多用途水工船制造技术

多用途水工船是针对黄河防洪抢险工作的需要，采取了船体与挡水墙相组合的，并兼有船舶和水工控导结构各自优点的多功能水利工作船。它以机动性克服河床游荡性，是固定式控导工程的补充。具有投资少、效益高的优点。在汛期可随意调动，相机设置，满足拦洪护堤，抗洪抢险等多方面的需要。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于船舶、水工结构工程。多用途水工船是一种兼有船舶和水工控导结构双重功能的新型水工结构。目前有海洋钻探装置和浮式防波堤等一类可移动式水工结构物，详细内容见文献“移动式海洋钻探装置”(1979年3月由709所编)。本专利技术的目的是为了解决黄河流域防洪抢险中的问题。多用途水工船兼有船舶和水工控导结构的双重功能，主要着眼点是以它的机动性克制黄河的游荡性。作为现有固定式控导工程的补充，具有投资少，效益高的优点。同时在汛期可以随意调遣、相机设置，满足拦洪护堤、抗洪抢险等多方面的需要，成为抗洪中的一支突击队。该产品针对的目标及要实现的功能，可以概括为下述三个方面一、拦洪护堤当出现“横河”“斜河”时，能相机设置，拦截洪水，保护大堤。黄河下游一些河段，水流散乱，主流变化无常，“横河”“斜河”时有发生，而且位置不定。此时，或水流顶冲大堤，或主溜直逼平工，构成溃堤，滑坡的严重威胁。据统计自1951年以来，郑州至开封段就曾27次发生紧急险情，每年投入大量人力物力进行抢护，抢护不及，就会酿成大患。为适应这种情况，多用途水工船应能及时调到指定水域，起到拦洪护堤作用。二、导流导沙在非洪汛情况下，可用于导流导沙，延长河道寿命，保护河滩地，补充固定性控导工程的不足。黄河下游河段，水少沙多，河道逐年淤积抬高;控制河势，延长河道寿命是一个长期的课题。解放以后虽然有计划地修建了大量控导工程，但由于影响河势变化的因素非常复杂，常常难免产生“背着石头撵河”的局面。本产品作为可移动的控导水工结构，将具有显著的优点，它可以依河势变化设置，很少受环境条件限制，敷设和撒离都很方便;也可以作为控导河势的试验水工结构，为最有效地修筑固定性的控导工程提供可靠资料，避免盲目性。三、提供水中作业平台黄河上抢险护堤或修堤筑坝等施工作业中，常常是临水作业或水中作业，岸边埸地和交通条件大都不很理想，给施工带来很多困难。如果有一个活动的水中作业基地，协助施工作业，将会大大提高施工效率，缩短施工周期，确保施工质量。目前，这类施工中已有用木船和拖轮协助作业的，但是效果不太理想。水工船有较大的甲板面积，是一个理想的作业平台。本专利技术的要点是多用途水工船的基本形式和作业方式。一、基本结构形式本产品由船体和活动式挡水墙两部分组成，按组成方式不同，又可派生出两个方案方案一;下部为船体，上部为挡水墙。平时挡水墙收放在船体舱内，在拦洪、导流水深大于船位型深时，船体坐沉水底，挡水墙由浮力筒提起。如果所有挡水墙全部提起，则构成不透水式挡水坝，只放开提起一部分，则构成透水式坝。其基本结构形式及各部分名称示如附图说明图1。方案二上部为船体，下部为挡水墙。平时挡水墙收放在舱内，在大深度挡水墙全部(不透水式)或者部分(透水式)放下。其基本形式及各部分名称示如图2。二、技术性能及其实施方式水工船要顺利作业，并达到预定功能，必须考虑在作业环境条件下，能有效而简便地实现移动、固定、拦水等功能。通过对作业中的风、浪、流和沙的状况进行估算，并对作业要求及其技术可行性作了初步的分析，在此基础上就实现上述要求的方式，提出原则方案如下1.移动方式水上漂浮结构的移动方式，一般分为自航和拖带两种。考虑到本产品主要工作方式是停泊作业和多船联合作业，因此，不在每艘船上设置自航装置，而由一艘工作母船负责管理若干艘水工船的方式，这种工作母船，尽可能用现有拖、推轮来担任。2.固定方式可移动水工结构物的固定方式，一般有锚固和桩固两类，有时通过坐沉的摩擦力来帮助固定。通过分析，桩固的方式比较简便可靠，且容易实现多船联合作业，如果通过坐沉来提供一部分抗清移摩擦力，则桩的尺度可以减小。