專利名稱：一種動態(tài)規(guī)劃的淺海區(qū)域水陸混合拋石方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計填海技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，是一種淺海區(qū)域水陸混合拋石方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，東南沿海開始了海灣型城市的建設(shè)步伐，許多近海潮汐區(qū)成了開發(fā)區(qū)域，可以預(yù)計沿海城市開始大量規(guī)劃建設(shè)沿海公路，其中包括大量的近海潮汐區(qū)道路。近海疏港公路施工由于海面寬廣，無法采用圍堰排水方案，因此路基主要采用拋石路基?，F(xiàn)有的拋石方法沒有充分考慮水深、潮汐的特點，拋石位置無法精確確定，全過程僅僅采用同一種拋石船只，隨著拋石的進行，常常出現(xiàn)拋石船只擱淺的情況，大大延誤了工期。同時采用現(xiàn)有的拋石方法，拋石質(zhì)量不高，各石料間空隙較大，常常被潮水沖走，已不能滿足海上拋石路基施工的要求。同時不重視拋石過程中沉降的檢測，產(chǎn)生了邊坡塌方的危險。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的拋石方法的定位精度差、存在安全隱患的不足，本發(fā)明的目的是提供一種定位精度高、拋石量可測可控、安全可靠的動態(tài)規(guī)劃的淺海區(qū)域水陸混合拋石方法。采用這種方法，能有效縮短工期，提高施工安全性，降低誤拋和流失的可能，大大減少施工成本。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種動態(tài)規(guī)劃的淺海區(qū)域水陸混合拋石方法，包括以下步驟(I)施工準(zhǔn)備，信標(biāo)機劃分施工網(wǎng)格，GPS測控拋石船只位置；(2)水深大于Im時采用開體駁拋石施工，水深接近Im后改用平板駁，兩種船只協(xié)同配合進行海上拋石路堤填筑；(3)低潮期或拋投后的路基露出水面時，采用自卸車進行陸拋進占法立拋施工；(4)實時進行水深、沉降觀測，并結(jié)合潮汐信息，動態(tài)規(guī)劃拋石位置及拋石量；(5)拋石全過程運用大側(cè)小中拋石法，拋石完畢后對路堤進行沖擊碾壓補強。進一步，前述的動態(tài)規(guī)劃的淺海區(qū)域水陸混合拋石方法，充分考慮潮汐特點和水深分布，水深大于Im時采用開體駁拋石施工，水深接近Im后改用平板駁，兩種船只協(xié)同配合進行海上拋石路堤填筑，強調(diào)施工組織管理、水深測量和拋石數(shù)量的計算。再進一步，前述的動態(tài)規(guī)劃的淺海區(qū)域水陸混合拋石方法，低潮期或拋投后的路基露出水面時采用自卸車進占法立拋施工，立拋時采用分層流水階梯式向前進占式拋填，施工分層厚度約1.0m，分層流水作業(yè)，裝載機配合整平。更進一步，前述的動態(tài)規(guī)劃的淺海區(qū)域水陸混合拋石方法，針對海上浪大潮急的特點，拋石全過程采用大側(cè)小中拋石法。拋填按加載計劃分層梯級推進，每層按先兩側(cè)端再中部的順序進行拋填，較小的塊石填在堤心，外側(cè)鎮(zhèn)壓層采用較大粒徑的石塊，確保拋石不被潮水沖走，單次拋填厚度符合規(guī)范和設(shè)計要求。
前述的動態(tài)規(guī)劃的淺海區(qū)域水陸混合拋石方法，拋石全過程實時進行水深、沉降觀測，并結(jié)合潮汐信息，動態(tài)規(guī)劃拋石位置及拋石量。根據(jù)水下原始地形圖劃分拋石網(wǎng)格，遵循“從上游到下游”的原則和“先測水深再拋石再測水深”的方法對每一網(wǎng)格區(qū)域進行拋石。拋投前根據(jù)潮汐信息并結(jié)合實時測量得到的水深、沉降數(shù)據(jù)，動態(tài)計算拋石區(qū)域在任意拋投時刻的拋石量。采用開體駁至指定地點完成拋石，水深小于Im改用平板駁。