專利名稱：一種水下土工布鋪設設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及土工布水下鋪設裝置，屬于工程機械。
背景技術：
土工布能夠有效地隔離不同物理性質(zhì)的材料，使兩種或多種材料間互不混雜，保 持材料的整體結構和功能；有效地將集中應力擴散、傳遞或分解，降低地基不均勻沉降；有 效地增加土體的抗拉強度和抗變能力，增強地基抗剪切破壞，因此，土工布在軟基處理工程 中得以廣泛應用。近幾年來，該技術被應用于水下軟基處理中。深水區(qū)乃至深海區(qū)土工布 鋪設不能采用常規(guī)的人工鋪設施工方法，而是要專用的船只施工，這就不僅要解決深海復 雜工況對施工船體安全作業(yè)的影響，而且要解決深水復雜水文條件對施工效率和質(zhì)量的影 響。水下不僅要防止風浪對船體穩(wěn)定、鋪設精度的不利影響，而且要防止紊亂水流對 土工布的不利影響，一系列不利影響構成相當大的技術難題。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述技術難題，實現(xiàn)水下土工布的順利鋪設，本實用新型目的提供一種 水下土工布鋪設設備。本實用新型包括浮體、定位系統(tǒng)、移位裝置和鋪設機構。采用如下技術方案浮體 的四角設有定位錨機，定位錨機受控于海岸工程船舶定位儀；沿著浮體的一邊設有兩個懸 臂，懸臂上的滑輪吊索連接卷上土工布的滾筒，并受控于卷揚機；浮體的另一邊設有砂石包 堆料艙；浮體的中間設有吊機和操縱室。所述的浮體是水上的工作平臺，要求足夠承載所有的設備和人員，具有一定的抗 風浪能力，能保障在水深2 20m、流速0 3m/s、潮差彡9m、風力彡7級、浪彡2級的環(huán)境 中穩(wěn)定施工，正常作業(yè)。其設計要點是浮體長度大于滾筒的長度，滾筒的長度大于土工布 的寬度。所述的定位錨機是浮體定位和移動裝置，由錨機、錨纜、錨、纜柱和電控裝置組成。所述的GPS定位系統(tǒng)采用海岸工程船舶定位儀，有3個GPS接收機、一臺工控電 腦、兩臺數(shù)傳電臺和一套工作軟件。定位精度要求< 20cm。所述的懸臂為滾筒的起落支承體，承重全部滾筒構件的總質(zhì)量。懸臂安裝于浮體 的一個邊沿，懸臂下端固定于浮體上，上端裝有滑輪吊索，用以控制滾筒的升降。懸臂相連 的滑輪吊索連接卷著待鋪土工布的滾筒，并受控于卷揚機。吊索是起落滾筒的牽引索具，由 于在鋪設時會產(chǎn)生較大拉力，因此吊索必須具有足夠的抗拉強度以保證不被破壞。滾筒置于兩懸臂之間，兩端由吊索連接。滾筒是土工布攤鋪時的主要部件，有一定 的抗彎曲強度、同軸度要求。吊索是起落滾筒的牽引索具。滾筒的長度大于一次鋪設的土 工布的寬度。卷揚機主要為滾筒升、放裝置，在鋪設時用以調(diào)節(jié)滾筒的深度，以防止?jié)L筒過分的壓緊泥涂面，使土工布滾筒因阻力太大而滾動困難，造成土工布不能連續(xù)張開。在滾筒兩側 的牽引機構上設有液壓自鎖裝置，防止土工布在水流運動下滾筒自轉，只有在鋪設船移動 時才會解鎖同步轉動，使土工布鋪設平順而不起皺。所述的吊機設在浮體的中間部位，吊機的旋轉半徑大于浮體寬度的一半，用于裝 卸土工布和砂石包。操縱室用于集中控制吊機、卷揚機和錨機。本實用新型的特點是1.由于采用電控機械完成升降、移位、鋪設及材料貨物的裝卸，所以機械化和自動
化程度高。2.由于采用GPS定位系統(tǒng)，定位準確，鋪設精度高，而且不受潮漲潮落、白天黑夜 和氣候條件的影響?？梢匀旌蚴┕?，每天的有效施工時間可達24小時。3.由于采用懸臂、滑輪和吊索連接滾筒并受控于卷揚機?？蓪⑼凉げ汲寥脘摻z繩 長度的水底，解決深水土工布無法鋪設的難題。4.由于采用足夠承載的浮體和四角定位錨機的設計，具有較高的抗風浪流能力， 工作穩(wěn)定性。

