專利名稱：三棲式灘涂土方筑堤機施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及灘涂土方筑提工程的施工，屬于建筑技術(shù)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明所述的灘涂是指沿海大潮高潮位與低潮位之間的潮浸地帶，也稱為“潮間 帶”。隨著沿海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的發(fā)展，在沿海灘涂區(qū)域進行各類土建工程勢不可擋，在海潮區(qū) 域填筑土方更是司空見慣。灘涂土方工程施工的特點是工程量大，施工條件復(fù)雜，施工受到 海潮影響。由于潮汐的作用，有些灘涂有時被水淹沒，有時又出露水面，有些灘涂其上部經(jīng) 常露出水面，其下部則經(jīng)常被水淹沒。在海潮影響區(qū)進行土方工程施工，會遇到海潮漲落、 風(fēng)浪流速、淤泥粘滯等施工困難，現(xiàn)有的土方設(shè)備與方法不能適用?，F(xiàn)有的陸上土方機械，如鏟運機、裝載機、運輸機等，漲潮時會被水淹沒，擱涂時會 沉陷于泥灘中難以自拔，都只能在陸地上施工?，F(xiàn)有的水上土方機械，如挖泥船、吸泥船、泥 駁等，退潮擱涂時無法移動，只能在水上施工。而大量的沿海土方工程都是在陸上機械下不 去，水上機械上不來的潮間帶施工。目前，還沒有完善的施工設(shè)備與方法，大量的灘涂工程 都“無計可施”，工效低，進度慢。在提壩建造工程中，在石方堆砌的同時，需要大量的閉氣土方。泥漿泵和絞吸式挖 泥船提供的泥土含水量太高，堆不上，站不牢，無法用于筑提。很多海塘工程，在提壩的內(nèi)塘 需要一條沿著提壩的護提河和閘門，以便控制內(nèi)塘的水位。筑提和挖河同時進行施工的方 法，一直是海岸工程建設(shè)者夢寐以求的事。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述難題，提供一種筑提和挖河并進，浮水和擱涂均能工作的土方筑提 機及其施工方法。關(guān)鍵技術(shù)是筑提機在水面上的定位和移動，在灘涂上的行走，集挖河、運 泥、筑提為一體的施工工藝。所以被稱為三棲式灘涂土方筑提方法。本發(fā)明包括筑提機的定位、移動，土方的挖掘、運輸和填筑，以及排水、脫水和土 壁支撐的施工方法，其特征包括以下步驟:A.筑提機被拖至作業(yè)場地，橫向布置于待建提 壩與河道之間，在筑提機兩邊沿著來回行走的方向拋下四個錨；B.在提壩腳側(cè)打設(shè)土壁支 撐樁和柵欄，在卸泥區(qū)鋪設(shè)土工布，設(shè)置排水溝槽、噴灑脫水劑；C.開啟定位儀，根據(jù)工程 設(shè)計圖紙在電腦上規(guī)劃行走線路，用定位儀確定提線位置，用錨機或驅(qū)動輪子移動筑提機 完成準(zhǔn)確定位；D.將一抓斗移至挖泥端抓取泥土，運至填筑端，卸于卸泥區(qū)，與此同時另一 抓斗返回挖泥端取土，交替進行，往返循環(huán)；E.筑提機一邊取土填筑，一邊縱橫移動進行布 料，使一次填筑泥土的厚度小于0. 5米；F.當(dāng)船體擱置于軟粘灘涂無法移動時，開啟防真空 吸粘裝置，水、空氣和表面活性劑的混合物，經(jīng)船底部噴口和溝槽鋪展于船底和涂面之間， 產(chǎn)生潤滑懸浮，真空吸力消失，筑提機移動自如；G.這樣多次重復(fù)上述步驟，直到達到設(shè)計 斷面，完成筑提和挖河工程。填筑時縱橫布料、薄層輪加、分層加高，第一層填筑后，每層泥土填筑的間隔時間大于10天。對滲透系數(shù)小的軟粘土，應(yīng)適當(dāng)減少一次填筑泥土的厚度和延長每層泥土填筑 的間隔時間。每層泥土填筑前，調(diào)整排水溝槽和噴灑脫水劑一次。所述的三棲式灘涂土方筑提機包括船體、支架、桁架梁、拉索、導(dǎo)軌、吊機、抓斗、定 位裝置，船體是箱形結(jié)構(gòu)，兩頭翹起，上設(shè)二臺錨機，下設(shè)至少四個輪子，還有發(fā)電機組和生 活設(shè)施。