本發(fā)明涉及一種海上作業(yè)施工工藝，尤其是涉及一種在海洋施工鉆孔打樁的工藝，其可應(yīng)用于風(fēng)電及橋梁樁基領(lǐng)域，，屬于海洋工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視；其蘊(yùn)量巨大，全球的風(fēng)能約為2.74×10^9MW，其中可利用的風(fēng)能為2×10^7MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍；

針對我國幅員遼闊、海岸線長的國情特點(diǎn)，海上風(fēng)能資源十分豐富，極具應(yīng)用前景；而且海上風(fēng)力發(fā)電具有風(fēng)速大、有效發(fā)電時(shí)間長、不占用陸地、距離負(fù)荷中心近等優(yōu)點(diǎn)，因此具有很好的可開發(fā)前景；

如今已建成的海上風(fēng)電場中絕大部分都采用單樁基礎(chǔ)，即在海床中直接打入一根大直徑鋼管樁作為風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)；單樁基礎(chǔ)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)型式簡單、施工方便；針對海上作業(yè)的需求，有企業(yè)研發(fā)了如201410186577.6 公開的“一種海上風(fēng)電基礎(chǔ)打樁用浮箱式定位工裝” ，其采用浮動作業(yè)方式；但是，隨著風(fēng)電機(jī)組制造技術(shù)的快速發(fā)展，單機(jī)容量不斷增大，需要的單樁直徑越來越大，海床泥面打孔、樁基吊裝和打入的難度也隨之增大；上述工裝已經(jīng)完全無法適應(yīng)新的作業(yè)要求。

同時(shí)，在橋梁（尤其是跨海大橋）的樁基施工作業(yè)過程中，也需要相應(yīng)的海上作業(yè)平臺進(jìn)行鉆孔打樁，因此，亟需一種能夠應(yīng)用于風(fēng)電及橋梁領(lǐng)域進(jìn)行鉆孔打樁作業(yè)的施工效率高的嵌巖自升式施工平臺。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種施工效率高且施工效果好的風(fēng)電及橋梁嵌巖施工工藝。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種風(fēng)電及橋梁嵌巖施工工藝，所述工藝包含有以下步驟：

步驟1、自升式施工平臺航行至施工位置上方且定位于該施工位置上；

步驟2、自升式施工平臺四個(gè)角上的升降樁腿下降至海床泥面上將自升式施工平臺頂升至海水面上方；

步驟3、鋼護(hù)筒安裝，自升式施工平臺上的吊機(jī)將鋼護(hù)筒吊起后在抱樁器的導(dǎo)向作用下豎向向下利用振動錘擊打進(jìn)入海底泥面中（如可使得鋼護(hù)筒打入粉質(zhì)粘土、泥質(zhì)粉細(xì)砂、中粗砂層，一直到花崗巖層停止），

