[發(fā)明專利]水上島礁吹填施工填砂機及施工方法

有效

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• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110629761B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉杰;王芳;王瑞紅;張瀚;陶鑫波;駱浩;包順;李遠(yuǎn)航;何卓文
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號: E02D15/10
• 分類號: E02D15/10;E02D17/18;E02B3/18
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 李登橋

1.水上島礁吹填施工填砂機，其特征在于：它包括礁砂接收斗（1），所述礁砂接收斗（1）安裝在振動篩（2）的頂部，所述振動篩（2）安裝在平臺（15）的頂部，在平臺（15）上并位于振動篩（2）的外圍設(shè)置有均布的多個用于分離礁砂的水流分離罐（3），所述水流分離罐（3）的外側(cè)壁設(shè)置有用于礁砂破碎的破碎攪拌罐（4），所述破碎攪拌罐（4）固定在平臺（15）的頂部，在破碎攪拌罐（4）的底部通過法蘭（16）連接有烘干管道（5），所述烘干管道（5）的底部與攪拌罐（18）相連，所述攪拌罐（18）的頂部設(shè)置有烘干箱（17）；所述平臺（15）的底部四角安裝有滾輪（19），所述滾輪（19）支撐在填海區(qū)域的軌道上，在平臺（15）的底部安裝有振動緩沖裝置；所述攪拌罐（18）的底部連接有可轉(zhuǎn)動排砂口（7）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水上島礁吹填施工填砂機，其特征在于：所述振動篩（2）包括多層不同孔徑的振動篩，包括第一層振動篩（201）、第二層振動篩（202）、第三層振動篩（203）和第四層振動篩（204），不同孔徑的振動篩采用相互獨立布置，而且每層振動篩的側(cè)壁上連接有短軸（12），所述短軸（12）與豎直長軸套（1101）相連，所述豎直長軸套（1101）套裝在長軸（11）上，并通過長軸（11）帶動相應(yīng)層的振動篩轉(zhuǎn)動到水流分離罐（3）的正上方；多層振動篩的篩孔直徑從上到下依次減小。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水上島礁吹填施工填砂機，其特征在于：所述振動緩沖裝置包括固定在平臺（15）底部的緩沖裝置（8），所述緩沖裝置（8）包括設(shè)置在殼體內(nèi)部的彈簧（801），在彈簧（801）的底端連接有圓盤（803），所述圓盤（803）與殼體的中心孔構(gòu)成滑動配合，在中心孔的中間部位設(shè)置有限位環(huán)（802）；所述緩沖裝置（8）的底端連接有驅(qū)動器（9），所述驅(qū)動器（9）與圓盤（803）的底部端面固定相連，所述驅(qū)動器（9）的底端連接有可伸縮振搗器（10）。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水上島礁吹填施工填砂機，其特征在于：所述水流分離罐（3）以短軸（12）和長軸（11）所在平面為對稱平面布置，罐體高度低于其與短軸（12）相連的振動篩（2）的底部高度，底面是邊長為振動篩直徑的三分之二的正方形。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水上島礁吹填施工填砂機，其特征在于：所述水流分離罐（3）與振動篩（2）一側(cè)的罐體相對的上半部分是網(wǎng)格狀側(cè)壁。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水上島礁吹填施工填砂機，其特征在于：所述破碎攪拌罐（4）的罐體由兩層圍護結(jié)構(gòu)組成，兩層圍護結(jié)構(gòu)中間有一定空間，并在夾層空間布置有排水管（401），所述破碎攪拌罐（4）的罐體內(nèi)部設(shè)有轉(zhuǎn)軸（402），根據(jù)轉(zhuǎn)軸高度分別布置有三層或三層以上的高速旋轉(zhuǎn)的加熱葉輪（403）；三個轉(zhuǎn)軸（402）上的加熱葉輪（403）在豎直空間內(nèi)相互錯開，在水平空間相互重疊。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水上島礁吹填施工填砂機，其特征在于：所述破碎攪拌罐（4）的底部設(shè)置有用于和烘干管道（5）相連的傾斜下料斗；所述水流分離罐（3）下部由五個傾斜面板組成輸送礁砂通道，使礁砂進入破碎攪拌罐（4）下部的烘干管道（5）。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水上島礁吹填施工填砂機，其特征在于：還包括預(yù)制構(gòu)件，所述預(yù)制構(gòu)件包括預(yù)制鋼管樁（6），所述預(yù)制鋼管樁（6）之間通過鏈葫蘆（22）固定有鋼管（20），鋼管（20）之間連接布置有膜袋布（21），所述膜袋布（21）內(nèi)澆灌混凝土。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水上島礁吹填施工填砂機，其特征在于：使用時礁砂接收斗（1）與用于絞吸式挖泥船的出料口相對接，并會隨著挖泥船噴砂方向小范圍地轉(zhuǎn)動方向。