圖1為本實用新型布置圖，圖2為本實用新型側面圖，包括懸臂(1)、土工布(2)、 操縱室(3)、滾筒(4)、吊索(5)、纜柱(6)、錨機(7)、卷揚機(8)、堆料箱(9)、砂石包(10)、 吊臂(11)、GPS接收機(12)、錨纜(13)、錨鉤(14)、水面(15)、涂面(16)浮體(17)。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明水下土工布鋪設設備的實施例如圖1所示，包括浮體、定位系統(tǒng)、移位裝置和鋪設 機構。浮體(17)為無動力推進的水上甲板式鋼質(zhì)平臺，總長47m，型寬9. 4m，型深2. Im, 重載排水量752噸。定位系統(tǒng)采用海岸工程船舶定位裝置，由三臺高精度GPS、電腦、打印機及相關軟 件等組成，其中岸上設一臺GPS接收機，浮體(17)的兩端各一臺GPS接收機(12)，形成實時 差分定位系統(tǒng)。能準確確定船舶的行走軌跡和船舶姿態(tài)，定位精度為士 10cm。而且可以不 分白天和黑夜實現(xiàn)全天候作業(yè)。移位裝置包括錨機(7)、錨纜(13)和錨。主要為錨固定位和移動船舶，采用8tl3m/ min絞錨機四臺，分別安置的浮體(17)的四角。錨纜(13)的一端連接錨機(7)另一端連接 錨，定位時四個錨和錨纜(13)通過兩纜柱(6)拋向浮體(17)的四角方向，工作時只要收放 錨機(7)就能完成浮體(17)的移位。鋪設機構包括懸臂(1)、滾筒(4)、吊索(5)、卷揚機(8)，滾筒(4)上預先卷上土工 布(2)、由卷揚機(8)帶動吊索(5)實現(xiàn)滾筒(4)的升降。而兩則的牽引機構設有液壓自鎖 裝置，防止土工布在水流運動下滾筒自轉，只有在鋪設船移動時才會解鎖同步轉動，使土工 布鋪設平順而不起皺。操縱室(3)和吊機位于浮體的中間，吊臂(11)長6. 2m。用于從碼頭及其他船只上裝卸土工布和砂石包。操縱室(3)用于集中控制各吊機、卷揚機和錨機。內(nèi)置中央集控電 腦、張拉式剎閘裝置、發(fā)電設備、生活設施等。發(fā)電設備主要為作業(yè)提供動力，生活設施主要 為作業(yè)人員的生活、生產(chǎn)安全等配套設備，以保證施工過程的穩(wěn)定和安全。 作業(yè)時，首先在電腦內(nèi)輸入船體的尺寸、土工布平面尺寸以及施工平面區(qū)域位置。 海岸工程船舶定位裝置根據(jù)GPS接收機(12)的信號，通過電腦解算，在屏幕上自動顯示出 土工布鋪設單元格軌跡和浮體(17)的相對位置。隨即可操作移位裝置收放錨機(7)進行 浮體(17)的定位作業(yè)。定位后鋪設機構啟動，由卷揚機(8)帶動吊索(5)把預先卷上土工 布(2)的滾筒(4)從水面(15)徐徐放下，放到涂面(16)時，土工布(2)頭上的錨鉤(14) 扎入涂面(16)。然后，操控移位裝置收放錨纜(13)，土工布(2)隨著浮體(17)的移動在涂 面(16)鋪展。于此同時，用吊機把堆料箱(9)砂石包(10)沿著浮體的邊投放。壓住鋪設 在涂面(16)上的土工布(2)。如此循環(huán)往復完成水下土工布鋪設。
權利要求1.一種水下土工布鋪設設備，包括浮體、定位系統(tǒng)、移位裝置和鋪設機構，其特征在于 浮體的四角設有定位錨機，定位錨機受控于海岸工程船舶定位儀；沿著浮體的一邊設有兩 個懸臂，懸臂上的滑輪吊索連接卷上土工布的滾筒，并受控于卷揚機；浮體的另一邊設有砂 石包堆料艙；浮體的中間設有吊機和操縱室。
2.如權利要求1所述的一種水下土工布鋪設設備其特征是浮體長度大于滾筒的長 度，滾筒的長度大于土工布的寬度。
3.如權利要求1所述的一種水下土工布鋪設設備其特征是在滾筒兩側的牽引機構上 設有液壓自鎖裝置。
專利摘要一種水下土工布鋪設設備，屬于水下工程施工機械。包括浮體、定位系統(tǒng)、移位裝置和鋪設機構。其方案是浮體的四角設有定位錨機，定位錨機受控于海岸工程船舶定位儀；沿著浮體的一邊設有兩個懸臂，懸臂上的滑輪吊索連接卷上土工布的滾筒，并受控于卷揚機；浮體的另一邊設有砂石包堆料艙；浮體的中間設有吊機和操縱室。解決了以往深水土工布無法鋪設的難題。具有機械化和自動化程度高，不受潮水和氣候條件的影響，工作穩(wěn)定性好等特點。
文檔編號E02B3/00GK201785741SQ201020258420
公開日2011年4月6日 申請日期2010年7月13日 優(yōu)先權日2010年7月13日
發(fā)明者俞元洪, 周榮鑫, 張子和, 李彬, 陶松壘, 黃鉅海 申請人:浙江科技學院, 紅陽建設集團有限公司