1、平台式基床抛石整平船及施工工艺的开发黎界平，许四发（中交第二航务工程局有限公司，湖北 武汉 ）摘 要：为适应长江口深水航道治理二期工程施工需要 ， 二 航 局 主 持 研 制 了 “航 工 平 1”自 升 式 抛 石 整 平 平 台 船 ， 解 决了在长江口这样恶劣环境下外海深水区水下抛石整平作业的难题，该平台的每条支腿可以独立动作，对河床的平整 度 的 要 求 不高，平台的船体提升脱离水面后，仅有支腿在水面以下，进行相关的座底稳性的验算后，通过增加支腿的长度就 可 以 在 水 深较大的海域进行相关施工作业，拓展了施工水域的适应性。关键词：平台结构；施工工艺；技术研发中图分类号：U 615；U
2、 615.35 文献标识码：B 文章编号： 1002- 4972（ 2006） 12- 0103- 07Development of River bed Ripr apping construction technique; technical research and development研发背景长 江 口 深 水 航 道 整 治 工 程 是 我 国 有 史 以 来 最 大 的 河 道 治 理 工 程 。 主 要 工 程 是 在 长 江 口 水 域 从 横 沙 岛 开 始 朝 外 海 方 向 修 建 两 条 长 达 50 余 km 的 导 堤 ， 引 流 归 潮 ， 依 靠 水 流 的 自
3、 然 冲 刷 保 持 通 航 水 域 的 常 年 水 深 达 到 12.5 m， 达 到 提 高 通 航 能 力 的 目 的 。 传 统 的 潜 水 员 水 下 人 工 整 平 和 简 易 的 机 械 整 平 已 经 无 法 在 恶 劣 的 施 工 条 件 下 完 成 工 程 量如 此 巨 大 的 基 床 抛 石 整 平 施 工 。 一 期 工 程 期 间 ，一 航 局 研 制 开 发 出 我 国 第 一 条 大 型 坐 底 式 机 械 整 平 船 “青 平 1 号 ”， 在 一 期 工 程 中 使 用 效 果 良 好 ， 发挥了不可替代的重要作用并申请了国家专利。二 航 局 承 担 的 长
4、江 口 深 水 航 道 治 理 二 期 SIIB 标 工 程 ， 总 长 度 约 11.5 km， 水 深 小 于 10 m 的 部 分 堤 段 ， 仍 使 用 “青 平 1 号 ”抛 石 整 平 。 随 着 施 工 区 域 逐 渐 向 外 海 延 伸 ， 工 况 越 来 越 恶 劣 ， 水 深1收稿日期： 2006- 10- 16作者简介：黎界平（ 1963- ） ，男，高级工程师，从事水运工程。104 水 运 工 程 2006年逐 渐 增 加 ， 抛 石 基 床 加 厚 ， 而 且 “青 平 1 号 ”坐在 软 体 排 上 的 摇 晃 极 易 造 成 排 体 的 破 坏 。 在 此 情 况
5、 下 ， 即 使 “青 平 1 号 ”进 行 较 大 的 改 造 也 难 以 完 成 原 定 SIIB 标 段 的 抛 石 整 平 计 划 。 为 确 保 该 计 划 的 完 成 ， 二 航 局 于 2002 年 底 联 合 上 海 交 通 大 学 等 科 研 设 计 单 位 ， 开 始 研 制 “航 工 平 1”自 升 式 抛 石 整 平 平 台 船 （ 以 下 简 称 “航 工 平 1”） ， 并 于2003 年 7 月 在 长 江 口 二 期 工 程 SIIB 标 段 施 工 现 场 投入使用，其效果非常明显，达到了预期目的。括 该 设 备 的 施 工 作 业 方 式 、 结 构 、 支
