一种适用于内河的小型炸礁船论文和设计-易熙旋

全文摘要

一种适用于内河的小型炸礁船，包括船体、潜孔钻，船体包括若干个拼装型箱体船，船体上设有定位系统和拔管装置，定位系统包括定位卷扬机，以及升降定位装置，定位卷扬机的牵引绳连接有船锚；拔管装置包括斜杆组、连接在斜杆组顶部之间的横杆、设于横杆上的定滑轮、设于船体后端且其牵拉绳绕定滑轮设置的拔管卷扬机，斜杆组底部铰接于船体前端的斜杆基座上，斜杆组上部通过斜拉钢索与船体表面连接。通过拼船箱体进行船体构建，并且架设简易组合的定位系统，能够快速实现施工平台的搭建，定位方便，水下钻孔作业方式简易，成本低，有效解决内河河床段不利于直接架设和不利于大型炸礁船驶入的缺陷，具备较强的实用性。

主设计要求

1.一种适用于内河的小型炸礁船，包括船体（1）以及设置于船体（1）上的潜孔钻（2），潜孔钻（2）位于船体（1）前端的钻孔施工板（102）上，其特征在于：船体（1）包括若干个拼装型箱体船（100），拼装型箱体船（100）的周侧设有多个用于拼接的凸起（1001），凸起（1001）之间形成用于卡设凸起（1001）的凹槽，凸起（1001）上设有多个用于穿设插销（101）的穿孔（1002）；船体（1）上设有定位系统和拔管装置（6），其中：定位系统包括设于船体（1）表面四个顶角处的定位卷扬机（4），以及设于船体（1）表面中部两侧的升降定位装置（5），定位卷扬机（4）的牵引绳连接有船锚（41）；拔管装置（6）包括跨设于潜孔钻（2）两侧的斜杆组（60）、连接在斜杆组（60）顶部之间的横杆、设于横杆上的定滑轮（61）、设于船体（1）后端且其牵拉绳（63）绕定滑轮（61）设置的拔管卷扬机（62），牵拉绳（63）绕定滑轮（61）后连接待拔钢套管，斜杆组（60）底部铰接于船体（1）前端的斜杆基座上，斜杆组（60）上部通过斜拉钢索（64）与船体（1）表面连接。

设计方案

1.一种适用于内河的小型炸礁船，包括船体（1）以及设置于船体（1）上的潜孔钻（2），潜孔钻（2）位于船体（1）前端的钻孔施工板（102）上，其特征在于：

船体（1）包括若干个拼装型箱体船（100），拼装型箱体船（100）的周侧设有多个用于拼接的凸起（1001），凸起（1001）之间形成用于卡设凸起（1001）的凹槽，凸起（1001）上设有多个用于穿设插销（101）的穿孔（1002）；

船体（1）上设有定位系统和拔管装置（6），其中：

定位系统包括设于船体（1）表面四个顶角处的定位卷扬机（4），以及设于船体（1）表面中部两侧的升降定位装置（5），定位卷扬机（4）的牵引绳连接有船锚（41）；

拔管装置（6）包括跨设于潜孔钻（2）两侧的斜杆组（60）、连接在斜杆组（60）顶部之间的横杆、设于横杆上的定滑轮（61）、设于船体（1）后端且其牵拉绳（63）绕定滑轮（61）设置的拔管卷扬机（62），牵拉绳（63）绕定滑轮（61）后连接待拔钢套管，斜杆组（60）底部铰接于船体（1）前端的斜杆基座上，斜杆组（60）上部通过斜拉钢索（64）与船体（1）表面连接。

2.根据权利要求1所述的适用于内河的小型炸礁船，其特征在于，船体（1）上设有与潜孔钻（2）配合使用的空压机（3）。

3.根据权利要求1所述的适用于内河的小型炸礁船，其特征在于，拼装型箱体船（100）有3~4个，每个尺寸为14m×3.5m×1.5m。

4.根据权利要求1所述的适用于内河的小型炸礁船，其特征在于，斜杆组（60）向前倾斜。

5.根据权利要求1所述的适用于内河的小型炸礁船，其特征在于，升降定位装置（5）包括在船体（1）上开设的升降通道、设于升降通道内的定位桩（52）、设于升降通道顶口两侧的限位板（51）、用于驱动定位桩（52）升降的液压旋转机构。

