坏碎石基床，但其无法清除垄沟内的淤泥以及垄顶表面已结块的淤泥，清淤效果不理想。因此，如何在不破坏碎石基床的前提下，快速全面地清除碎石基床垄沟内和垄顶表面的淤泥，是当前急需解决的一项技术问题。
技术实现思路
本专利技术针对上述的现有清淤装置破坏碎石基床、清淤不彻底且效率低的技术问题，提出一种碎石基床清淤系统及清淤施工方法，能够在不破坏碎石基床的前提下，快速全面地清除碎石基床垄沟内和垄顶表面的淤泥。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提出一种碎石基床清淤系统，包括母船、清淤装置和用于将所述清淤装置沉放至水下碎石基床的吊放装置，所述清淤装置通过所述吊放装置连接于所述母船；所述清淤装置包括可支撑于所述碎石基床床面的支撑框，所述支撑框围住所述碎石基床的部分床面；所述清淤装置还包括横跨于所述支撑框的台车，所述台车连接有用于扰动淤泥的扰动组件、用于冲洗所述碎石基床床面的冲淤组件以及用于吸除淤泥的吸头，所述台车可带动所述扰动组件、冲淤组件和吸头在所述支撑框内移动；所述吸头、冲淤组件和扰动组件沿所述台车的移动方向依次设置。作为优选，所述扰动组件包括连接于所述台车的转轴，所述转轴沿与所述台车移动方向相垂直的方向设置，所述转轴外周设置有可绕所述转轴旋转的螺旋刀头。作为优选，所述冲淤组件包括冲淤管和与所述冲淤管相连的动力泵。作为优选，所述碎石基床清淤系统进一步包括用于调节所述清淤装置浮力的浮力调节装置，所述浮力调节装置包括设置于所述支撑框底部的压力传感器，设置于所述支撑框的压载水单元，用于控制所述压载水单元进水和排水的压载水控制器，所述压载水控制器分别与所述压力传感器和压载水单元电连接。作为优选，所述碎石基床清淤系统进一步包括测量定位装置，所述测量定位装置包括用于计算所述清淤装置高程的测量塔，用于确定所述清淤装置平面位置的定位单元，以及用于控制所述清淤装置姿态的倾斜仪；所述测量塔对称安装于所述支撑框的两端，所述定位单元安装于所述测量塔的顶端，所述倾斜仪安装于所述支撑框。作为优选，所述碎石基床清淤系统进一步包括设置于所述支撑框的验收装置，所述验收装置包括多波束扫测声呐、单波束扫测声呐、超短基线声呐或高度计中一种或多种。本专利技术还提出一种利用如上述任一项技术方案所述的碎石基床清淤系统的清淤施工方法，包括如下步骤：S1母船驻位：确定碎石基床的回淤范围及回淤厚度，将所述碎石基床清淤系统的母船行驶至所述回淤范围的上方并驻位；S2清淤装置就位：通过所述碎石基床清淤系统的吊放装置将所述碎石基床清淤系统的清淤装置沉放至所述碎石基床的床面；S3清淤作业：移动所述清淤装置的台车，所述台车带动与所述台车相连的扰动组件、冲淤组件和吸头在所述支撑框内同步移动，通过所述扰动组件将所述碎石基床床面的淤泥扬起，通过所述冲淤组件冲洗所述碎石基床的床面，通过所述吸头将淤泥吸除，完成此次驻位的清淤作业；S4清淤验收：对清淤作业进行验收，验收合格后，移动所述母船至下一船位，重复上述清淤作业，并进行清淤验收；S5复测：完成所述回淤范围内的清淤作业后，对所述回淤范围内的清淤作业进行复测。作为优选，所述清淤装置就位步骤中，所述清淤装置沉放至靠近所述碎石基床床面时暂停沉放，通过所述碎石基床清淤系统的测量定位装置调整所述清淤装置的平面位置和高程，并调整所述清淤装置的姿态。作为优选，所述清淤装置就位步骤中，当所述清淤装置沉放至所述碎石基床床面后，还包括通过所述碎石基床清淤系统的浮力调节装置调节所述清淤装置的浮力，保持所述支撑框对所述碎石基床床面的压力始终小于沉管对碎石基床床面的设计压力。作为优选，所述清淤验收步骤或所述复测中，利用所述碎石基床清淤系统的验收装置进行验收或复测。与现有技术相比，本专利技术的优点和有益效果在于：1、本专利技术提供的碎石基床清淤系统，其清淤装置包括支撑框、台车、扰动组件、冲淤组件和吸头，配合设置的吊放装置，能够在不破坏碎石基床的前提下，快速全面地清除碎石基床垄沟内和垄顶表面的淤泥；2、本专利技术提供的碎石基床清淤系统，其通过设置测量定位装置、浮力调节装置和验收装置，与清淤装置相配合，能够集智能化扰动淤泥、快速精确清淤和清淤作业的质量验收于一体，有利于提高施工效率，缩短施工工期。附图说明图1为本专利技术实施例提供的碎石基床清淤系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的清淤装置的结构示意图；图3为沿图2中A-A线的剖视图；以上各图中：1、母船；2、清淤装置；21、支撑框；22、台车；23、扰动组件；231、转轴；232、螺旋刀头；24、冲淤组件；241、动力泵；242、冲淤管；25、吸头；3、吊放装置；31、绞车；32、吊缆；33、吊钩；4、浮力调节装置；41、控制器；42、压载水单元；43、压力传感器；5、定位单元；6、测量塔；7、倾斜仪；8、验收装置；9、吸泥管；10、吸泥泵。