6、 腿 靴 板 对 基础 的 压 力 、 升 降 装 置 、 抛 石 整 平 机 构 、 拖 航 稳 定 、 作 业 时 的 稳 定 以 及 自 存 状 态 的 稳 定 等 。 其 船 体 是 一 个 “回 ”型 结 构 ， 依 靠 四 支 角 上 带 靴 板 的 支 腿 站 立 在 河 床 软 体 排 上 ， 支 腿 和 平 台 间 用 液 压 升 降 装 置 联 结 ， 平 台 移 动 时 支 腿 收 起 ， 离 开 河 床 漂 浮 。 平 台 作 业 时 支 腿 靴 板 坐 底 ， 液 压 升 降 装 置 将 平 台 升 离 水 面 ， 水 平 地 固 定 在 需 要 的 高 度 上 。
7、平 台 中 部 是 空 框 ， 框 边 安 装 滑 轨 和 滑 块 。 整 平 刮 刀 架 置 于 滑 块 中 ， 可 以 上 下 调 节 定 位 高 度 。 作 业 时 牵 引 滑 块 ， 刮 刀 推 动 基 床 面 块 石 达 到 整 平 的 目 的 。 抛 石 用 安 装 在 平 台 两 侧 的 克 令 吊 进 行 ， 电 动 抓 斗 从 运 石 船 上 抓 石 投 入 可 以 在 刮 刀 架 上 移 动 的 下 料 溜 筒 中 ， 石 料 按 需 要 定 点 抛 到 基 床 上 。 一 次 坐 底 就 位 可 以 整 平 20 m， 完 成 后 收 腿 移 至 下 一 船 位 （ 图
8、1） 。2 设计理念“航 工 平 1”的 研 发 构 想 是 在 深 入 调 查 长 江 口 二 期 工 程 工 况 条 件 和 认 真 总 结 一 期 工 程 坐 底 整 平 船 适 应 性 不 足 的 基 础 上 制 定 的 ， 是 利 用 平 台 技 术 嫁 接 到 船 舶 使 用 功 能 上 ， 使 之 既 具 备 船 舶 的 性 能 又 可 以 发 挥 平 台 的 强 适 应 性 。 研 究 的 主 要 内 容 包图 1 “航工平 1”构造图适应条件升降作业满足的海况最 大 风 力 ： 浦 氏 6 级 （ 13.9 m/s） ； 最 大 波 高 ：基床断面整 平 基 床 最 大 顶
9、宽 ： 14 m； 整 平 基 床 厚 度 范 围： 0.5 5.0 m；整平石料规格： 1 100 kg。33.13.41.2 m；最大流速：1.5 m/s。3.2 抛石整平满足的海况最 大 风 力 ： 浦 氏 7 级 （ 17.2 m/s） ； 最 大 波 高 ：1.5 m；最大流速： 1.5m/s；作业水深： 4 11 m。3.3 拖航调遣满足的海况平 台 在 蒲 氏 风 力 8 级 以 下 时 (20.7 m/s)， 近 海 调 遣 ； 风 速 为 36 m/s 时 ， 风 暴 迁 航 ； 破 损 稳 性 的计算风速为 25.8 m/s。拖航时， 4 个带桩靴的桩腿完全升起，并 用 固
10、 桩 块 良 好 固 定 ， 桩 靴 顶 部 与 平 台 基 线 间 距 为 0.1 m。坐底基础条件软体排容许压力 22 kPa；原状淤泥质 河 床 面 层 （ 承 载 力 20 kPa） 厚 度 小 于 1.5 m； 靴 板 范 围（ 12 m17 m）基床不平度 40 cm。3.5基本构造44.1 基本尺寸“航工平 1”的主要技术参数如下：锚 泊 系 统 ： 1 台 35 t 锚 机 和 3 台 16 t 锚 机 ，4 个 5 t 丹福尔锚；105第 12 期 黎界平，许四发：平台式基床抛石整平船及施工工艺的开发平台型长： 39.00 m；平台型宽： 36.00 m； 平台型深： 3.2
11、0 m； 设计吃水： 1.50 m； 排水量： 2517.6 t； 肋距： 0.5 m； 桩腿直径： 2.1 m；桩腿长度： 28.0 m（含桩靴厚度 2.0 m） ； 桩腿壁厚： 30.0 mm；桩靴长度： 16.8 m； 桩靴宽度： 11.8 m；桩靴高度： 2.0 m；桩腿数量： 4 个； 升船能力： 450 t4；起 重 能 力 ： 25 t28 m 一 台 ； 25 t24.5 m 一 台； 首甲板室： 1 层，层高 2.5 m；尾甲板室： 1 层，层高 2.5 m。4.2 升降系统4.2.1 靴板尺寸的确定 靴 板 尺 寸 取 决 于 平 台 升 离 水 面 状 态 时 ， 在 一
