本發(fā)明涉及航道整治和水下施工，更具體地說，本發(fā)明涉及一種大水深下快速精確拋石筑壩方法，尤其針對大水深(40米及其以上)和復雜流態(tài)下水上拋石筑壩過程中遇到的定位難、施工效率低、石塊浪費大等問題，提出了一種水上拋石快速精確筑壩方法。

背景技術：

1、為了提高潛壩的施工質(zhì)量，有水下精準吊裝方法，但是在大水深(40米及其以上)和復雜流態(tài)情況下，水下吊裝的施工效率低，可能延誤工期以及增加施工成本。為了提高施工效率，水上拋石筑壩是一種快速的施工方法，但該方法需要解決石料在沉放過程中會發(fā)生的漂移問題。大水深和復雜流態(tài)條件下的石料漂移問題是客觀存在的，也是不可避免的問題，但是這需要控制否則會導致兩個方面的問題：一是質(zhì)量問題，石料無法準確放置在預定位置，從而影響壩體結(jié)構的穩(wěn)定性和施工質(zhì)量；二是經(jīng)濟問題，據(jù)統(tǒng)計100方石塊設計量通常需要實際拋投300方，大量的石塊會被沖走，如果按照市場價300元/方價格計算，100方設計量將造成6萬元的材料浪費。產(chǎn)生過大的漂移距主要有兩個原因：一是大水深和復雜流態(tài)導致漂移距難以準確計算；二是漂移距與浮吊設備調(diào)整的關系不夠明確。

2、針對上述問題，本發(fā)明將一種實時修正漂移距的計算方法與浮吊調(diào)整相配合，提出了一種快速精確拋石筑壩方法，該法通過結(jié)合高精度測量設備和智能算法，實現(xiàn)對拋石過程中漂移距離的實時計算和浮吊調(diào)整，提高石塊沉放的精度。具體而言，本發(fā)明利用高精度定位系統(tǒng)和實時監(jiān)測設備，結(jié)合漂移距實時修正的計算模型，對拋石過程中由于水流、船體漂移等因素引起的位置偏差進行精確計算和動態(tài)修正。該方法能夠?qū)崟r調(diào)整拋石位置，確保石塊精準落入預定位置，形成均勻穩(wěn)定的壩體結(jié)構。通過本發(fā)明的實施，不僅顯著提升了水上拋石筑壩的施工效率和質(zhì)量，還降低了工程成本，減少了由于定位誤差引起的返工和材料浪費。此外，本發(fā)明的方法對施工環(huán)境的適應性強，可廣泛應用于不同類型的水利工程項目，如防波堤建設、河道治理、港口護岸等，為水利水運施工技術的發(fā)展提供了重要的技術支持。綜上所述，本發(fā)明在提高水上拋石筑壩定位精度和施工質(zhì)量方面具有顯著優(yōu)勢，具有廣泛的應用前景和實際價值。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術中提出的現(xiàn)有技術的上述缺陷，提供一種大水深下快速精確拋石筑壩方法。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、一種大水深下快速精確拋石筑壩方法，包括以下步驟：

4、(1)施工準備：根據(jù)設計標準準備拋石材料，并使用專用運輸工具將拋石材料運送至施工現(xiàn)場；

5、(2)水下測量與定位：使用多波束測深儀和聲吶設備對施工區(qū)域的水下地形進行詳細測量，在浮吊船上安裝動態(tài)定位系統(tǒng)、聲吶設備和云臺控制子模塊，通過實時數(shù)據(jù)反饋，實現(xiàn)高精度定位；

6、(3)漂移距計算：在拋石過程中，利用水下可視化監(jiān)控系統(tǒng)和傳感器設備實時監(jiān)測石塊的沉放軌跡和位置偏移，使用以下公式計算石塊在沉放過程中的漂移距離：

7、

8、(4)漂移距修正：根據(jù)漂移距計算結(jié)果，實時調(diào)整浮吊設備的操作參數(shù)，包括吊臂長度、起重設備的角度和浮吊船的位置，確保石塊準確沉放至預定位置；