具体实施方式下面，通过示例性的实施方式对本专利技术进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。如图1所示，本专利技术涉及一种碎石基床清淤系统，包括母船1、清淤装置2和用于将清淤装置2沉放至水下碎石基床的吊放装置3，清淤装置2通过吊放装置3连接于母船1。如图2和图3所示，该碎石基床清淤系统中的清淤装置2可下放至碎石基床的床面以进行清淤作业，清淤装置2包括可支撑于碎石基床床面的支撑框21，支撑框21围住碎石基床的部分床面；清淤装置2还包括横跨于支撑框21的台车22，台车22连接有用于扰动淤泥的扰动组件23、用于冲洗碎石基床床面的冲淤组件24以及用于吸除淤泥的吸头25，台车22可带动扰动组件23、冲淤组件24和吸头25在支撑框21内移动，以扫过支撑框21围住的部分床面；吸头25、冲淤组件24和扰动组件23沿台车22的移动方向依次设置。需要说明的是，支撑框21的尺寸决定了母船1一次驻位的有效清淤面积，因而，本领域技术人员可根据实际清淤需要具体设计支撑框21的尺寸。例如，在本实施例中，支撑框21的尺寸为28m×17.2m。此外，还需要说明的是，吸头25连接有吸泥管9和用于提供吸力的吸泥泵10，吸泥泵10设置于母船1。如图3所示，在本专利技术的一具体实施例中，扰动组件23包括连接于台车22的转轴231，转轴231沿与台车22移动方向相垂直的方向设置，转轴231外周设置有可绕转轴231旋转的螺旋刀头232。当清淤装置2沉放至碎石基床床面时，螺旋刀头232本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碎石基床清淤系统，其特征在于：包括母船(1)、清淤装置(2)和用于将所述清淤装置(2)沉放至水下碎石基床的吊放装置(3)，所述清淤装置(2)通过所述吊放装置(3)连接于所述母船(1)；所述清淤装置(2)包括可支撑于所述碎石基床床面的支撑框(21)，所述支撑框(21)围住所述碎石基床的部分床面；所述清淤装置(2)还包括横跨于所述支撑框(21)的台车(22)，所述台车(22)连接有用于扰动淤泥的扰动组件(23)、用于冲洗所述碎石基床床面的冲淤组件(24)以及用于吸除淤泥的吸头(25)，所述台车(22)可带动所述扰动组件(23)、冲淤组件(24)和吸头(25)在所述支撑框(21)内移动；所述吸头(25)、冲淤组件(24)和扰动组件(23)沿所述台车(22)的移动方向依次设置。

【技术特征摘要】
1.一种碎石基床清淤系统，其特征在于：包括母船(1)、清淤装置(2)和用于将所述清淤装置(2)沉放至水下碎石基床的吊放装置(3)，所述清淤装置(2)通过所述吊放装置(3)连接于所述母船(1)；所述清淤装置(2)包括可支撑于所述碎石基床床面的支撑框(21)，所述支撑框(21)围住所述碎石基床的部分床面；所述清淤装置(2)还包括横跨于所述支撑框(21)的台车(22)，所述台车(22)连接有用于扰动淤泥的扰动组件(23)、用于冲洗所述碎石基床床面的冲淤组件(24)以及用于吸除淤泥的吸头(25)，所述台车(22)可带动所述扰动组件(23)、冲淤组件(24)和吸头(25)在所述支撑框(21)内移动；所述吸头(25)、冲淤组件(24)和扰动组件(23)沿所述台车(22)的移动方向依次设置。2.根据权利要求1所述的碎石基床清淤系统，其特征在于：所述扰动组件(23)包括连接于所述台车(22)的转轴(231)，所述转轴(231)沿与所述台车(22)移动方向相垂直的方向设置，所述转轴(231)外周设置有可绕所述转轴(231)旋转的螺旋刀头(232)。3.根据权利要求1所述的碎石基床清淤系统，其特征在于：所述冲淤组件(24)包括冲淤管(242)和与所述冲淤管(242)相连的动力泵(241)。4.根据权利要求1所述的碎石基床清淤系统，其特征在于：所述碎石基床清淤系统进一步包括用于调节所述清淤装置(2)浮力的浮力调节装置(4)，所述浮力调节装置(4)包括设置于所述支撑框(21)底部的压力传感器(43)，设置于所述支撑框(21)的压载水单元(42)，用于控制所述压载水单元(42)进水和排水的压载水控制器(41)，所述压载水控制器(41)分别与所述压力传感器(43)和压载水单元(42)电连接。5.根据权利要求1所述的碎石基床清淤系统，其特征在于：所述碎石基床清淤系统进一步包括测量定位装置，所述测量定位装置包括用于计算所述清淤装置(2)高程的测量塔(6)，用于确定所述清淤装置(2)平面位置的定位单元(5)，以及用于控制所述清淤装置(2)姿态的倾斜仪(7)；所述测量塔(6)对称安装于所述支撑框(21)的两端，所述定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：李一勇，刘德进，张乃受，冯海暴，苏长玺，曲俐俐，付大伟，
申请(专利权)人：中交第一航务工程局有限公司，中交一航局第二工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12