一种超深动水区护岸用摊铺方法及摊铺设备

技术领域

本发明涉及水下施工技术领域，具体涉及一种超深动水区护岸用摊铺方法及摊铺设备。

背景技术

护岸工程是指为防止河流侧向侵蚀及因河道局部冲刷而造成的坍岸等灾害，使主流线偏离被刷冲地段的保护工程设施。防护措施通常有：直接加固岸坡，在岸坡植树、种草；或者施工抛石、砌石护岸。

其中，抛石是加固水下护岸的一种施工方法，对水下施工形成水下护岸，通常需要船舶配合施工。国内传统的水下护岸施工技术包括船上抛填块石或碎石、沉放格宾石笼、潜灌法施工模袋混凝土等工艺。施工水域的水深在10米以下时，通过船舶抛石进行水下护岸施工，需要潜水员抛石施工，进而形成质量可靠的水下护岸；当施工水域的水深在15米以上时，属于超深水域，由于超深水域底部水压以及水流影响，抛石在水下的坡面呈非均匀的“水滴”状，导致水下护岸的质量难以控制。

因此，现有技术CN114789775A公开了一种超深动水区护岸用摊铺设备，包括：两艘船体，两艘所述船体并排设置；连接装置，连接装置分别与两艘船体固定连接；摊铺板，用于将建筑材料沉放入水以摊铺水下护岸，摊铺板位于两艘船体之间并分别与两艘船体铰接；施工平台，用于配合摊铺板将建筑材料沉放入水，施工平台位固定在两艘船体之间，施工平台和摊铺板在两艘船体之间依次设置；起重装置，起重装置设置在船体上并与摊铺板连接，用于吊起或沉放所述摊铺板；锚泊位移装置，锚泊位移装置设置在两艘船体的船头和船尾，用于控制两艘船体对水下护岸施工时移动；及控制装置，控制装置分别与起重装置连接和锚泊位移装置连接。该摊铺设备利用两艘船舶之间连接的摊铺板，利用起重装置驱动摊铺板倾斜，摊铺板端头接近护岸，进而将建筑材料规则有序的沉放入水并附着在坡面上，一方面能够有效提升施工的效率，另一方面，建筑材料沉入位置精确，形成质量可靠的护岸。

但是在施工过程中，当护岸较宽时，需要多次施工才能完成，在施工过程中，船舶需要从岸边移动远离岸边，同时摊铺板将建筑材料深入水中，船舶移动速度和方向控制不准确将导致建筑材料沉入位置不精确，进而影响护岸质量。

因此，即便通过新设备能够在一定程度克服超深动水区的水下护岸施工问题，但是仍需要船舶和摊铺板的协同作业才能实现高质量的水下护岸。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种超深动水区护岸用摊铺方法及摊铺设备，提高超深动水区水下护岸的施工质量和施工效率。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种超深动水区护岸用摊铺方法，包括：将建筑材料置于摊铺船的摊铺板上，在施工过程中，摊铺板靠近岸边的一端向下倾斜，其倾斜角度随着摊铺船远离岸边的距离逐渐增大；并且随着距离的增大，倾斜角度的速率按照先增大、再减小、再逐渐增大的趋势进行。