步驟4、自升式施工平臺上升，使得鋼護(hù)筒的頂部與自升式施工平臺的施工甲板面相持平；

步驟5、鉆孔：

步驟5.1、將帶有鉆頭的鉆桿插入鋼護(hù)筒內(nèi)，合上的門架使得加壓滑移塊夾置在開合式門架的滑移槽內(nèi)；

步驟5.2、加壓油缸通過加壓滑移塊對鉆桿施加豎向向下的壓力，使得鉆頭順利切削巖層；

步驟5.3、在鉆頭工作的同時(shí)，泥漿導(dǎo)入管不停的導(dǎo)入泥漿將切削下來的巖石粉末沖起，并通過吸漿管將這些泥漿和巖石粉末的混合物抽走；

步驟5.4、當(dāng)加壓油缸行程到位后，縮回加壓油缸的活塞桿后，在加壓油缸和加壓滑移塊之間增加墊塊，從而增加其行程；

步驟5.5、當(dāng)增加多次墊塊后滑動至滑移槽的最下端時(shí)，增加一節(jié)鉆桿，繼續(xù)向下鉆孔；

步驟6、鉆孔作業(yè)完畢后，吊機(jī)將鋼樁吊入步驟5中鉆好的孔內(nèi)，隨后在鋼樁內(nèi)、以及鋼樁和孔內(nèi)壁之間灌入混凝土。

步驟7、自升式施工平臺下降，使得鋼護(hù)筒的頂部相對于自升式施工平臺上升至露出自升式施工平臺的上表面；

步驟8、吊機(jī)將振動錘安裝于鋼護(hù)筒的頂部，在振動錘振動過程中其對鋼護(hù)筒起吊，從而完成鋼護(hù)筒的拔出。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的施工工藝通過升降樁腿佇立在海面上進(jìn)行施工，使得整個(gè)施工過程更為穩(wěn)健可靠；同時(shí)通過鉆孔裝置進(jìn)行加壓后鉆孔，使得鉆孔效率更高；且鉆孔過程中驅(qū)動方式可采取鉆桿驅(qū)動，或者鉆桿不動，鉆頭旋切作業(yè)，可應(yīng)用于不同的作業(yè)場合，使得作業(yè)范圍更廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種風(fēng)電嵌巖自升式施工平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明一種風(fēng)電嵌巖自升式施工平臺的側(cè)視圖。

圖3為本發(fā)明一種風(fēng)電嵌巖自升式施工平臺的鉆孔裝置的門架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明一種風(fēng)電嵌巖自升式施工平臺的鉆孔裝置的應(yīng)用狀態(tài)示意圖。

圖5為本發(fā)明一種風(fēng)電嵌巖自升式施工平臺的繞樁吊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明一種風(fēng)電及橋梁嵌巖施工工藝中安裝鋼護(hù)筒時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明一種風(fēng)電及橋梁嵌巖施工工藝中門架打開后安裝鋼護(hù)筒的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明一種風(fēng)電及橋梁嵌巖施工工藝中利用振動錘擊打鋼護(hù)筒時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本發(fā)明一種風(fēng)電及橋梁嵌巖施工工藝中鉆桿吊裝時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為本發(fā)明一種風(fēng)電及橋梁嵌巖施工工藝中增加一節(jié)鉆桿時(shí)的狀態(tài)示意圖。

其中：

自升式施工平臺1、鉆孔裝置2、繞樁吊3。

升降樁腿1.1；

翻轉(zhuǎn)件2.1、上連接板2.2、翻轉(zhuǎn)油缸2.3、滑移槽2.4、加壓油缸2.5、加壓滑移塊2.6、鉆桿2.7、鉆頭2.8、泥漿導(dǎo)入管2.9、吸漿管2.10；

套筒3.1、吊機(jī)3.2。

具體實(shí)施方式

參見圖1~10，本發(fā)明涉及的一種風(fēng)電及橋梁嵌巖施工工藝，所述工藝包含有以下步驟：

步驟1、自升式施工平臺航行至施工位置上方且定位于該施工位置上；

步驟2、自升式施工平臺四個(gè)角上的升降樁腿下降至海床泥面上將自升式施工平臺頂升至海水面上方；

步驟3、鋼護(hù)筒安裝，自升式施工平臺上的吊機(jī)將鋼護(hù)筒吊起后在抱樁器的導(dǎo)向作用下豎向向下利用振動錘擊打進(jìn)入海底泥面中（如可使得鋼護(hù)筒打入粉質(zhì)粘土、泥質(zhì)粉細(xì)砂、中粗砂層，一直到花崗巖層停止），