6.根据权利要求5所述的适用于内河的小型炸礁船，其特征在于，液压旋转机构包括驱动齿轮（57）以及与驱动齿轮（57）连接的液压马达（56）。

7.根据权利要求6所述的适用于内河的小型炸礁船，其特征在于，定位桩（52）前端面上设有升降槽（53），升降槽（53）内沿竖直方向阵列有多个与驱动齿轮（57）啮合的圆柱（54）。

8.根据权利要求6所述的适用于内河的小型炸礁船，其特征在于，液压旋转机构设置在机构支撑架（55）上。

9.根据权利要求5所述的适用于内河的小型炸礁船，其特征在于，限位板（51）之间设有若干限位销轴（59），限位销轴（59）与定位桩（52）背面滑动接触。

10.根据权利要求1所述的适用于内河的小型炸礁船，其特征在于，定位桩（52）底部为楔形部（58）。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及水域施工，尤其与一种适用于内河的小型炸礁船相关。

背景技术

在水域施工工程中，需要进行水下爆破施工。用水下爆破方法炸除水下岩石，用于开挖管道沟槽，是这类工程的一个重要风险控制点。在一些特殊的环境条件下，如段河床地质较复杂、地层中夹有砂层，钻孔成孔不易。

目前，水下爆破通常采用炸礁船进行施工，较小型的炸礁船租金较高达几十万，成本高昂，且多数不能直接通过航道到达工程所在地，需要进行拆装、陆路运输，再行拼装，而拆装及运输费又将生产一批不少的开支，且时间需要约一个月。也有采用在施工水域直接搭建作业平台，如钢平台、浮桥的方式，施工难度虽然较低，但对工艺要求较高，且搭设平台工期较长，水下不确定因素较多，具备一定的风险。

实用新型内容

本实用新型提出一种适用于内河的小型炸礁船，能够快速实现施工平台的搭建，定位方便且稳定性好，水下钻孔作业方式简易，成本低，有效解决内河河床段不利于直接架设和不利于大型炸礁船驶入的缺陷，如不具备通航条件的内河、高原湖泊等，河床深度在12米内，水流流速3米\/秒下的环境，具备较强的实用性。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术：

一种适用于内河的小型炸礁船，包括船体以及设置于船体上的潜孔钻，潜孔钻位于船体前端的钻孔施工板上，船体上设有与潜孔钻配合使用的空压机，其特征在于：

船体包括若干个拼装型箱体船，拼装型箱体船的周侧设有多个用于拼接的凸起，凸起之间形成用于卡设凸起的凹槽，凸起上设有多个用于穿设插销的穿孔；

船体上设有定位系统和拔管装置，其中：

定位系统包括设于船体表面四个顶角处的定位卷扬机，以及设于船体表面中部两侧的升降定位装置，定位卷扬机的牵引绳连接有船锚；

拔管装置包括跨设于潜孔钻两侧的斜杆组、连接在斜杆组顶部之间的横杆、设于横杆上的定滑轮、设于船体后端且其牵拉绳绕定滑轮设置的拔管卷扬机，牵拉绳绕定滑轮后连接待拔钢套管，斜杆组底部铰接于船体前端的斜杆基座上，斜杆组上部通过斜拉钢索与船体表面连接。

具体的，升降定位装置包括在船体上开设的升降通道、设于升降通道内的定位桩、设于升降通道顶口两侧的限位板、用于驱动定位桩升降的液压旋转机构。液压旋转机构包括驱动齿轮以及与驱动齿轮连接的液压马达。定位桩前端面上设有升降槽，升降槽内沿竖直方向阵列有多个与驱动齿轮啮合的圆柱。液压旋转机构设置在机构支撑架上。限位板之间设有若干限位销轴，限位销轴与定位桩背面滑动接触。定位桩底部为楔形部。

本实用新型有益效果在于：

1、采用若干个拼装型箱体船构建船体，方便快捷，能够解决内河部分水域无法引入小型炸礁船和对船体尺寸要求的问题，以及现有炸礁船租金高昂的问题，具体的，采用拼装型箱体船，通过其周侧的凸起和凹槽进行配合并利用插销进行固定，装配快速，稳定性强，且拼装型箱体船内还能搭载用于驱动液压马达的油箱、油泵和柴油机等，实用性强；