10.采用權(quán)利要求1-9任意一項所述水上島礁吹填施工填砂機進行施工的方法，其特征在于，它包括以下步驟：

第一步，施工準(zhǔn)備：在護堤土方吹填施工前，申請海上、海下施工作業(yè)許可證手續(xù)；進行挖泥船、施工機器選型，做好船、機設(shè)備調(diào)遣；購買前期施工材料；同時調(diào)入足夠的工程技術(shù)人員和管理人員，確保施工工期和質(zhì)量；征得海事部門同意，設(shè)立臨時助航設(shè)施及施工警戒標(biāo)志，以保障施工船舶及通航安全；

步驟二，吹填前進行吹填工程聯(lián)合測量工作：采用雙頻RTK-GPS與數(shù)字化自動測深系統(tǒng)相結(jié)合進行測量，GPS提供實時三維坐標(biāo)，數(shù)字測深儀提供同步水深；

步驟三，劃分吹填區(qū)域、取砂區(qū)域；

步驟四，圍堰結(jié)構(gòu)施工及排水：制作一層圍堰，圍堰由長短不同的兩種沙袋沿延伸方向交錯鋪設(shè)而成，由金屬導(dǎo)軌上的抽水機將圍堰內(nèi)的部分海水抽出；

步驟五，吹填區(qū)域、取砂區(qū)域的清理、準(zhǔn)備：在挖泥船施工前，采用清障船對取土區(qū)進行掃海清障，清除廢棄鐵錨、漁網(wǎng)、木樁障礙物，確保施工船舶設(shè)備安全及施工順利進行；吹填區(qū)內(nèi)采用清障船和人工清障，清除鐵錨、漁網(wǎng)、木樁障礙物，確保吹填區(qū)以后施工順利進行，開展金屬道軌及排水管線準(zhǔn)備和布置；

步驟六，預(yù)制構(gòu)件施工：根據(jù)工程圖紙要求，將帶有擴頭的預(yù)制鋼管樁（6）打入指定位置，將已按設(shè)計縫制好的膜袋布（21）展開平放在岸上，然后采用鋼管（20）穿入膜袋布（21）上端預(yù)先縫制好的穿管布內(nèi)，用鏈葫蘆（22）拉住鋼管（20），固定在預(yù)先打好的預(yù)制鋼管樁（6）上，在膜袋布（21）的下端同樣穿好鋼管（20），并在鋼管（20）上系上繩子，把繩子的另一端延伸到水上的工作平臺上，由操作人員在工作平臺上慢慢拉入水中，直至拉到設(shè)計的位置；

步驟七，膜袋布（21）內(nèi)澆灌混凝土：膜袋布（21）安裝完成后，將氯化鐵防水混凝土沖灌至膜袋布（21）內(nèi)，充灌順序自上而下，從已經(jīng)沖灌的相鄰塊開始，沖灌速度保持在每小時8m³~12m³的范圍內(nèi)，沖灌應(yīng)連續(xù)進行，灌滿撤管后將袋口多余的混凝土清除，將袋口用鐵線扎緊，待混凝土冷卻后進行下一步工序；

步驟八，鉸刀切削海底珊瑚砂、礁灰?guī)r：在挖泥施工前，將挖泥區(qū)域劃分為網(wǎng)格，當(dāng)挖泥船駛?cè)胪谀鄥^(qū)域，采用船載GPS拋錨定位，根據(jù)開挖區(qū)土質(zhì)、工況特點，挖泥采用分條、分段、分層進行開挖，便于挖泥船定位、接管、移管、挖深和邊坡控制；

步驟九，輸送系統(tǒng)吹填珊瑚砂：填砂機器對珊瑚砂進行粒徑級配篩分、破碎、攪拌、烘干、排水、振搗處理后填入填砂區(qū)域，帶有擴頭的振動緩沖裝置不斷震動，對填入的礁砂密實；

步驟十，礁砂填入回填區(qū)域后聯(lián)合測量并進行分區(qū)驗收、移交：回填區(qū)域整平不合格的進行多次整平施工，做好竣工資料匯總、整理，繪制竣工圖，施工合格的場地分區(qū)域移交。