进一步地，设定船舶与岸边的距离为S，同时设定阈值S

当0＜S≤S

当S

当S

当S

进一步地，α

更进一步地，所述水下破面的坡度为17°-25°。

进一步地，所述摊铺船的船头方向靠近岸边，所述摊铺板铰接在摊铺船的船尾，并且摊铺板沿铰接轴向下倾斜。

进一步地，所述建筑材料为模袋混凝土，所述模袋混凝土的长度L为13-18米。

更进一步地，当一段模袋混凝土摊铺完成，即摊铺长度等于模袋混凝土的倍数之后，摊铺船停止，进行下一段模袋混凝土的浇筑，浇筑的同时摊铺板保持固定角度的倾斜状态。

更进一步地，设定摊铺长度为N，按照公式计算差值ΔN：

ΔN＝N-n×L

其中，n的选择需保证ΔN满足0≤ΔN＜L的范围，且n为正整数；

并设定阈值ΔN

当ΔN≤ΔN

当ΔN＞ΔN

进一步地，施工开始前，将摊铺船停在施工水域的岸边，并对摊铺船进行定位；在摊铺船的船头位置设置岸锚，在摊铺船的船尾位置设置水锚，利用岸锚和水锚对摊铺船进行定位。

更进一步地，在摊铺船的船头位置设置至少两个岸锚，通过岸锚的缆绳长度控制摊铺船的方向。

本发明还提供一种超深动水区护岸用摊铺设备，采用上述的超深动水区护岸用摊铺方法，包括：

两艘船体，且两艘船体并排设置；

连接装置，所述连接装置分别于两艘船体固定连接；

摊铺板，所述摊铺板位于两艘船体之间并分别于两艘船体铰接；

至少一个起重装置，起重装置设置在所述船体上并于摊铺板连接，用于吊起或沉放摊铺板；

控制装置，用于控制船体移动。

进一步地，所述连接装置包括铰接梁和至少一个连接架；所述铰接梁连接在两艘所述船体之间，两艘所述船体通过所述铰接梁与所述摊铺板铰接；所述连接架与两艘所述船体连接，所述连接架位于所述摊铺板的上方。

更进一步地，所述连接架包括架设在两艘船体之间的连接梁。

更进一步地，所述起重装置包括分别安装在两艘所述船体上的卷扬机、滑轮组件和绳索，所述滑轮组件包括安装在所述连接梁上的两个第一吊轮和安装在所述摊铺板上的两个第二吊轮，所述绳索对应连接在所述卷扬机、所述第一吊轮和所述第二吊轮之间。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的超深动水区护岸用摊铺方法，通过控制摊铺船移动速度和摊铺板倾斜角度的对应关系，在施工前期，摊铺板快速倾斜，使建筑材料快速达到可沉放状态；后续施工过程中，随着船体距离岸边越远，摊铺板倾斜角度逐渐增大，使得摊铺板的端头保持与岸坡接近的状态，利于建筑材料的摊铺，避免建筑材料偏移，进而提高水下护岸的施工质量和施工效率。

本发明提供的超深动水区护岸用摊铺方法，对于水下护岸较宽的施工项目，在摊铺过程中，利用模袋混凝土进行摊铺，能够形成质量可靠的水下护岸。同时每一段模袋混凝土施工完成后，摊铺板保持倾斜状态，大大提高施工效率；并且精确船体移动速度，进而精确控制船体的停止位置，使得每一段模袋混凝土之间连接可靠，提高护岸施工质量。

本发明通过设置多个岸锚和水锚，对船体进行固定，确保施工位置稳定可靠，并且通过控制岸锚、水锚的缆绳长度，进而控制船体的移动方向，利于在水下制备质量和精度可靠的水下护岸。

附图说明

图1为本发明的摊铺设备的结构示意图。

图2为本发明的摊铺设备的俯视图。

附图标记说明：

1、船体，2、连接装置，3、铰接梁，4、连接架，41、连接梁，42、支撑装置；5、摊铺板，6、起重装置，61、绳索，62、滑轮组件，621、第一吊轮，622、第二吊轮，7、第一固定锚，8、第二固定锚，9、施工平台。

具体实施方式

下面将结合附图说明对本发明的技术方案进行清楚的描述，显然，所描述的实施例并不是本发明的全部实施例，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，都属于本发明的保护范围。

需要说明的是，除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不应被理解为对本发明范围的限制。此外，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部件的尺寸并不必然按照实际的比例关系绘制，例如某些单元的厚度、宽度、长度或距离可以相对于其他结构有所放大。

以下对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，在任何意义上都不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。这里对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和装置可能不作详细讨论，但在适用这些技术、方法和装置情况下，这些技术、方法和装置应当被视为本说明书的一部分。

实施例一

本发明提供一种超深动水区护岸用摊铺方法，首先，将施工开始前，将摊铺船停在施工水域的岸边，并对摊铺船进行定位；摊铺船的船头靠近岸边，摊铺船的船尾远离岸边，并且摊铺船垂直于河流(或水流)方向。在摊铺船的船头位置设置岸锚，在摊铺船的船尾位置设置水锚；利用岸锚和水锚对摊铺船进行定位。

在摊铺船的船头位置设置至少两个岸锚，通过岸锚的缆绳长度控制摊铺船的方向。即，当放松一侧岸锚时，船体的船尾向另一侧岸锚的方向偏离，进而达到控制摊铺船移动方向的目的，通常情况下，两侧岸锚对称设置，船体移动方向保持恒定，并且垂直于水流方向。

将摊铺船固定后，将建筑材料置于摊铺船的摊铺板上，本实施例中建筑材料为模袋砼，首先将摊铺板上的模袋布展铺在摊铺船和岸边，并将模袋布的一端固定在岸边；往模袋布内充灌混凝土以形成模袋砼，驱使摊铺船向远离岸边方向移动，并将摊铺板上的模袋砼沉放入水，摊铺破面。