12、定 风 浪 条 件 下 对 基 床 的 最 大 压 力 F靴 必 须 小 于 软 体 排 所 能 承 受 的 容 许 压 力 F容 。 平 台 在 坐 底 工 作 时 自 重 (22.83 MN) 减 去 桩 腿 浮 力 (10.63 MN) 的 一 半 （ 因 为 靴 板 底 面 与 基 面 贴 紧 后 会 产 生 吸 附 力 ， 假 定 浮 力 折 减 50%） ，桩 腿 压 重 为 W靴 =17 250 kN； 风 和 波 流 载 荷 在 平 台 斜 向 引 起 的 力 矩 产 生 的 力 W风浪 =250 kN； 软 体 排 所 能 承 受 的 容 许 压 力 F容 参 考 “青 平
13、1 号 ” 设 计 ， 其 取 值 为 25 kPa。 考 虑 到 “青 平 1 号 ”在 二 期 工 程 海 况 条 件 下 ， 多 次 发 生 坐 坏 软 体 排 的 情况 ， 适 当 减 小 平 台 坐 底 压 力 ， F容 取 值 为 22 kPa。 由此计算靴板面积：F靴 F 容 ；备 ， 由 桩 腿 、 升 降 机 构 、 升 降 机 构 室 （ 固 桩 区 ） ，液 压 提 升 系 统 及 电 气 控 制 系 统 组 成 。 本 平 台 采 用 圆 筒 形 桩 腿 的 液 压 环 梁 插 销 形 式 ， 通 过 升 降 油 缸 的 伸 缩 ， 液 压 插 销 与 桩 腿 插 销
14、孔 间 的 啮 合 /脱 开 可 以 实 现 下 桩 、 平 台 提 升 、 平 台 下 降 、 拔 桩 及 提 桩 等功能。本 平 台 有 4 条 桩 腿 ， 每 条 桩 体 由 各 自 的 液 压 提 升 系 统 控 制 ， 平 台 升 降 机 构 （ 包 括 动 环 梁 组 件 、 固 定 环 梁 组 件 、 升 降 油 缸 、 插 销 油 缸 ） 通 过 悬 挂 装 置 ， 悬 挂 在 升 降 机 构 室 的 顶 部 ， 电 气 控 制 箱 在 机 构 旁 边 ， 液 压 泵 站 及 液 压 控 制 系 统 （ 4 个 桩 腿 分 为 左 右 两 套 ） 布 置 在 舱 内 。 另 外
15、 ， 在 甲 板 面 （ 驾 控 台 ） 还 单 独 设 计 一 套 调 水 平 集 中 电 控 系 统 。图 2 液压升降装置靴板防吸射水系统4.2.3平 台 进 行 抛 石 整 平 作 业 时 ， 主 要 是 通 过 4 根桩 腿 的 桩 靴 作 用 在 基 床 底 的 砂 肋 软 体 排 上 作 为 平 台 的 支 撑 。 如 果 最大风力大于浦氏 7 级（ 17.2 m/s） 或 最 大 波 高 大 于 1.5 m 时 ， 平 台 抛 石 整 平 作 业 就 不 能 正 常 进 行 。 为 防 止 工 程 的 实 体 部 分 砂 肋 软 体 排 遭 到 由 于 整 平 船 坐 在 软
16、体 排 上 的 摇 晃 造 成 排 体 破 坏 的 危 险 ， 整 平 船 必 须 离 开 砂 肋 软 体 排 在 天 然 海 床 坐 底 避 风 。 此 时 靴 板 可 能 陷 进 淤 泥 ， 拔 腿 会 受 底 面 吸 附 力 影 响 ， 因 此 在 靴 板 底 安 装 有 高 压 水 射 孔 。 通 过 高 压 水 扰 动 底 部 泥 土 ， 减 小 吸 附 力 ， 从 而 减 少 平 台 起 浮 时 间 ， 提 高 平 台 的 施 工 工 效 。F靴 = (W靴 +W风浪 ) /S靴 ；(W靴 +W风浪 ) /S靴 F 容 ；S靴 (W靴 +W风浪 ) /F 容 ；计算结果： S靴 7
