一種用於水中基礎的施工船及其施工法的製作方法
2023-06-01 23:37:06
本發明涉及的是一種用於水中基礎的施工船及其施工法，屬於土木工程基礎施工技術領域。
背景技術：
現有水中橋墩基礎一般採用圍堰法，來創造地施工條件，然後和陸地上打橋墩的方法一樣進行鑽孔灌注樁或打入預製樁的施工。
現有大壩基礎一般採用導流建築、圍堰建築來創造幹地施工條件，開挖土方量大，工程量浩大。大壩修建好後，圍堰需拆除，施工周期長，造價昂貴。
技術實現要素：
本發明提出的是一種用於水中基礎的施工船及其施工法，其目的旨在克服現有技術存在的缺陷，其主要優點：水工建築物在工廠分段或整體製造，在施工船現場組裝後，裝上基礎施工裝置分段或整體下降，施工簡單，質量好，施工周期短，成本低，適應各種區域。
本發明的技術解決方案：用於水中基礎1的施工船2包括船體3、起重裝置4和基礎施工裝置5，水中基礎1分A和B兩種結構：
A、施工時是底部帶有挖掘刀的螺旋筒形基礎1A；
B、施工時底部帶有鏈刀的基礎1B。
船體3設有支撐裝置3-1，支撐裝置3-1支撐於水底，承擔全部或部分施工船2的重量。
施工船2是由多艘船體3組合而成的，水中基礎1施工完成後，多艘船體3分離後運行。
船體3的外側是敞開或活動的，在水中基礎施工完成後，敞開的外側或打開活動的外側不影響船體的運行。
起重裝置4在水中基礎1施工完成後將基礎施工裝置5吊起移至另處，不影響船體的運行。
本發明的優點：水工建築物在工廠分段製造，在施工船現場組裝後，裝上基礎施工裝置整體下降，施工簡單，質量好，施工周期短，成本低，適應各種區域。
附圖說明
圖1是水中基礎1為分段預製的基礎1A的結構示意圖，也是由船體3、起重裝置4和基礎施工裝置5A組成的施工船2A的結構示意圖, 也是船體3設有支撐裝置3-1，支撐裝置3-1支撐於水底，承擔全部或部分施工船2的重量的結構示意圖；
圖2是圖1的A向視圖，也是船體3在基礎施工裝置5A位置的外側是活動式的結構示意圖；
圖3是基礎1A施工結束後，多艘船體3組合而成的施工船2A分離後運行前進的結構示意圖，也是起重裝置4在水中基礎1A施工完成後將裝置5A的組合裝置5A-2吊起移至另處，不影響施工船2A的行走的結構示意圖，也是船體3的外側活動擋板打開後的結構示意圖；
圖4是圖1的B向視圖，也是起重裝置4是行車結構的示意圖；
圖5是由固定導向裝置5A-1和組合裝置5A-2組成的基礎1A的基礎施工裝置5A的結構示意圖，也是由旋轉裝置5A-2-1和下降速度控制裝置5A-2-2組成的組合裝置5A-2的結構示意圖，也是基礎1A底部的挖掘刀1A-3和輸送巖土的螺旋葉片1A-4的結構示意圖；
圖6是水中基礎1為分段預製的基礎1B的結構示意圖，也是由船體3、起重裝置4和基礎施工裝置5B組成的施工船2B的結構示意圖；
圖7是圖6的A向視圖，也是也是船體3在基礎施工裝置5B位置的外側是活動式的結構示意圖；
圖8是基礎1B施工結束後，多艘船體3組合而成的施工船2B分離後運行前進的結構示意圖，也是起重裝置4在水中基礎1B施工完成後將基礎施工裝置5B吊起移至船體3上，不影響施工船2B的行走的結構示意圖, 也是船體3的外側活動擋板打開後的結構示意圖；
圖9是圖6的B向視圖，也是起重裝置4是行車結構的示意圖；
圖10是由固定導向裝置5B-1和組合裝置5B-2組成的基礎1B的基礎施工裝置5B的結構示意圖，也是由鏈刀動力傳動裝置5B-2-1、棄土處理裝置5B-2-2和機架5B-2-3組成的組合裝置5B-2的結構示意圖，也是由裝置5B-2-1和基礎1B及鏈刀7組成的鏈式挖掘裝置8的結構示意圖；
圖11是圖10的A向視圖，也是由固定機架5B-1-1和導向裝置5B-1-2組成的固定導向裝置5B-1的結構示意圖，也是底部帶刃角的基礎4的側面罩6與鏈刀7組成的鏈式輸送機的結構示意圖；
圖12是圖10的B-B視圖，也是組合裝置5B-2的機架5B-2-3的截面視圖，也是泥漿管路裝置9的泥漿管路9-1的結構示意圖；
圖13是圖10的C-C視圖,也是基礎1B底部上的泥漿噴嘴6-2的結構示意圖；
圖14是鏈刀7的結構示意圖，也是鏈條7-1和刀具7-2的結構示意圖，也是由A十字節7-1-1和B十字節7-1-2組成的鏈條7-1的十字節的結構示意圖，也是鏈條7-1實現空間彎曲的結構示意圖；