施工前，摊铺板为水平状态，在施工过程中，摊铺板靠近岸边的一端向下倾斜，其倾斜角度随着摊铺船远离岸边的距离逐渐增大；并且随着距离的增大，倾斜角度的速率按照先增大、再减小、再逐渐增大的趋势进行。其中，摊铺板的倾斜角度是指摊铺板表面与水平面之间的夹角。

具体地，设定船舶与岸边的实时距离为S，同时设定阈值S

当0＜S≤S

当S

当S

当S

进一步地，α

本实施例中，所述水下坡面的坡度为20°。水下坡面的坡度是指坡面与水平面的夹角。在摊铺模袋混凝土之前，需要整平破面，在施工水域利用抛石船往水下抛石，之后在抛石表面抛下碎石，用于整平施工水域的水下坡面，以便于将模袋砼平整摊铺在水下坡面上。

所述摊铺船的船头方向靠近岸边，所述摊铺板铰接在摊铺船的船尾，并且摊铺板沿铰接轴向下倾斜。具体为摊铺板利用起重装置向下倾斜，进而将摊铺板上的建筑材料沉放入水。所述建筑材料为模袋混凝土，所述模袋混凝土的长度L通常为13-18米。本实施例中，模袋混凝土的长度为15米，在施工水域较宽的情况下，例如50米，则需要多个模袋混凝土接力沉入才能完成一道坡面的施工，因此，需要将摊铺船移动、建筑材料沉放、摊铺船停止并浇筑新的模袋混凝土，循环沉放直至该道坡面施工完成。更换方向进行下一道坡面施工。

当一段模袋混凝土摊铺完成，即摊铺长度等于模袋混凝土的倍数之后，摊铺船停止，进行下一段模袋混凝土的浇筑，浇筑的同时摊铺板保持固定角度的倾斜状态。其中摊铺长度为模袋混凝土摊铺在坡面上的总长度。

设定摊铺长度为N，按照公式计算差值ΔN：

ΔN＝N-n×L

其中，n的选择需保证ΔN满足0≤ΔN＜L的范围，且n为正整数；

并设定阈值ΔN

当ΔN≤ΔN

当ΔN＞ΔN

实施例二

本发明提供一种超深动水区护岸用摊铺方法，首先，将施工开始前，将摊铺船停在施工水域的岸边，并对摊铺船进行定位；摊铺船的船头靠近岸边，摊铺船的船尾远离岸边，并且摊铺船垂直于河流(或水流)方向。在摊铺船的船头位置设置岸锚，在摊铺船的船尾位置设置水锚；利用岸锚和水锚对摊铺船进行定位。

在摊铺船的船头位置设置至少两个岸锚，通过岸锚的缆绳长度控制摊铺船的方向。即，当放松一侧岸锚时，船体的船尾向另一侧岸锚的方向偏离，进而达到控制摊铺船移动方向的目的，通常情况下，两侧岸锚对称设置，船体移动方向保持恒定，并且垂直于水流方向。

将摊铺船固定后，将建筑材料置于摊铺船的摊铺板上，本实施例中建筑材料为模袋砼，首先将摊铺板上的模袋布展铺在摊铺船和岸边，并将模袋布的一端固定在岸边；往模袋布内充灌混凝土以形成模袋砼，驱使摊铺船向远离岸边方向移动，并将摊铺板上的模袋砼沉放入水，摊铺破面。

施工前，摊铺板为水平状态，在施工过程中，摊铺板靠近岸边的一端向下倾斜，其倾斜角度随着摊铺船远离岸边的距离逐渐增大；并且随着距离的增大，倾斜角度的速率按照先增大、再减小、再逐渐增大的趋势进行。其中，摊铺板的倾斜角度是指摊铺板表面与水平面之间的夹角。

具体地，设定船舶与岸边的实时距离为S，同时设定阈值S

当0＜S≤S

当S

当S

当S

进一步地，α

本实施例中，所述水下坡面的坡度为18°。水下坡面的坡度是指坡面与水平面的夹角。在摊铺模袋混凝土之前，需要整平破面，在施工水域利用抛石船往水下抛石，之后在抛石表面抛下碎石，用于整平施工水域的水下坡面，以便于将模袋砼平整摊铺在水下坡面上。

所述摊铺船的船头方向靠近岸边，所述摊铺板铰接在摊铺船的船尾，并且摊铺板沿铰接轴向下倾斜。具体为摊铺板利用起重装置向下倾斜，进而将摊铺板上的建筑材料沉放入水。所述建筑材料为模袋混凝土，所述模袋混凝土的长度L通常为13-18米。本实施例中，模袋混凝土的长度为15米，在施工水域较宽的情况下，例如50米，则需要多个模袋混凝土接力沉入才能完成一道坡面的施工，因此，需要将摊铺船移动、建筑材料沉放、摊铺船停止并浇筑新的模袋混凝土，循环沉放直至该道坡面施工完成。更换方向进行下一道坡面施工。