2、采用不与潜孔钻作业干涉的拔管装置进行拔管，斜杆组倾斜向前伸出，便于竖直提拉，利用定滑轮和牵拉绳，配合合适拉力型号的拔管卷扬机，在船体面积有限的情况下，实现了拔管的有效作业，且不与其他机构干涉；

3、现有的炸礁船，对施工要求较低的一般采用柔性锚固方式定位，这种方式成本低，易于搭建，但受到浪涌的影响较大，在需要较为精确的进行施工时，并不适用；少许价格昂贵的高级炸礁船，采用全液压顶升的定位装置，通过四根完全可以顶起船体的液压设备进行定位，此种效果最为理想，但是价格太过高昂，且安装施工有其特定的要求，并不适合应用于本申请所处的内河河床环境，本方案采用有效将柔性固定系统和半顶升液压升降系统结合，利用位于四角的卷扬机抛锚和位于中部两侧的升降定位装置联合进行定位，使船体稳定的浮于水面，无须将船体顶出水面，在能够满足施工精度要求的情况下，极大降低了对液压设备的需求，减少了大量的设备成本，降低了现场船体的制作拼装难度；本方案的定位方式是综合了成本、施工难以、定位效果的实用性技术方案；

4、具体的，升降定位装置的定位桩在船体的升降通道内升降，并且具有限位板和限位销轴对其进行限位，使其升降过程保持竖直，确保定位的有效和稳定性；通过液压驱动的齿轮和带有圆柱的升降槽，可以稳定的进行升降，且同啮合方式可以有效进行固定，下降稳定性好，并且能够具有足够的力驱动定位桩插入河床；优选的，定位桩底部为楔形部，便于定位桩插入河床一定深度，提高定位的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型立体视图一。

图2是本实用新型立体视图二。

图3是本实用新型拼装型箱体船拼装示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和具体实施方法更为清楚，结合附图实例对本申请进行进一步详细说明。

如图1~3所示，一种适用于内河的小型炸礁船，包括船体1以及设置于船体1上的潜孔钻2，船体1上设有与潜孔钻2配合使用的空压机3，潜孔钻2位于船体1前端的钻孔施工板102上。具体的，钻孔施工板102的前端向船体1前端伸出一定距离，便于潜孔钻2更好的进行钻孔。

船体1包括若干个拼装型箱体船100。

船体1上设有定位系统和拔管装置6。

定位系统包括设于船体1表面四个顶角处的定位卷扬机4，以及设于船体1表面中部两侧的升降定位装置5。

定位卷扬机4的牵引绳连接有船锚41。

升降定位装置5包括在船体1中部两侧开设的升降通道、设于升降通道内的定位桩52、设于升降通道顶口两侧的限位板51、用于驱动定位桩52升降的液压旋转机构。液压旋转机构包括驱动齿轮57以及与驱动齿轮57连接的液压马达56。

具体的，液压马达56与位于船体1内的液压油泵和液压油箱连接，液压油泵用于将液压油箱内的油泵送至液压马达56进行动力驱动；液压油泵的动力，可采用柴油机进行供给。

定位桩52前端面上设有升降槽53，升降槽53内沿竖直方向阵列有多个与驱动齿轮57啮合的圆柱54。液压旋转机构设置在机构支撑架55上。限位板51之间设有若干限位销轴59，限位销轴59与定位桩52背面滑动接触。定位桩52底部为楔形部58。

拔管装置6包括跨设于潜孔钻2两侧的斜杆组60、连接在斜杆组60顶部之间的横杆、设于横杆上的定滑轮61、设于船体1后端且其牵拉绳63绕定滑轮61设置的拔管卷扬机62，牵拉绳63绕定滑轮61后连接待拔钢套管，斜杆组60底部铰接于船体1前端的斜杆基座上，斜杆组60上部通过斜拉钢索64与船体1表面连接。

具体的，斜杆组60向前倾斜，便于进行拔管，同时拔管装置6的位置设置，使得拔管和钻孔互不干涉。

具体实施例一

某市城区饮用水取水工程改扩建项目过江段管网长度360米，采用沉管施工工艺。该段河流常水位水深约6米，沟槽开挖平均深度5米，河床地质从上至下分别为淤泥质黏土、细沙、稍密卵石、强风化泥岩、中风化泥岩，河床地质变化大，其中K0+640-K0+750段石方开挖采用水下爆破施工，采用本实用新型的方案进行施工。