步驟4、自升式施工平臺上升，使得鋼護(hù)筒的頂部與自升式施工平臺的施工甲板面相持平；，從而讓出施工空間；

步驟5、鉆孔：

步驟5.1、將帶有鉆頭的鉆桿插入鋼護(hù)筒內(nèi)，合上的門架使得加壓滑移塊夾置在開合式門架的滑移槽內(nèi)；

步驟5.2、加壓油缸通過加壓滑移塊對鉆桿施加豎向向下的壓力，使得鉆頭順利切削巖層；

步驟5.3、在鉆頭工作的同時(shí)，泥漿導(dǎo)入管不停的導(dǎo)入泥漿將切削下來的巖石粉末沖起，并通過吸漿管將這些泥漿和巖石粉末的混合物抽走；

步驟5.4、當(dāng)加壓油缸行程到位后，縮回加壓油缸的活塞桿后，在加壓油缸和加壓滑移塊之間增加墊塊，從而增加其行程；

步驟5.5、當(dāng)增加多次墊塊后滑動至滑移槽的最下端時(shí)，增加一節(jié)鉆桿，繼續(xù)向下鉆孔；

步驟6、鉆孔作業(yè)完畢后，吊機(jī)將鋼樁吊入步驟5中鉆好的孔內(nèi)，隨后在鋼樁內(nèi)、以及鋼樁和孔內(nèi)壁之間灌入混凝土；

步驟7、自升式施工平臺下降，使得鋼護(hù)筒的頂部相對于自升式施工平臺上升至露出自升式施工平臺的上表面；

步驟8、吊機(jī)將振動錘安裝于鋼護(hù)筒的頂部，在振動錘振動過程中其對鋼護(hù)筒起吊，從而完成鋼護(hù)筒的拔出。

具體的講，所述風(fēng)電及橋梁嵌巖施工工藝通過風(fēng)電嵌巖自升式施工平臺實(shí)施，所述風(fēng)電嵌巖自升式施工平臺包含有自升式施工平臺1，所述自升式施工平臺1的四個(gè)角上安裝有四個(gè)升降樁腿1.1，

所述自升式施工平臺1的甲板上安裝有鉆孔裝置2，所述鉆孔裝置2包含有一組開合式結(jié)構(gòu)的門架，該門架包含有對稱設(shè)置的兩個(gè)翻轉(zhuǎn)件2.1，所述翻轉(zhuǎn)件2.1底部一端與自升式施工平臺1的甲板相鉸接，兩個(gè)翻轉(zhuǎn)件2.1的頂部均橫向連接有上連接板2.2，且兩塊上連接板2.2之間通過銷軸等插拔件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)開閉控制，每個(gè)翻轉(zhuǎn)件2.1旁均設(shè)置有一個(gè)翻轉(zhuǎn)油缸2.3，所述翻轉(zhuǎn)油缸2.3的底部鉸接于自升式施工平臺1的甲板上，所述翻轉(zhuǎn)油缸2.3的活塞桿與翻轉(zhuǎn)件2.1的外側(cè)壁相鉸接，所述翻轉(zhuǎn)件2.1的內(nèi)側(cè)壁上豎向設(shè)置有滑移槽2.4，所述翻轉(zhuǎn)件2.1的頂部安裝有加壓油缸2.5，且加壓油缸2.5的活塞桿插置于滑移槽2.4內(nèi)，左右設(shè)置的兩個(gè)翻轉(zhuǎn)件2.1的滑移槽2.4內(nèi)夾置有加壓滑移塊2.6，所述加壓滑移塊2.6上豎向向下設(shè)置有鉆桿2.7，所述鉆桿2.7的底部安裝有鉆頭2.8；

優(yōu)選的，所述鉆桿2.7中心設(shè)置有吸漿管2.10，所述鉆孔裝置2還包含有隨鉆桿2.7前行設(shè)置的泥漿導(dǎo)入管2.9，且泥漿導(dǎo)入管2.9放置在位于自升式施工平臺1甲板上的卷盤上；工作時(shí)，泥漿導(dǎo)入管2.9將切削后產(chǎn)生的花崗巖等硬質(zhì)巖粉末沖起，防止其沉積在底部影響鉆孔效果，然后通過吸漿管2.10將其抽出；

優(yōu)選的，所述鉆桿2.7上套裝有防偏裝置，所述防偏裝置包含有與鉆桿2.7相接觸的多個(gè)連接件，每個(gè)連接件上均設(shè)置有防偏油缸，所述防偏油缸的活塞桿上安裝有弧形板，弧形板位于同一圓周面上、且弧形板上下交錯設(shè)置

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動方式設(shè)置有兩種：

方式一：所述加壓滑移塊2.6上安裝的驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動鉆桿2.7旋轉(zhuǎn)；

方式二：所述加壓滑移塊2.6與鉆桿2.7固定連接，所述鉆頭2.8包含有與鉆桿2.7相連接的定位架，所述定位架的底面上安裝有鉆盤，所述定位架上安裝的驅(qū)動系統(tǒng)通過齒輪減速箱驅(qū)動鉆盤旋轉(zhuǎn)；

進(jìn)一步的，所述防偏裝置同樣設(shè)置有兩種安裝方式：

方式一：連接件與鉆桿2.7外壁固定相連，弧形板與鉆孔的孔內(nèi)壁滑動接觸；

方式二：連接件與鉆桿2.7的外部之間滑動接觸（通過滾輪等方式），所述弧形板與鉆孔的孔內(nèi)壁固定接觸；

所述繞樁吊3包含有套裝在升降樁腿1.1的樁腿上的筒體3.1，所述筒體3.1的頂部安裝有回轉(zhuǎn)支承，該回轉(zhuǎn)支承上安裝有吊機(jī)3.2；