9、(5)沉放后檢查：使用水下監(jiān)控設備和聲吶系統(tǒng)，實時采集石塊的沉放數(shù)據(jù)，獲取其沉放后的精確位置和狀態(tài)信息；

10、(6)沉放調(diào)整：根據(jù)質(zhì)量檢查結(jié)果，對不符合要求的區(qū)域進行位置校正，確保石塊準確沉放至正確位置。

11、進一步地，所述的動態(tài)定位系統(tǒng)用于高精度定位和調(diào)整浮吊船的位置，確保拋石位置的準確性。

12、進一步地，所述的聲吶設備用于水下地形測量和實時監(jiān)控石塊沉放的軌跡和位置偏移。

13、進一步地，所述的云臺控制子模塊用于控制聲吶設備和其他傳感器的角度和方向，確保獲取準確的測量數(shù)據(jù)和實時監(jiān)控效果。

14、進一步地，步驟(1)中所述的施工準備步驟還包括對拋石材料的尺寸和質(zhì)量進行檢查，確保其符合設計標準。

15、進一步地，步驟(5)中所述的沉放后檢查步驟包括對石塊的沉放密度、位置偏差方面的關鍵指標進行檢查，確保其符合設計要求。

16、綜上所述，本發(fā)明具備以下有益效果：

17、本發(fā)明的方法通過引入動態(tài)定位系統(tǒng)、聲吶設備和云臺控制子模塊，利用智能算法計算漂移距離并及時進行浮吊的臂長和角度調(diào)整，確保石塊精準沉放至預定位置，該方法不僅可以顯著提高了拋石過程中的定位精度和施工效率，而且可以節(jié)省材料，適用于水利工程、海洋工程及港口建設等領域，具有廣泛的應用前景和顯著的經(jīng)濟效益。

技術特征：

1.一種大水深下快速精確拋石筑壩方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種大水深下快速精確拋石筑壩方法，其特征在于：所述的動態(tài)定位系統(tǒng)用于高精度定位浮吊船的位置，確保拋石位置的準確性。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種大水深下快速精確拋石筑壩方法，其特征在于：所述的聲吶設備用于水下地形測量和實時監(jiān)控石塊沉放的軌跡和位置偏移。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種大水深下快速精確拋石筑壩方法，其特征在于：所述的云臺控制子模塊用于控制聲吶設備和其他傳感器的角度和方向，確保獲取準確的測量數(shù)據(jù)和實時監(jiān)控效果。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種大水深下快速精確拋石筑壩方法，其特征在于：步驟(1)中所述的施工準備步驟還包括對拋石材料的尺寸和質(zhì)量進行檢查，確保其符合設計標準。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種大水深下快速精確拋石筑壩方法，其特征在于：步驟(5)中所述的沉放后檢查步驟包括對石塊的沉放密度、位置偏差方面的關鍵指標進行檢查，確保其符合設計要求。

技術總結(jié)
本發(fā)明公開了一種大水深下快速精確拋石筑壩方法，涉及水利工程和水下施工技術領域，解決的問題為：大水深(40米以上)和復雜流態(tài)下，常采用水上拋石，可以提高施工效率，但石塊在沉放過程中易發(fā)生漂移，從而導致其無法準確放置在預定位置。一方面影響壩體結(jié)構的穩(wěn)定性和施工質(zhì)量，另一方面造成了大量的石塊浪費。本發(fā)明通過引入組合定位(動態(tài)定位系統(tǒng)+錨泊)、聲吶設備和云臺控制子模塊，利用智能算法計算漂移距離并及時進行浮吊的臂長和角度調(diào)整，確保石塊精準沉放至預定位置。該方法不僅可以顯著提高了拋石過程中的定位精度和施工效率，而且可以節(jié)省材料，適用于水利工程、海洋工程及航道整治等領域，具有廣泛的應用前景和顯著的經(jīng)濟效益。

技術研發(fā)人員：蘭滔,陳洲超
受保護的技術使用者：重慶交通大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9