每次拋投完成后立刻進行水深、沉降測量，實時更新水下地形信息，為下次拋投位置、拋石量的選擇提供依據(jù)。同時對比拋后測量數(shù)據(jù)和拋前數(shù)據(jù)，以供拋投施工質(zhì)量檢測和缺陷部分及時補拋，直至達到設(shè)計要求。本發(fā)明的有益效果為采用平板駁、開體駁和自卸車協(xié)同配合進行水陸混合拋石施工，可以根據(jù)潮汐信息、水深分布和沉降信息，綜合選擇下次拋石方法并動態(tài)規(guī)劃拋石船只位置，為不同水深、不同潮汐下的淺海區(qū)域拋石施工提供了完整的施工方案，確保拋石路堤安全、科學(xué)、快速、有序地施工。


圖I為本發(fā)明實施例提供的拋石路堤施工工藝流程示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的動態(tài)規(guī)劃拋石位置示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的海上筑堤拋石船只拋石示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的大側(cè)小中拋石法示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖1-4，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。參照圖f圖4，一種動態(tài)規(guī)劃的淺海區(qū)域水陸混合拋石方法，包括以下步驟( I)施工準(zhǔn)備，信標(biāo)機劃分施工網(wǎng)格，GPS測控拋石船只位置。(2)考慮潮汐特點和水深分布，水深大于Im時采用開體駁拋石施工，水深接近Im后改用平板駁，兩種船只協(xié)同配合進行海上拋石路堤填筑。(3)低潮期或拋投后的路基露出水面時，采用自卸車進行陸拋進占法立拋施工。(4)實時進行水深、沉降觀測，并結(jié)合潮汐信息，動態(tài)規(guī)劃拋石位置及拋石量。(5)拋石全過程運用大側(cè)小中拋石法，拋石完畢后對路堤進行沖擊碾壓補強。本實施例中，本發(fā)明描述的淺海區(qū)域水陸混合拋石施工包括以下步驟包括以下步驟①施工準(zhǔn)備，信標(biāo)機劃分施工網(wǎng)格，GPS測控拋石船只位置。②考慮潮汐特點和水深分布，水深大于Im時采用開體駁2拋石施工，水深接近Im后改用平板駁3，兩種船只協(xié)同配合進行海上拋石路堤填筑。③低潮期或拋投后的路基露出水面時，采用自卸車進行陸拋進占法立拋施工。④實時進行水深、沉降觀測，并結(jié)合潮汐信息，動態(tài)規(guī)劃拋石位置及拋石量。⑤拋石全過程運用大側(cè)小中拋石法，拋石完畢后對路堤進行沖擊碾壓補強。施工網(wǎng)格劃分應(yīng)根據(jù)拋石船只的尺寸(包括船型尺寸和船底寬度)、同時拋投的船只數(shù)量、人工或機械拋投的方法及各拋區(qū)拋石厚度的要求等具體進行劃分。具體網(wǎng)格化分采用GPS確定船舶定位參數(shù)，利用信標(biāo)機施工導(dǎo)航軟件自動分區(qū)，確定IOOm長度為施工單元，每個施工單元分為幾個拋投區(qū)域，分別予以計算拋投密度，根據(jù)水流方向1，遵循“從上游到下游”的原則進行拋石。在每艘拋石船只上配備和GPS定位接收裝置，該裝置和計算機相連，由計算機根據(jù)顯示船只當(dāng)前位置預(yù)先設(shè)定的網(wǎng)格之間的位置關(guān)系，具體采用南方自由行軟件實現(xiàn)。采用GPS及相應(yīng)施工導(dǎo)航定位軟件，可保證拋石定位開體駁的姿態(tài)、航向時刻穩(wěn)定的狀態(tài)，為現(xiàn)場拋石定位開體駁提供24小時全天候定位和圖形導(dǎo)航及船位指示，引導(dǎo)運石船現(xiàn)場靠泊、指揮拋石和現(xiàn)場施工調(diào)度、施工質(zhì)量監(jiān)督和控制。定位開體駁2先大致停泊在定位坐標(biāo)附近區(qū)域，拋錨固定，然后由GPS測控，鉸錨精確定位。定位開體駁2采用四錨固定，以防止開體駁上下擺動或向江心滑動。