17、95 m2。每个靴板尺寸设计为 16.8 m11.8 m；4 只靴板面积 S靴 =198.244=793 m2795 m2。液压升降装置 14.2.2平台升降装置（图 2）是自升式平台的 关 键 设106 水 运 工 程 2006年4.3 抛石整平系统平 台 抛 石 整 平 系 统 由 平 台 吊 机 、 刮 刀 架 、 刮 刀 架 固 定 滑 块 、 石 料 溜 槽 、 牵 引 绞 车 、 导 向 滑 轮 和滑动导轨等组成（图 3） 。考 虑 。 水 平 方 向 推 刮 力 靠 靴 板 与 软 体 排 间 的 摩 擦力平衡。钢板与土工布的摩擦系数 f 取 0.3。 平台完全离开水面坐底重量
18、W全 =1 220 t， 抗滑阻力R 全 =W全 f（ kN） ；计算得 R 全 =12 2000.3=3 660（ kN） ；整 平 抗 滑 安 全 系 数 K 全 =R 全 /F =3 660/1 200 =3.05。水平牵引4.3.4刮 刀 架 工 作 的 牵 引 系 统 通 过 2 台 200 kN 的 液压 绞 车 ， 分 别 正 反 向 钢 丝 绳 滑 轮 方 式 牵 引 。 正 向 最 大 推 刮 力 1 200 kN， 推 进 速 度 约 0.8 m/s； 反 向 退 回 速 度 约 1.0 m/s。 一 个 船 位 有 效 整 平 长 度 20 m。刮刀升降4.3.5刮 刀
19、架 重 约 80 t， 其 上 下 升 降 由 平 台 上 液 压 油 缸完 成 。 平 台 上 滑 块 四 角 部 位 各 装 置 一 只 行 程 65 cm、 顶 力 300 kN 油 缸 。 刮 刀 架 四 角 立 柱 上 开 有 间 距60 cm 插销孔，油缸顶住插销作步进 式 升 降 ， 步 距60 cm。 刮 刀 可 以 在 平 台 升 离 高 潮 位 状 态 调 整 需 要 的基床整平高程。图 3 “航工平 1” 整平系统平面图本 平 台 抛 石 整 平 系 统 安 装 在 平 台 中 间 16 000 mm28 000 mm 的开槽内，在 平 台 两 侧 平 台 甲 板 和 船
20、 底 分 别 设 置 有 滑 动 导 轨 共 4 条 ， 导 轨 与 平 台 采 用 焊 接 连 接 ， 整 个 刀 架 机 构 可 以 在 牵 引 绞 车 的 牵 引 下 沿 着 上 下 导 轨 前 后 移 动 。 刀 架 机 构 由 1 个 刮 刀 架 和 2 个 刮 刀 架 固 定 滑 块 组 成 ， 刮 刀 架 在 固 定 滑 块 中 上 、 下 移 动 由 平 台 甲 板 起 重 机 完 成 。 吊 到 位 后 ， 用 插 销 与 固 定 滑 块 锁 死 。 石 料 溜 槽 悬 挂 在 刮 刀 架 前 面 ， 可 以 沿 着 刮 刀 架 上 滑 轨 左 、 右 移 动 ， 以 便 于
21、 抛 石 。 固 定 滑 块 移 动 带 动 刀 架 和 石 料 溜 槽 一 起 运动，从而完成抛石整平工作。平 台 理 论 上 一 次 刮 平 长 度 为 21.6 m， 实 际 作 业长度为 20 m，宽度为 14 m。锚泊系统3 台 16 t 液 压 卷 扬 机 配 5 t 丹 福 尔 锚 、 500 m 钢丝绳； 1 台 35 t 电动主卷扬机在大风浪时抗风抛 锚。4.45 稳性计算计算依据根 据 中 国 船 级 社 海 上 移 动 平 台 入 级 与 建 造 规 范 （ 1992） （ 以 下 简 称 “规 范 ”） 第 三 篇 第 三 章 第 3 节 的 要 求 对 本 平 台 的
22、 抗 滑 稳 性 进 行 计 算 和 校核 4。5.1.1 要素（见本文 4.1 基本尺寸）5.1.2 计算坐标系标 系 原 点 位 于 平 台 中 心 线 0 号 肋 位 处 ， X 轴 向首为正， Y 轴向左舷为正，坐标系见图 4。1）计算环境载荷及其组合 本 平 台 在 正 常 作 业 和 自 存 状 态 时 各 方 向 的 外载 荷 组 合 取 自 “波 流 载 荷 计 算 书 ”第 6 节 ， 参 见 表 1 和 表 2， 表 中 力 矩 为 外 力 对 海 底 泥 面 处 的 力 矩。5.1抓石、起重能力4.3.1平 台 上 装 备 有 2 台 克 令 吊 ， 28 m25 t 1