在船體兩端的錨機為卷揚機，錨纜為鋼絲繩，錨機與驅(qū)動輪子通過離合器和電機連 接。輪子為槳片式，浮水和擱涂時均能驅(qū)使浮體的移動。支架呈“A”形結(jié)構(gòu)，下部固定在浮 體上，中部固定桁架梁，頂部裝有GPS定位裝置。桁架梁截面為三角形，以提壩到河道的距 離來設(shè)計桁架的長度，桁架固定在兩個帶有輪子的船體支架上，頂部與多根拉索相聯(lián)，兩邊 設(shè)有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)有帶抓斗的吊機，分別沿著桁架回行走，一端挖河另一端筑提。為了解決筑提機在粘性灘涂移位困難的問題，在船體的底部設(shè)有防真空吸粘裝置 及其溝槽。防真空吸粘設(shè)置包括水泵、氣泵、貯液箱、噴口及其浮體的底部的溝槽。所述的筑提機的定位、移動的監(jiān)控裝置采用海岸工程船舶定位儀(已申請中國專 利)。包括基準(zhǔn)站、移動站、測深儀、工控電腦、數(shù)傳電臺、GPS接收機和工作軟件，其特征是 在岸域一已知點上設(shè)一個基準(zhǔn)站，在工程船上設(shè)一個移動站；在基準(zhǔn)站設(shè)有一臺GPS接收 機并與數(shù)傳電臺、工放連接；在移動站設(shè)有一臺接收電臺、兩臺GPS接收機和一臺測深儀， 并分別與工控電腦連接；工控電腦內(nèi)裝一套工作軟件，控制船體上的定位錨機和驅(qū)動輪子。本發(fā)明的積極效果1.由于采用了兩個平底船體，使筑提機底面大，壓強小，吃水淺，在船體的底部設(shè) 有防真空吸粘設(shè)置，使筑提機無論浮水還是擱涂，都能移動自如。2.由于采用了兩個帶抓斗的吊機分別在桁架梁的一端挖泥另一端筑提，沿著桁架 梁來回行走，使筑提機荷載均衡，工作穩(wěn)定，工效提高一倍。3.由于采用了支架、桁架梁、帶抓斗的結(jié)構(gòu)的筑提機，采用排水、脫水和土壁支撐 的施工方法。填筑時薄層輪加、縱橫布料、分層加高和自然干燥，土體擾動少、強度高，有效 解決了泥土在提壩上的站立和堆高的問題。4.由于采用了海岸工程船舶定位儀，包括工控電腦、GPS接收機和操作軟件，定位 迅速準(zhǔn)確，自動化程度高。5.由于采用了槳片式輪子、卷揚機和鋼絲繩錨纜，漲潮時浮在水面施工，潮水退時 擱在涂面施工。不但布料面積大，移動靈活，可平面布料，也可垂直布料。而且安全可靠工 效高。所以，本發(fā)明具有挖河填筑并進，浮水?dāng)R涂兩用，環(huán)境適應(yīng)性強，施工效率高的優(yōu)
點ο


圖1是本發(fā)明實施例的主視圖，圖2是實施例的右視圖，圖3是船底防真空吸粘裝 置的示意圖，圖4是實施例的俯視圖。包括抓斗(1)、吊機(2)、泥土(3)、導(dǎo)軌(4)、船體(5)、 支架(6)、桁架梁(7)、拉索(8)、錨機(9)、定位儀(10)、操作室(11)、錨纜(12)、輪子(13)、 防真空吸粘設(shè)置(14)、溝槽(15)、噴口(16)、挖泥區(qū)(17)、卸泥區(qū)(18)、土壁支撐(19)、提 壩(20)。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。三棲式灘涂土方筑提機，如圖1、圖2所示，最大距離輸送120米，產(chǎn)量為60m3/h。 其包括船體(5)、支架(6)、桁架梁(7)、拉索(8)、導(dǎo)軌(4)、抓斗(1)、吊機(2)。船體(5) 上設(shè)錨機(9)、輪子(13)、發(fā)電機組和生活設(shè)施。船體兩端的錨機(9)為卷揚機，錨纜(12) 為鋼絲繩，錨機與驅(qū)動輪子(13)通過離合器和電機連接。浮水作業(yè)時用錨機(9)移位，擱 灘作業(yè)時用輪子(13)移位。