当一段模袋混凝土摊铺完成，即摊铺长度等于模袋混凝土的倍数之后，摊铺船停止，进行下一段模袋混凝土的浇筑，浇筑的同时摊铺板保持固定角度的倾斜状态。其中摊铺长度为模袋混凝土摊铺在坡面上的总长度。

设定摊铺长度为N，按照公式计算差值ΔN：

ΔN＝N-n×L

其中，n的选择需保证ΔN满足0≤ΔN＜L的范围，且n为正整数；

并设定阈值ΔN

当ΔN≤ΔN

当ΔN＞ΔN

实施例三

如图1和图2所示，本发明还提供一种超深动水区护岸用摊铺设备，采用实施例一或实施例二提供的超深动水区护岸用摊铺方法，包括两艘船体1，且两艘船体1并排设置；还包括连接装置2、摊铺板5、至少一个起重装置6、控制装置，所述连接装置2分别于两艘船体1固定连接，使得两艘船体1和连接装置2形成一个固定的整体；所述摊铺板5位于两艘船体1之间并分别于两艘船体1铰接；起重装置6设置在所述船体上并与摊铺板5连接，起重装置6用于吊起或沉放摊铺板5；控制装置用于控制船体移动。

所述连接装置2包括铰接梁3和两个连接架4；所述铰接梁3连接在两艘所述船体1之间，两艘所述船体1通过所述铰接梁3与所述摊铺板5铰接，摊铺板5与铰接梁3可转动连接，以便摊铺板5以铰接梁3为中心相对于两艘船体1转动；所述连接架4与两艘所述船体1连接，所述连接架4位于所述摊铺板5的上方。其中，一个连接架4位于两艘船体1的中部，另一个连接架4位于两艘船体1的船头。

所述连接架4包括架设在两艘船体1之间的连接梁41和两组支撑装置42。两组支撑装置42分别固定在两艘船体1上，两组支撑装置42分别与连接梁41的两端固定连接，以支撑连接梁41，实现连接梁41通过两组支撑装置42将两艘船体固定连接。

所述起重装置6包括分别安装在两艘所述船体上的卷扬机、滑轮组件62和绳索61，卷扬机安装在船体1上并与控制装置连接，以便于控制装置控制卷扬机；每个滑轮组件62包括两个第一吊轮621和两个第二吊轮622，两个第二吊轮622安装在摊铺板5的两侧，两个第一吊轮621安装连接梁41上，两个第一吊轮621位于对应两个第二吊轮622的上方，绳索61对应连接在卷扬机和两个第一吊轮621和两个第二吊轮622之间，即一条绳索61绕设连接在卷扬机、第一吊轮621和第二吊轮622之间，另一条绳索61绕设连接在卷扬机、另一第一吊轮621和另一第二吊轮622之间，以便于卷扬机通过绳索61、第一吊轮621和第二吊轮622吊起或沉放摊铺板5。

当起重装置6吊起摊铺板5时，减少摊铺板5带来的阻力，以提升摊铺设备移动的速度；当起重装置6沉放摊铺板5时，摊铺板5相对于两艘船体1转动，使得摊铺板5的一端沉放入水，另一端位于两艘船体1之间，以便于经摊铺板5将建筑材料沉放入水。

同时，在船体1的船头位置设置第一固定锚7(岸锚)，在船体1的船尾位置设置第二固定锚8(水锚)，第一固定锚7固定连接在施工水域的岸边，第二固定锚8伸入水中并固定在施工水域外的坡面，使得摊铺船的船头朝向岸边，且摊铺船与水流方向垂直；当然，第二固定锚8也可以固定在与第一固定锚7对应的岸边，使得第一固定锚7和第二固定锚8分别固定在施工水域的两岸。控制装置分别与第一固定锚7和第二固定锚8连接，用于控制摊铺船与第一固定锚7的锚头，以及摊铺船与第二固定锚8的锚头的距离，实现控制摊铺船在第一固定锚7的锚头和第二固定锚8的锚头之间移动，以实现驱使摊铺船运动。

本实施例的工作原理为：将摊铺设备驶入施工水域，即两艘船体1驶入施工水域，确定两艘船体1的移动方向，通过起重装置6沉放摊铺板5，在施工平台9上将建筑材料经摊铺板5沉放入水并附着在水下坡面上，以形成水下护岸。

以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。