23、 台 ，24.5 m25 t 1 台 ， 2 只 电 动 抓 斗 均 为 3 m3。 运 石 船 可在平台两侧系靠， 2 台吊机抓斗可以覆盖 整 个 整 平船位。下料溜筒4.3.2悬 挂 在 刮 刀 架 上 的 溜 筒 用 卷 扬 机 左 右 移 位 ，定 点 下 料 。 溜 筒 两 侧 装 有 钢 丝 绳 吊 放 的 测 量 杆 ， 测量抛石前后的石料高程，控制抛石量。4.3.3 推刮力与抗滑力 1- 3参 照 “青 平 1 号 ”刮 刀 最 大 推 刮 力 按 F=1 200 kN107第 12 期 黎界平，许四发：平台式基床抛石整平船及施工工艺的开发计算校核。此 平 台 工 作 时 ，
24、桩 靴 坐 在 土 工 织 物 上 ， 桩 靴 和土工织物的摩擦系数根据经验可取 0.3。3）滑移力 Fh 计算 计算公式：Fh=F+F li (kN)式中： F 为风力 (kN)； F li 为波流力 (kN)4）抗滑阻力 Rh 计算（1）设抗滑阻力由桩靴底部与土的摩擦力构成。（2）Rh=Wzf (kN)式 中 ： Wz 为 自 存 工 况 时 的 重 量 ； f 为 桩 靴 与 土 工织物的摩擦系数，取为 0.3。Rh=3 600.47 (kN)5）抗滑安全系数 Kh 校核图 4 抗滑稳性计算坐标表 1 正常作业时外载荷组合计算公式： Kh=Rh/Fh （3）横向 纵向 斜向载荷名称 “移
25、 动 规 范 ”要 求 ： 自 存 工 况 时 Kh 应 不 小 于 1.2。计算校核结果见表 3。力/kN力矩/(kNm)力/kN力矩/(kNm)力/kN力矩/(kNm)风载荷 94.48 1 793.23 119.68 2 174.59 135.12 2 445.67表 3 抗滑校核结果 波流载荷 总和105.42 683.12 130.10 818.35 105.74 672.35项目 横向 纵向 斜向199.90 2 476.35 249.78 2 992.94 240.86 3 118.02 抗滑阻力 Rh/kN滑移力 Fh/kN安全系数 Kh=Rh/Fh规范要求3 600.47 3
26、 600.47 3 600.47注 ： 风 速 17.2 m/s， 水 深 6.4 m， 潮 高 4.7 m， 波 高 1.5 m，周 期 6.65 s，流速 1.5 m/s。1 303.99 1 444.77 1 508.902.76 2.49自存工况时 Kh1. 2满足“规范”要求2.39表 2 自存状态时外载荷组合 校核结果横向 纵向 斜向载荷名称 力/ 力矩/ 力/ 力矩/ 力/ 力矩/ 施工方法施工流程 施工流程如图 5 示。66.1 kN (kNm) kN (kNm) kN (kNm) 风载荷波流 载荷374.42 8 203.54 536.12 11 665.97 588.27
27、12 830.17929.57 8 733.45 908.65 8 614.60 920.63 8 622.53总和 1 303.99 16936.99 1 444.77 20 280.57 1 508.90 21 452.70注 ： 风 速 36.0 m/s， 水 深 6.4 m， 潮 高 6.0 m， 波 高 6.0 m，周 期 6.65 s，流速 3.2 m/s。2）抗滑稳性计算 4从 作 业 和 自 存 状 态 的 外 载 荷 组 合 表 中 可 知 ： 自 存 状 态 时 斜 向 受 外 力 最 大 （ 滑 移 力 Fh=1 508.90 kN） ， 另 从 “抗 倾 稳 性 计 算