圖15是施工船2B運行至現場設定的位置,船體支撐裝置3-1支撐於水底的結構示意圖；
圖16是用起重裝置4將施工船2B上的固定導向裝置5B-1吊運至施工位置的結構示意圖；
圖17是用起重裝置4將第一段基礎1B-1裝入固定導向裝置5B-1內，安裝組合裝置5B-2組成鏈式挖掘裝置的結構示意圖；
圖18是組合裝置5B-2將第一段基礎1B-1下沉至設定深度的結構示意圖；
圖19是用起重裝置4將組合裝置5B-2與第一段基礎1B-1分離移走後的結構示意圖；
圖20是用起重裝置4將第二段基礎1B-2裝入固定導向裝置5B-1內,安裝組合裝置5B-2組成鏈式挖掘裝置的結構示意圖；
圖21是組合裝置5B-2、第一段基礎1B-1和第二段基礎1B-2一起同步下降至設定位置的結構示意圖；
圖22是船體3外側的活動板打開後，施工船2B駛離至下個工位的結構示意圖。
圖中的1是水中基礎，分1A和1B兩種結構；1A是施工時是底部帶有挖掘刀的螺旋筒形基礎；1A-1是第一段（即底段）螺旋筒形基礎；1A-2是第二段螺旋筒形基礎；1A-3是第一段（即底段）螺旋筒形基礎的底部挖掘刀；1A-4是輸送巖土的螺旋葉片；1B是施工時底部帶有鏈刀的基礎；1B-1是第一段（即底段）基礎；1B-2是第二段基礎；2是施工船，分2A和2B兩種結構；2A是由船體3、起重裝置4和基礎施工裝置5A組成的施工船；2B是由船體3、起重裝置4和基礎施工裝置5B組成的施工船；3是施工船2的船體；4是組成施工船2的起重裝置；5是組成施工船2的基礎施工裝置，分5A和5B兩種結構；5A是底部帶有挖掘刀的螺旋筒形基礎1A的基礎施工裝置，包括固定導向裝置5A-1和組合裝置5A-2；5A-1是固定導向裝置；5A-2是組合裝置，包括旋轉裝置5A-2-1和下降速度控制裝置5A-2-2；5A-2-1是旋轉裝置；5A-2-2是下降速度控制裝置；5B是施工時底部帶有鏈刀的基礎1B的基礎施工裝置，包括固定導向裝置5B-1和組合裝置5B-2；5B-1是組成基礎施工裝置5B的固定導向裝置；5B-1-1是固定導向裝置5B-1的固定機架；5B-1-2是固定導向裝置5B-1的導向裝置；5B-2是組成基礎施工裝置5B的組合裝置，包括鏈刀動力傳動裝置5B-2-1、棄土處理裝置5B-2-2和機架5B-2-3；5B-2-1是鏈刀動力傳動裝置；5B-2-2是棄土處理裝置；5B-2-3是機架；6是底部帶刃角的基礎1的側面罩；7是挖掘巖土的鏈刀，由鏈條7-1和固定於鏈條7-1上的刀具7-2組成；7-1是組成鏈刀7的鏈條；7-1-1是組成鏈條十字節的A十字節；7-1-2是組成鏈條十字節的B十字節；7-2是組成鏈刀7的刀具。8是鏈式挖掘裝置，由裝置5B-2-1和基礎1B及鏈刀7組成；9是泥漿管路裝置；9-1是裝置5B中的機架5B-2-3上的泥漿管路；9-2是基礎1B底部上的泥漿噴嘴。
具體實施方式
用於水中基礎1的施工船2包括船體3、起重裝置4和基礎施工裝置5，水中基礎1分A和B兩種結構：
A、施工時是底部帶有挖掘刀的螺旋筒形基礎1A；
B、施工時底部帶有鏈刀的基礎1B。
所述的船體3設有支撐裝置3-1，支撐裝置3-1支撐於水底，承擔全部或部分施工船2的重量。
所述的施工船2是由多艘船體3組合而成的，水中基礎1施工完成後，多艘船體3分離後運行。
所述的基礎施工裝置5是船體3的組成部分。
所述的船體3在安放基礎施工裝置5位置的外側是敞開或活動的，在水中基礎施工完成後，敞開的外側或打開活動的外側不影響船體的運行。
所述的起重裝置4在水中基礎1施工完成後將基礎施工裝置5吊起移至另處，不影響船體的運行。
所述的起重裝置4是行車結構，即船體上方設有起重裝置4運行的軌道，起重裝置4在X方向運行或在X和Y兩方向運行。
所述的底部帶有挖掘刀的螺旋筒形基礎1A的基礎施工裝置5A。
所述的施工時底部帶有鏈刀的基礎1B的基礎施工裝置5B。
所述的水中基礎是橋梁基礎或大壩基礎。
所述的水中基礎1是在工廠分段預製或整體預製的基礎1B，其施工法包括如下步驟：
1）將施工船2B運行至現場設定的位置；
2）將船體支撐裝置3-1支撐於水底，將船體3抬至設定的高度；