船體的底部有防真空吸粘設(shè)置(14)，船底設(shè)有溝槽(15)噴口 (16)，如圖3所示，在粘性灘涂擱灘作業(yè)時，不再出現(xiàn)移位困難的問題。支架(6)固定在船 體(5)上，中部固定桁架梁(7)，頂部裝有定位儀(10)。定位儀(10)，采用海岸工程船舶定 位裝置。在靠近挖泥一端的支架(6)上設(shè)有操作室(11)，抓斗(1)吊機(2)拉索(8)錨機 (9)都集中于操作室(11)控制。桁架梁(7)頂部與多根拉索(8)相聯(lián)，拉索(8)另一端與 支架(6)上部聯(lián)接。桁架梁(7)兩邊設(shè)有導(dǎo)軌(4)，導(dǎo)軌(4)聯(lián)接吊機(2)，吊機⑵聯(lián)接 抓斗⑴。施工方法如圖4所示，有如下步驟1.規(guī)劃首先筑提機被調(diào)遣到工程現(xiàn)場，施工技術(shù)人員對現(xiàn)場的施工環(huán)境和施工 條件進行全面分析，掌握施工灘涂的潮汐、流速和波浪等水文資料，及其岸坡、灘涂的地形 地貌等情況；熟悉設(shè)計文件和設(shè)計交底內(nèi)容；根據(jù)工程設(shè)計圖紙，將待建提壩與河道相關(guān) 參數(shù)輸入電腦，并在電腦上規(guī)劃行走線路。2.定位筑提機橫向布置于待建提壩與河道之間，船體(5)兩端設(shè)有平行于提岸 的錨纜(12)，沿著筑提機來回行走的方向，兩邊各拋下兩個錨。通過定位儀(10)和錨機(9) 完成準(zhǔn)確定位。3. 土壁支撐和脫排水在土方填筑之前，在提壩的卸泥區(qū)(18)鋪好土工布，在提 壩(20)的腳線上打好樁，安裝柵欄，做好土壁支撐(19)。設(shè)置排水溝槽、噴灑脫水劑。4.取土筑提將一抓斗(1)移至挖泥端，張開抓斗，將其放入挖泥區(qū)(17)，抓起涂 面的泥土(3)，通過桁架梁(7)運行到卸泥區(qū)(18)上空后，打開抓斗將泥土(3)卸至提壩 上，抓斗卸料后，再沿軌道回到挖泥端，準(zhǔn)備下一次取土。與此同時另一抓斗(1)通過桁架 梁(7)返回移至挖泥端取土，往返循環(huán)。5.布料通過操作室(11)的控制，對筑提機位置和桁架梁(7)高度的調(diào)整，實現(xiàn) 上方的平面布料和垂直布料。筑提機一邊取土填筑，一邊移動，有水時用錨機(9)移位，無 水時用輪子(13)移位。船體兩端的電錨機控制著筑提機沿提移動，當(dāng)一個斷面施工完成 后，利用錨機向施工順序方向移動一個施工船位，這樣周而復(fù)始，完成第一層施工后，回到 原先開始處進行第二層施工，直至挖泥區(qū)(17)成為護提河，卸泥區(qū)(18)成為提壩(20)的 閉氣土方。6.薄層輪加泥土(3)固定一點落料容易引起土體滑坡或地基滑移，因此在土體 堆筑時必須進行縱橫線式布料。土方填筑從最低部位開始，水平分層填筑，均衡上升。視土 料及地基土情況，填筑泥土的分層厚度小于0. 5米；一般控制在0. 3 0. 5m。當(dāng)閉氣土方 提線第一次鋪填完畢，筑提機須回到提首進行第二次填筑，這時須提升桁架梁(7)，以提高 卸料高度。每層泥土填筑的間隔時間應(yīng)大于10天。分層厚度與間隔時間取決于泥土的滲 透系數(shù)和地基的承載強度，對滲透系數(shù)小的軟粘土和軟弱地基，應(yīng)適當(dāng)減少一次填筑泥土 的厚度和延長每層泥土填筑的間隔時間。每層泥土填筑前，調(diào)整排水溝槽和噴灑脫水劑一次。閉氣土方斷面需經(jīng)多次堆筑方達到設(shè)計高程。工程實施例某海提工程圍涂總面積20762畝，新海提總長5354. 5m,加固海提工 程1224. Sm。提壩土方施工采用本發(fā)明施工技術(shù)，桁架輸送距離為100m，土方量24萬m3， 工程歷時17個月完成。某海塘圍涂工程，提體軸線長1220. 35m,延伸段長238. 8m,涂面高 程6. 3 0. 5m。提壩為石土結(jié)構(gòu)，采用復(fù)式斷面；壩頂高程7. 