28、 书 ”中 可 知 ： 工 况 2 时 的 重 量 较 轻 （ Wz=12 001.58 kN） ， 因 此 抗 滑 稳 性 最 危 险 情 况 为 自 存 状 态 斜 向 受 外 力 时 ， 可 按 此 状 态 进 行图 5 施工流程108 水 运 工 程 2006年6.2 施工准备 5 为 两 对 角 线 桩 交 替 逐 步 预 压 ， 一 直 到 系 统 压 力 达到 设 定 值 时 ， 平 台 不 再 上 升 。 在 预 压 过 程 中 ， 平 台逐步离开水面，待 4 个桩预压结束后， 4 个 桩 腿 同 时 举 升 平 台 到 达 希 望 高 度 。 即 在 低 潮 位 坐 底 时
29、， 为 了 满 足 运 石 船 靠 船 ， 平 台 船 底 应 高 于 潮 位 半 个 潮 差 加 浪 高 ， 平 台 到 位 后 靠 4 个 腿 的 插 销 挂 定 在 支 腿 上 。 潮 位 上 涨 ， 平 台 作 第 2 次 提 升 ， 船 底 离 开高潮位 1 m。在船体上升过程中应 逐 步 松 开 移 船 绞车。平 台 调 平 在 集 中 控 制 室 内 操 纵 ， 根 据 水 平 仪 显 示 及 刮 刀 工 作 深 度 微 调 4 个 桩 腿 的 升 降 高 度 ， 动作结束后，平台可进入工作状态。6.4 降下刮刀架 当 平 台 定 位 完 成 进 入 工 作 状 态 后 ， 操
30、作 油 缸降 下 滑 块 中 的 刮 刀 架 。 刀 架 以 分 级 插 销 方 式 调 整 高 度 ， 在 最 后 一 个 步 距 锁 定 油 缸 ， 将 刮 刀 固 定 在 要 求 高 程 的 位 置 上 ， 刀 口 处 于 与 上 一 段 搭 接 1 m 的断面。料斗移至刀架端部。6.5 抛石作业质量控制标准6.2.1本 项 目 执 行 长 江 口 深 水 航 道 治 理 工 程 整 治建 筑 物 工 程 质 量 检 验 评 定 标 准 有 关 规 定 ： 排 体 不 得 有 破 损 ， 回 淤 沉 积 物 厚 度 不 应 大 于 300 cm， 整平基床顶高程允许偏差 100 mm，边
31、 线 不 小 于 设 计宽度。石料强度与规格应符合设计要求。6.2.2 刮刀高程的确定 刮刀高程即整平施工控制高程 A 的确定公式：（4）A=S+Y+D式 中 ： S 为 设 计 基 床 顶 高 程 ， 已 考 虑 地 基 沉 降 量 ；Y 为 抛 石 基 床 本 身 压 缩 量 ， 根 据 经 验 取 基 床 厚 度 的 5%； D 为 刮 刀 提 高 量 ， 参 照 青 平 1 号 经 验 取 10 cm。工前测量探摸6.2.3平 台 就 位 前 10 天 ， 应 对 前 方 200 m 排 基 进 行水 深 测 量 和 潜 水 探 摸 ， 如 果 发 现 排 基 高 程 有 明 显 变
32、化 ， 必 须 继 续 探 明 原 因 ， 必 要 时 进 行 处 理 。 为 避 免 平 台 靴 板 坐 底 时 破 坏 排 布 ， 对 整 平 基 床 搭 接 部 位 是 否 有 散 落 到 坐 底 范 围 的 块 石 应 进 行 潜 水 重 点检查。为 了 支 腿 坐 底 后 保 持 必 要 的 垂 直 度 ， 避 免 破 坏 软 体 排 ， 每 个 靴 扳 范 围 的 基 床 平 整 度 高 差 不 宜 大于 30 cm。抓斗抛石6.5.1根 据 潮 流 情 况 ， 石 料 运 输 船 可 分 别 停 泊 在 平台的两侧，抛石作业即可开始。运石船上装备 1台0.5 m3 反铲用于堆拢块