綜合考慮潮水特點和不同船只安全航行水深，開體駁2、平板駁3等多種船只協(xié)同施工配合拋石，確保施工安全。在高潮期間，拋投區(qū)域水深大于Im時，采用700t自航開體駁 2通過信標(biāo)機定位后，進行水下拋投。首先打開開體駁2，使石料滑落出艙體，拋石過程要隨時調(diào)整好船體，避免駁船偏離計劃拋投位置。拋投過程中用測深儀控制高程，拋投量按施工區(qū)域劃分的計算需求量拋投。當(dāng)接近Im高程后，在高潮時采用500 SOOt的平板駁3結(jié)合700t自航開底駁2進行拋投。為了確保平板駁3不發(fā)生擱淺，要求滿足=H4 ( H1-H2-H3,式中=H1為海面高程，約5 6米；H2為拋石船只吃水深度，一般為3 3. 5米；H3為安全距離，一般取為I. 5米；H4為最終拋石面高程。海上拋填按加載計劃分層梯級推進，這樣有利于施工中的沉降監(jiān)測，保證施工安全和質(zhì)量。若每層填筑的沉降變化速度超過規(guī)定值，應(yīng)立即停止施工，查明原因并采取相應(yīng)措施，待沉降穩(wěn)定后再繼續(xù)施工。為保證塊石拋投質(zhì)量，要勤測流速、水深等施工參數(shù)，并且潛水員要經(jīng)常下水察看拋石的拋投情況，以便隨時調(diào)整拋投位置及拋投方量。橫斷面方向按每3 5m—個測點進行測量，每25m —個斷面，依據(jù)施工時段水位，計算出水下測點高程，根據(jù)測量成果繪制I 200橫斷面圖。水下斷面進行往返施測，如斷面過水面積相對誤差超過2%，則需重測該斷面。根據(jù)潮汐表信息、沉降信息和水下斷面圖，可實時確定任何位置水深情況，綜合選擇下次拋石方法并動態(tài)規(guī)劃拋石船只位置。拋石全過程實時進行水深、沉降觀測，并結(jié)合潮汐信息，動態(tài)規(guī)劃拋石位置及拋石量。根據(jù)水下原始地形圖劃分拋石網(wǎng)格，遵循“從上游到下游”的原則和“先測水深再拋石再測水深”的方法對每一網(wǎng)格區(qū)域進行拋石。拋投前根據(jù)潮汐信息并結(jié)合實時測量得到的水深、沉降數(shù)據(jù)，動態(tài)計算拋石區(qū)域在任意拋投時刻的拋石量。對于每一施工網(wǎng)格區(qū)域，該區(qū)域投影到海底形成的棱柱體體積即為拋石量。近似計算時可假定海面是水平的，棱柱體體積約等于施工網(wǎng)格面積與該處實時測量得到的水深的乘積。陸拋進占法施工受潮水影響較大，須在低潮期候潮作業(yè)施工。低潮期或拋投后的路基露出水面時，采用陸拋進占法立拋施工，立拋時采用分層流水階梯式向前進占式拋填，分層施工有利于施工中的沉降監(jiān)測，要保證沉降變化速度不超過規(guī)定值。施工分層厚度約
I.0m，分層流水作業(yè)，裝載機配合整平。填筑石料要求采用連續(xù)級配的石料，石料要求新鮮完整，石料中不得夾有樹根、草皮等雜物，反壓層內(nèi)路堤部分控制拋石粒徑不大于40cm。針對海上浪大潮急的特點，拋石全過程采用大側(cè)小中拋石法。拋填按加載計劃分層梯級推進，每層按先兩側(cè)端再中部的順序進行拋填，較小粒徑的石塊4填在堤心，外側(cè)鎮(zhèn)壓層采用較大粒徑的石塊5，確保拋石不被潮水沖走，單次拋填厚度符合規(guī)范和設(shè)計要求。為減少拋石層自身空隙率，減少堤身壓縮沉降，在3. Om標(biāo)高平臺進行沖擊碾壓補強，要求采用靜壓實能力不小于25KJ的沖擊壓路機以12 15km/h的速度碾壓，沖擊次數(shù)不小于20遍。在路堤拋填的施工期間，為了確保施工安全，提高拋石質(zhì)量，必須對水下斷面沉降情況進行實時監(jiān)測。沉降觀測采用幾何水準(zhǔn)測量的方法，每50米取一測量斷面，每一斷面上各設(shè)9個觀測點，埋設(shè)沉降管，觀測沉降量，其觀測等級和具體操作按規(guī)范和設(shè)計要求執(zhí)行。根據(jù)實測沉降速率指導(dǎo)施工，確保不出現(xiàn)塌方。本發(fā)明定位精度高、拋石量可測可控、安全可靠。采用這種方法，能有效縮短工期，提高施工安全性，降低誤拋和流失的可能，大大減少施工成本。