進(jìn)一步的，所述繞樁吊3的A字架為采用銷軸連接的可拆卸式放平結(jié)構(gòu)，從而當(dāng)時(shí)通過橋梁時(shí)，可降低其高度以免影響其航行；

結(jié)合上述具體結(jié)構(gòu)，可將本發(fā)明工藝細(xì)化為：

一種風(fēng)電及橋梁嵌巖施工工藝，所述工藝包含有以下步驟：

步驟1、自升式施工平臺1航行至施工位置上方且定位于該施工位置上；

步驟2、自升式施工平臺1四個(gè)角上的升降樁腿1.1下降至海床泥面上將自升式施工平臺頂升至海水面上方；

步驟3、鋼護(hù)筒安裝，鉆孔裝置2的翻轉(zhuǎn)油缸2.3動作，使得兩個(gè)翻轉(zhuǎn)件2.1分別向左右兩側(cè)打開，從而鉆孔裝置2的開合式門架打開，讓出作業(yè)空間；自升式施工平臺1上的吊機(jī)（如本實(shí)施例中的繞樁吊3，除了繞樁吊3之外，還可采用扒桿吊等吊機(jī)，均在本專利保護(hù)范圍之內(nèi)）將鋼護(hù)筒吊起后在抱樁器的導(dǎo)向作用下豎向向下利用振動錘擊打進(jìn)入海底泥面中（如可使得鋼護(hù)筒打入粉質(zhì)粘土、泥質(zhì)粉細(xì)砂、中粗砂層，一直到花崗巖層停止），如圖6、圖7、圖8所示；

步驟4、自升式施工平臺1通過升降樁腿1.1上升一定距離，由于抱樁器的存在，一開始鋼護(hù)筒的頂部將高于自升式施工平臺1的施工甲板的表面（抱樁器的存在使得振動錘無法將鋼護(hù)筒進(jìn)一步擊打下降），使得鋼護(hù)筒的頂部與自升式施工平臺的施工甲板面相持平，從而為后續(xù)作業(yè)讓出施工空間；

步驟5、鉆孔：

步驟5.1、將帶有鉆頭2.8的鉆桿2.7吊裝后插入鋼護(hù)筒內(nèi)，如圖9所示，隨后合上的門架使得加壓滑移塊2.6夾置在開合式門架的滑移槽2.4內(nèi)；

步驟5.2、加壓油缸2.5通過加壓滑移塊2.6對鉆桿2.8施加豎向向下的壓力，使得鉆頭2.8受力能夠更加順利的切削巖層，而普通鉆頭采取靠自重下壓的方式進(jìn)行作業(yè)，效率低下，本專利通過壓力油缸2.5后，可對其施加3000噸、甚至更大的壓力，從而使得鉆頭2.8的切削效率更高；

步驟5.3、在鉆頭2.8工作的同時(shí)，泥漿導(dǎo)入管2.9不停的導(dǎo)入泥漿將鉆頭2.8切削下來的巖石粉末沖起，并通過吸漿管2.10將這些泥漿和巖石粉末的混合物抽走；

步驟5.4、當(dāng)加壓油缸2.5行程到位后，縮回加壓油缸2.5的活塞桿后，在加壓油缸和加壓滑移塊之間增加墊塊，從而增加其行程；

步驟5.5、當(dāng)增加多次墊塊后滑動至滑移槽2.4的最下端時(shí)，增加一節(jié)鉆桿，繼續(xù)向下鉆孔；如圖10所示

步驟6、鉆孔作業(yè)完畢后，吊機(jī)將鋼樁吊入步驟5中鉆好的孔內(nèi)，隨后在鋼樁內(nèi)、以及鋼樁和孔內(nèi)壁之間灌入混凝土；

步驟7、自升式施工平臺下降，使得鋼護(hù)筒的頂部相對于自升式施工平臺上升至露出自升式施工平臺的上表面；

步驟8、吊機(jī)將振動錘安裝于鋼護(hù)筒的頂部，在振動錘振動過程中其對鋼護(hù)筒起吊，從而完成鋼護(hù)筒的拔出。

另外：需要注意的是，上述具體實(shí)施方式僅為本專利的一個(gè)優(yōu)化方案，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述構(gòu)思所做的任何改動或改進(jìn)，均在本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。