33、石，便于抓斗 抓 石 饱 满 。 克 令 吊 配 备 的 3 m3 电 动 抓 斗 抓 石 投 入 料 斗 仓 ， 块 石 通过溜筒抛到排基上。6.5.2 料斗移位及测量 启 动 卷 扬 机 ， 牵 引 刮 刀 架 上 的 料 斗 移 位 到 下一 斗 位 。 用 安 装 在 溜 筒 上 侧 的 测 量 杆 测 量 已 抛 斗 位的石面高程，控制高程高于 刮 刀 高 程 30 50 cm； 用 下 侧 测 量 杆 测 量 未 抛 斗 位 的 基 床 高 程 ， 确 定 抛 石量。6.6 整平作业石料准备6.2.4整 平 一 个 船 位 20 m， 基 床 厚 度 按 1.5 m 计 算约 需
34、石 料 500 m3。 1 100 kg 块 石 用 1 000 t 自 航 驳 装 运 至 现 场 。 正 常 施 工 按 1 个 工 作 天 2 个 船 位 计 划，需供两船。抛锚定位平 台 在 起 浮 收 腿 状 态 下 用 拖 轮 拖 航 ， 在 施 工 段 水 域 抛 四 口 锚 大 致 就 位 ， 满 足 200 m 整 平 范 围 移 位 。 依 靠 船 装 GPS 精 确 定 位 ， 平 台 到 达 目 的 地 后 ， 利 用 移 船 绞 车 定 位 ， 并 调 平 。 然 后 人 工 控 制4个 桩 ， 同 时 或 单 独 下 放 ， 通 过 压 力 表 可 知 道 桩 靴
35、是 否 触 地 ， 一 直 到 四 桩 靴 均 接 触 地 面 ， 完 成 下 桩 动作。平 台 下 桩 结 束 后 ， 就 可 使 平 台 上 升 ， 此 动 作 尽 量 四 桩 同 步 ， 以 保 持 平 台 的 水 平 。 待 船 底 上 升 到 一 定 程 度 后 可 对 桩 靴 基 础 进 行 预 压 ， 预 压 动 作6.3牵引刮刀6.6.1抛 石 完 成 1 个 断 面 后 （ 进 尺 约 2 m） ， 启 动 卷扬 机 ， 牵 引 刀 架 滑 块 ， 利 用 刮 刀 推 动 基 床 面 块 石 进 行 整 平 。 注 意 每 次 进 尺 不 能 超 过 前 方 抛 石 棱 体
36、， 保持两侧滑块行走均匀。测量验收6.6.2完 成 一 个 船 位 整 平 后 ， 提 起 刮 刀 ， 牵 引 刀 架作 为 测 量 平 台 ， 每 5 m 一 个 断 面 ， 每 2 m 一 个 测 点 ，109第 12 期 黎界平，许四发：平台式基床抛石整平船及施工工艺的开发定位允许偏差 10 cm， 进 行 基 床 高 程 验 收 测 量 。 验收 高 程 不 低 于 施 工 控 制 高 程 （ 即 刮 刀 高 程 ） A- 10 cm。7 结语“航 工 平 1”抛 石 整 平 平 台 船 ， 是 继 “青 平 1 号 ”坐 底 抛 石 整 平 船 之 后 ， 我 国 研 制 的 第 二
37、 种 大 型 机 械 整 平 船 舶 。 由 于 该 平 台 在 工 作 时 依 靠 自 身 支 腿 的 液 压 顶 升 装 置 ， 将 船 体 提 升 脱 离 水 面 ， 有 效 地 避 开 了 作 业 海 区 风 、 浪 、 流 的 影 响 。 可 在 风 浪 较 大 和 水 流 速 度 较 大 的 海 面 上 进 行 作 业 ， 克 服 了 在 恶 劣 的 海 况 下 不 能 施 工 和 有 效 作 业 时 间 太 少 的 难 题 ， 该 平 台 在 长 江 口 航 道 整 治 工 程 基 床 抛 石 整 平 中 起 到 了 关 键 的 作 用 ， 开 创 了 复 杂 海 况 下 水 下
38、 施 工 作 业 的 先 例 。 目 前 该 项 研 究 成 果 已 通 过 了 湖 北 省 科 技 厅 的 技 术 鉴 定 ， 并 被 中 港 集 团 评 定 为 科 技 进 步 一 等 奖 和 武 汉 市 科 技 进 步 二 等 奖 。 靴 板 式 平 台 的 基 本 功 能 不 完 全 相 同 于 插 入 式 平 台 ， 它 能 够 靠 靴 板 稳 定 地 站 立 在 软 基 上 ， 具 有 较 好 的 抗 风 浪 性 能 ， 升 降 移 位 方 便 ， 平 台 上 可 以 安 装 较 大 型施工机 械 5。总结 “航工平 1”整平施工的经验， 可 以 进 一 步 开 发 平 台 打 桩