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種動態(tài)規(guī)劃的淺海區(qū)域水陸混合拋石方法，其特征在于所述拋石方法包括以下步驟 (1)施工準(zhǔn)備，信標(biāo)機劃分施工網(wǎng)格，GPS測控拋石船只位置； (2)當(dāng)水深大于Im時采用開體駁拋石施工，水深接近Im后改用平板駁，兩種船只協(xié)同配合進行海上拋石路堤填筑； (3)低潮期或拋投后的路基露出水面時，采用自卸車進行陸拋進占法立拋施工； (4)實時進行水深、沉降觀測，并結(jié)合潮汐信息，動態(tài)規(guī)劃拋石位置及拋石量； (5)拋石全過程運用大側(cè)小中拋石法，拋石完畢后對路堤進行沖擊碾壓補強。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的動態(tài)規(guī)劃的淺海區(qū)域水陸混合拋石方法，其特征在于所述步驟(3)中，立拋時采用分層流水階梯式向前進占式拋填，施工分層厚度約1.0m，分層流水 作業(yè)，裝載機配合整平。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的動態(tài)規(guī)劃的淺海區(qū)域水陸混合拋石方法，其特征在于所述步驟(5)的大側(cè)小中拋石法，拋填按加載計劃分層梯級推進，每層按先兩側(cè)端再中部的順序進行拋填，較小的塊石填在堤心，外側(cè)鎮(zhèn)壓層采用較大粒徑的石塊，確保拋石不被潮水沖走，單次拋填厚度符合規(guī)范和設(shè)計要求。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的動態(tài)規(guī)劃的淺海區(qū)域水陸混合拋石方法，其特征在于所述步驟(4)中，根據(jù)水下原始地形圖劃分拋石網(wǎng)格，遵循“從上游到下游”的原則和“先測水深再拋石再測水深”的方法對每一網(wǎng)格區(qū)域進行拋石。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動態(tài)規(guī)劃的淺海區(qū)域水陸混合拋石方法，其特征在于拋投前根據(jù)潮汐信息并結(jié)合實時測量得到的水深、沉降數(shù)據(jù)，動態(tài)計算拋石區(qū)域在任意拋投時刻的拋石量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的動態(tài)規(guī)劃的淺海區(qū)域水陸混合拋石方法，其特征在于每次拋投完成后立刻進行水深、沉降測量，實時更新水下地形信息，為下次拋投位置、拋石量的選擇提供依據(jù)；同時對比拋后測量數(shù)據(jù)和拋前數(shù)據(jù)，以供拋投施工質(zhì)量檢測和缺陷部分及時補拋，直至達到設(shè)計要求。
全文摘要
一種動態(tài)規(guī)劃的淺海區(qū)域水陸混合拋石方法，包括以下步驟(1)施工準(zhǔn)備，信標(biāo)機劃分施工網(wǎng)格，GPS測控拋石船只位置；(2)水深大于1m時采用開體駁拋石施工，水深接近1m后改用平板駁，兩種船只協(xié)同配合進行海上拋石路堤填筑；(3)低潮期或拋投后的路基露出水面時，采用自卸車進行陸拋進占法立拋施工；(4)實時進行水深、沉降觀測，并結(jié)合潮汐信息，動態(tài)規(guī)劃拋石位置及拋石量；(5)拋石全過程運用大側(cè)小中拋石法，拋石完畢后對路堤進行沖擊碾壓補強。本發(fā)明能有效縮短工期，提高施工安全性，降低誤拋和流失的可能，大大減少施工成本。
文檔編號E01C3/00GK102852148SQ20121022795
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者彭衛(wèi)兵, 謝波, 劉萌成 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)