3）用起重裝置4將施工船2上的基礎施工裝置5B的固定導向裝置5B-1吊運至施工位置；
4）用起重裝置4將第一段基礎1B-1運至現場，裝入固定導向裝置5B-1內，安裝鏈刀；
5）安裝組合裝置5B-2,將組合裝置5B-2的鏈刀與第一段基礎1B-1頂部的鏈刀相連組成鏈式挖掘裝置；
6）啟動鏈刀動力傳動裝置5B-2-1，組合裝置5B-2將第一段基礎1B-1下沉至設定深度；
7）將組合裝置5B-2與第一段基礎1B-1分離移走；
8）將第二段基礎1B-2裝入固定導向裝置5B-1內；
9）組合裝置5B-2、第一段基礎1B-1和第二段基礎1B-2一起同步下降至設定位置；
10）重複8）和9）作業，完成第一根基礎1B的施工；
11)船體3外側的活動板打開後，施工船2B駛離至下個工位。
下面結合附圖進一步描述本發明：
如圖1~圖5所示，用於水中基礎1為施工時是底部帶有挖掘刀的螺旋筒形基礎1A，基礎1A的施工船2A包括船體3、起重裝置4和基礎施工裝置5A；船體3設有支撐裝置3-1，支撐裝置3-1支撐於水底，承擔全部或部分施工船2A的重量；基礎施工裝置5A包括固定導向裝置5A-1和組合裝置5A-2，組合裝置5A-2包括旋轉裝置5A-2-1和下降速度控制裝置5A-2-2，基礎施工裝置5A位於船體3的邊緣，當水中基礎1A施工完成高於船體3底部時，船體3的外側是敞開或活動的，在水中基礎1A施工完成後，敞開的外側或打開活動的外側避讓基礎1A不影響船體的運行；起重裝置4在水中基礎1A施工完成後將裝置5A的組合裝置5A-2吊起移至另處，不影響船體3的運行；起重裝置4是行車結構，即船體上方設有起重裝置4運行的軌道，起重裝置4在X方向運行或在X和Y兩方向運行；施工時，驅動旋轉裝置5A-2-1使基礎1A旋轉，通過下降速度控制裝置5A-2-2控制筒體基礎1A的下降速度，使基礎1A底部的刀具1A-3切削基礎1A底部的環狀巖土，在底部錐面的作用下，將已切削的巖土導入基礎1A的螺旋葉片1A-4內，螺旋葉片1A-4將底部已切削的巖土輸送至上方，並逐漸下降至設定位置。
如圖6~圖14所示，用於水中基礎1為施工時底部帶有鏈刀的基礎1B，基礎1B的施工船2B包括船體3、起重裝置4和基礎施工裝置5B；船體3設有支撐裝置3-1，支撐裝置3-1支撐於水底，承擔全部或部分施工船2B的重量；基礎施工裝置5B包括固定導向裝置5B-1和組合裝置5B-2，組合裝置5B-2包括鏈刀動力傳動裝置5B-2-1、棄土處理裝置5B-2-2和機架5B-2-3，裝置5B-2-1驅動鏈刀沿著基礎1B上的軌道運行，鏈刀挖掘基礎1B底部的巖土，並將已挖掘的巖土帶至上方，裝置5B-2-2將鏈刀從基礎1B底部帶上來的巖土與鏈刀分離，裝置5B-2隨著基礎1B一起同步下降；基礎施工裝置5B位於船體3的邊緣，當水中基礎1B施工完成高於船體底部時，基礎施工裝置5B的固定導向裝置5B-1的外側是敞開或活動的，在水中基礎1B施工完成後，敞開的外側或打開活動的外側避讓基礎1B不影響船體的運行；起重裝置4在水中基礎1B施工完成後將裝置5B的組合裝置5B-2吊起移至另處，不影響船體3的運行；起重裝置4是行車結構，即船體上方設有起重裝置4運行的軌道，起重裝置4在X方向運行或在X和Y兩方向運行。
如圖15~圖22所示，水中基礎1是在工廠分段預製或整體預製的基礎1B，其施工法包括如下步驟：
1）將施工船2B運行至現場設定的位置；
2）將船體支撐裝置3-1支撐於水底，將船體3抬至設定的高度；
3）用起重裝置4將施工船2上的基礎施工裝置5B的固定導向裝置5B-1吊運至施工位置；
4）用起重裝置4將第一段基礎1B-1運至現場，裝入固定導向裝置5B-1內，安裝鏈刀；
5）安裝組合裝置5B-2,將組合裝置5B-2的鏈刀與第一段基礎1B-1頂部的鏈刀相連組成鏈式挖掘裝置；
6）啟動鏈刀動力傳動裝置5B-2-1，組合裝置5B-2將第一段基礎1B-1下沉至設定深度；
7）將組合裝置5B-2與第一段基礎1B-1分離移走；
8）將第二段基礎1B-2裝入固定導向裝置5B-1內；
9）組合裝置5B-2、第一段基礎1B-1和第二段基礎1B-2一起同步下降至設定位置；
10）重複8）和9）作業，完成第一根基礎1B的施工；
11)船體3外側的活動板打開後，施工船2B駛離至下個工位。