39、 、 钻 孔 、 炸 礁 等 作 业 技 术 ， 适 应 我 国 外 海 港 口 、 桥 梁 工 程 迅 速 发 展 的 需 要。结束整平提升刮刀架6.76.7.1结 束 1 个 船 位 （ 约 20 m） 整 平 后 ， 用 2 台 克 令吊 提 升 刮 刀 架 ， 使 刀 口 高 于 靠 船 箱 体 底 。 刮 刀 架 结 构 （ 含 料 斗 ） 总 质 量 72 t， 水 下 浮 箱 浮 力 45 t， 提升力 27 t。6.7.2 下降整平平台 每 一 船 位 工 作 结 束 后 ， 平 台 需 要 下 降 ， 下 降动 作 在 固 桩 室 内 操 纵 。 当 船 体 下 降 至 重
40、力 与 浮 力 平 衡 时 ， 需 要 拔 桩 。 如 拔 桩 力 过 大 可 采 用 对 角 线 桩 成 对 交 替 进 行 ， 在 拔 桩 时 应 带 紧 移 船 绞 车 缆 绳 。 当 桩 靴 拔 离 支 承 层 后 ， 继 续 将 桩 提 升 到 一 定 的 高 度，即可移船进入下一船位施工。6.7.3 平台起浮移位 抛 锚 范 围 可 满 足 平 台 在 堤 轴 线 方 向 移 位 100 m，即 抛 锚 1 次 整 平 5 个 船 位 。 平 台 起 浮 状 态 铰 缆 移 位。6.8 施工工效 工效主要取决于抓斗抛石的速度和抓盈率。 完 成 一 个 从 船 上 抓 石 、 往 料
41、 斗 抛 石 、 再 回 到船 上 抓 石 的 动 作 按 4 分 钟 考 虑 ， 3 m3 电 动 抓 斗 抓 盈 率 按 80%考 虑 ， 移 动 料 斗 与 抓 斗 运 动 可 同 时 完 成 ， 不 另 计 时 间 ， 则 每 抛 石 1 m3 需 时 ： t=1.67 min， 按 基 床 厚 1.5 m， 顶 宽 12 m 计 算 ， 1 个 船 位 20 m 进 尺 需 抛 石 405 m3， 2 台 克 令 吊 同 时 工 作 ， 需 5.7 h， 加 上 刮 刀 推 进 时 间 ， 需 6.5 h。 每 次 移 船 定 位 需 40 min。 整平 1 个船位（ 20 m）共
42、需约 8 h。在长 江 口 深 水 航 道 整 治 二 期 S B 标 段 的 施 工 中 ， 最 高 的 日 作 业 工 效 可 以 完 成 3 个 船 位 共 60 延 米 /762 m2/2 557 m3， 月 最 高 作 业 工 效 可 以 完 成 854 延 米 /10 854 m2/36 399 m3， 在 长 江 口 恶 劣 的 海 况 下 创 造了最高 25d/月的纪录。参考文献： 1 上 海 申 诚 液 压 气 动 公 司 . 航 工 平 1 号 液 压 升 降 装 置 说 明 书 R. 上海 : 上海申诚液压气动公司 , 2002. 2 中 港 第 三 航 务 工 程 局
43、. 长 江 口 深 水 航 道 治 理 工 程 土 工 布 与 钢 板 间 的 摩 擦 系 数 现 场 试 验 R. 上 海 : 中 港 第 三 航 务工程局 : 1998. 3 上 海 交 通 大 学 船 舶 与 海 洋 工 程 设 计 研 究 所 , 上 海 佳 豪 船 舶 工 程 设 计 有 限 公 司 . 航 工 平 1 号 抛 石 整 平 平 台 抗 滑 稳性计算书 R. 上海 : 上海交通大学 , 2003. 4 中 国 船 级 社 . 海 上 移 动 平 台 入 级 与 建 造 规 范 S. 北 京 :中国船级社 , 1992. 5 许 四 发 . 长 江 口深水航道治理工程软基处理研究 D. 武 汉 : 华中科技大学， 2004.