在这种情况下，水工船的作业过程包括下面几个步序(1)由母船拖带到指定水域;(2)放下尾部的一支桩腿并用千斤顶(或其它方式)将其压入河床一定深度，借以初步定位;(3)用母船将水工船方位调整好，并逐步放下其余桩腿，同样压入到一定深度;(4)将桩腿与船体用柱塞联接，向水工船舱内注水，水工船下沉并将桩腿压入河床到预定深度(以水工船留有足够的干舷深度为限);(5)脱开销塞并继续注水，水工船沿桩柱坐沉，同时提升起挡水墙(或只提升脱开了的那部分挡水墙)。对于水工船不坐沉的方案，则不进行上述第(5)步序，而是向水中放下带短桩的挡水墙，必要时，用千斤顶或其它机械将桩腿继续压入一定深度，以提高抗滑移力和倾力。作业过程示意图3至图8。三、水工船的使用用作拦洪时，水工船布置在要保护的堤坝前面，成为堤前堤。此时，水工船队离大坝的距离及水工船每艘之间的间隔，要进行优化分析计算或试验，使其怡到好处，即考虑大堤本身的抗洪能力，只需使洪水能量适当减弱;同时，利用间隙透水透沙。在水工船队与大堤间形成泥沙淤积缓冲区，也能加强抗洪效果。此时的情况如图9和图10所示。用作导流导沙时，水工船一般布置在河势变化，主溜摆动或河口、涵闸附近，如图11至图14所示。其布置位置、方位(与水流的角度)，透水率等，对使用效果有相大的影响。黄河河势多变，又兼泥沙淤积，控导工程的修建是一个非常现实的课题，每年要投入大量人力物力，仍然只能解决一部分问题。因此，合理设置控导结构，提高效益，减少盲目性，将有重大的经济效监。但是，这个问题从理论上解决很困难，运用本用品，建立一个敷设和撒离方便的导流堤，进行最优配置的理论和试验研究，积累资料和经验，是非常必要的。另外，有些控导工程必须建筑在水中，目前这种固定式的控导工程建筑就不方便，因此，水工船作为机动性的制水结构物，大量使用的前景是非常好的。至于作为活动式的水上作业平台，它给施工和抢险带来的好处，是显而易见的。此处不再赘述。本专利技术作为黄河下游现有固定式防洪工程体系的补充，对完善目前的防洪工程体系将有良好效果。近年年来，黄河下游防洪问题，已引起各方面的极大关注。1987年4月，国土规划研究中心在郑州召开了“黄河下游河道发展前景及战略对策座谈会”，有关方面负责人及学者专家56人参加了会议。会议特别重视黄河下游防洪问题，成了这次会议讨论的中心议题。专家们指出“河患问题，一直是黄河下游长期存在的历史问题，建国后，经过三十多年的治理，下游防洪能力有了很大提高，干支流建成了三门峡、浑等水库工程，下游两岸经过三次加高加固的1396公里的堤防工程，加上修建的大量险工，控导工程以及中上游的水土保持工程，对黄河下游的防洪、减沙、控导河势发挥了作用，赢得了30多年的安。但是，应该看到，黄河下游的防洪形势依然是十分严峻的。”事实上，最近若干年来，曾连续多次发生横河顶冲险工和主流紧逼平工等紧急险情。因此进一步完善目前的防洪工程体系，依然是一项刻不容缓的任务。根据最近几次黄河出现重大险情的形势，有关方面提出了“加强控导，及时抢护”的指导方针，我们认为这是适宜的。但是由于黄河游荡性很强，河床宽阔，主流变化莫测;又兼之水少沙多，容易淤积，固定的控导工程往往修不甚修，老百姓称为“背着石头撵河”。我国目前财力尚不充分，因此探索新的有效治黄手段是十分必要的。图1是带提升式挡水墙结构。图中1是挡水墙，2是墙架，3是支杆，4是固定桩，5是护舷材，6是船体，7是支角，8是裙板。图2是带下落式挡水墙结构。图中1是固定桩，2是护舷材，3是船体，4是挡水墙，5是带桩腿的墙架。图3至图8是水工船作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由船体和活动式挡水墙组成的多用途水工船，其特征在于，工作船的下部为船体，上部为挡水墙，也可以上部为船体，下部为挡水墙。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾广武，郝刚，吕庭豪，
申请(专利权)人：华中理工大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]