0m，頂寬5. Om，擋浪墻頂高程 7.8m。提壩土方施工采用本發(fā)明方法，桁架輸送距離為120m，土方量18. 12萬m3，工程歷時 26個月完成。工程達到設(shè)計要求，竣工后提壩穩(wěn)定，沉移少，效果好。本發(fā)明主要解決了三個難題第一是設(shè)備在灘涂上的定位和移動，能在水上、海 岸和潮間帶行走自如；第二是在灘涂潮間帶集挖河、運泥、筑提為一體；第三是筑提機一邊 取土填筑，一邊移動，采用土方的平面布料和垂直布料的施工方法和工藝，實現(xiàn)土方對軟粘 土、淤泥等的薄層布料、分層加高和自然干燥，有效解決了泥土在提壩上的站立和堆高的問 題。形成了一整套應(yīng)用于灘涂土方工程的施工設(shè)備和方法，可在浮水?dāng)R涂等各種環(huán)境下進 行軟粘土的土方筑提施工，實現(xiàn)挖河填筑并進，浮水?dāng)R涂兩用，施工效率高，經(jīng)濟效益明顯。 具有土體擾動少、強度高、固結(jié)快、形成的邊坡比小、提壩穩(wěn)定性好、環(huán)境適應(yīng)性強的優(yōu)點。 適用于海涂、沼澤、淺水等環(huán)境條件下，輸送距離為150m內(nèi)的土方工程。
權(quán)利要求
三棲式灘涂土方筑堤機施工方法，包括筑堤機的定位、移動，土方的挖掘、運輸和填筑，以及排水、脫水和土壁支撐的施工方法，其特征包括以下步驟；A.筑堤機被拖至作業(yè)場地，橫向布置于待建堤壩與河道之間，在筑堤機兩邊沿著來回行走的方向拋下四個錨；B.在堤壩腳側(cè)打設(shè)土壁支撐樁和柵欄，在卸泥區(qū)鋪設(shè)土工布，設(shè)置排水溝槽、噴灑脫水劑；C.開啟定位儀，根據(jù)工程設(shè)計圖紙在電腦上規(guī)劃行走線路，用定位儀確定堤線位置，用錨機或驅(qū)動輪子移動筑堤機完成準(zhǔn)確定位；D.將一抓斗移至挖泥端抓取泥土，運至填筑端，卸于卸泥區(qū)，與此同時另一抓斗返回挖泥端取土，交替進行，往返循環(huán)；E.筑堤機一邊取土填筑，一邊縱橫移動進行布料，使一次填筑泥土的厚度小于0.5米；F.當(dāng)船體擱置于軟粘灘涂無法移動時，開啟防真空吸粘裝置，水、空氣和表面活性劑的混合物，經(jīng)船底部噴口和溝槽鋪展于船底和涂面之間，產(chǎn)生潤滑懸浮，真空吸力消失，筑堤機移動自如；G.這樣多次重復(fù)上述步驟，直到達到設(shè)計斷面，完成筑堤和挖河工程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三棲式灘涂土方筑提機施工方法，其特征是填筑時縱橫布 料、薄層輪加、分層加高，第一層填筑后，每層泥土填筑的間隔時間大于10天。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三棲式灘涂土方筑提機施工方法，其特征是每層泥土填筑 前，調(diào)整排水溝槽和噴灑脫水劑一次。
全文摘要
三棲式灘涂土方筑堤機施工方法，涉及挖河筑堤工程的施工。包括筑堤機的定位、移動，在灘涂上的行走，土方的挖掘、運輸和填筑，集挖河筑堤為一體的施工工藝，以及脫排水和土壁支撐的施工方法。實現(xiàn)挖河填筑并進，浮水?dāng)R涂兩用，施工效率高，經(jīng)濟效益明顯。具有土體擾動少、強度高、固結(jié)快、形成的邊坡比小、堤壩穩(wěn)定性好、環(huán)境適應(yīng)性強的優(yōu)點。適用于海涂、沼澤、淺水等環(huán)境條件下，輸送距離為150m內(nèi)的土方工程。
文檔編號E02D17/18GK101929162SQ201010229269
公開日2010年12月29日 申請日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者俞元洪, 周榮鑫, 應(yīng)林江, 徐瑛勵, 沈波, 陶松壘, 陶鈞炳, 黃鉅海 申請人:紅陽建設(shè)集團有限公司;浙江科技學(xué)院