船体1的设计，根据所需要达到简易炸礁船各个设备功能使用的空间位置大小，以及人工在上进行操作的一个安全情况进行设计。

现有的拼装型箱体船100规格为14米×3.5米×1.5米，经过各个设备布置的计算，最窄的使用宽度需要达到8米，单个箱体船100无法满足，需要3个箱体船100并排布置，形成14米×10.5米×1.5米的作业平面。

具体的，拼装型箱体船100的周侧设有多个用于拼接的凸起1001，凸起1001之间形成用于卡设凸起1001的凹槽，凸起1001上设有多个用于穿设插销101的穿孔1002。通过插销101快速方便的将拼装型箱体船100拼装为需要的船体1。

拼装船体几何尺寸为14米×10.5米×1.5米，船体自重为45T，船体理论浮力：14×10.5×1.5=220.5T；船体入水后的吃水深度按照船体的排水量简易计算=45÷14÷10.5=0.3m。

船上各设备的重量分别为：潜孔钻2，0.5T，空压机3，3T，定位卷扬机4有4个、2T\/个、共8T，拔管卷扬机62有1个、5T，升降定位装置有2个、7T\/个、共14T，拔管装置6（除去拔管卷扬机62）有3T，搭载与船体内的柴油机、液压油箱、油泵等总计1.5T，作业人员按15人约1T，船上荷载共计36T。

满载后的船体1吃水深度=（45+36）÷14÷10.5=0.55m。

船体1露出水面高度为1.5-0.55=0.95米>0.5米（考虑浪高的最低全施工高度），满足施工安全需求。

作业时，将船体1开至施工水域，利用小型船只运输船锚41至抛锚位置，将船锚41连接定位卷扬机4的牵引绳后进行抛锚定位。定位卷扬机4采用自重2T，拉力为5T的型号。

通过液压马达56运作，转动，通过与升降槽53的圆柱54啮合，实现对定位桩52的下降。具体的定位桩52设计为10米，满足当前水域的施工定位要求。优选的，所述的液压马达56动力组件，可以采用350挖掘机的行走液压组件。在升降过程中，限位板51和限位销轴59有效将定位桩52的升降限定为竖直升降，确保定位的竖直度。采用液压驱动，下降稳定性好，并且能够具有足够的力驱动定位桩52插入河床。优选的，定位桩52底部为楔形部58，便于定位桩52插入河床一定深度，提高定位的稳定性。本方案的定位，有效将柔性固定系统和半顶升液压升降系统结合，使船体稳定的浮于水面，无须将船体顶出水面，在能够满足施工精度要求的情况下，极大降低了对液压设备的需求，减少了大量的设备成本，降低了现场船体的制作拼装难度。

定位完成后，可进行钻孔、插钢套管（避免孔洞被河沙堵塞）、增套PVC管（用于替换钢套管降低护孔成本）、拔钢套管等后续的爆破施工流程。在拔管过程中，利用拔管卷扬机62，具体可采用拉力为8T，自重为5T的卷扬机，通过牵拉绳63和定滑轮61，作用于待拔出的钢套管，可实现拔管。

钢套管拉拔力的验算：将钢套管看成是桩，拔管需要克服套管周围土体（本处将周围土体按照砂土考虑）对套管产生的负摩擦力及套管本身自重。以套管为研究对象，进行受力分析如下：

拉力T＞摩擦力f_{n<\/sub>+自重G，}

每米钢套管重量G_{1<\/sub>=（D-t）*t*π*ρ\/1000，}

4.5m套管的总重量G=l*G_1<\/sub>，

根据选择的模型估算套管受到的负摩擦力f_n<\/sub>：

f_{n<\/sub>=2N+30，N为标准贯入试验中密砂的锤击数，15＜N≤30，本处取N=16；}

带入数据得：

G=388kg；f_{n<\/sub>=62KN，得T＞6.588吨；}

故应选择提升重量大于6.588吨的卷扬机，方可满足施工需要，本方案采用的拉力\/提升重量为8T的卷扬机，完全满足施工需求。

本实用新型特别适合于不具备通航条件的内河、高原湖泊等，河床深度在12米内，水流流速3米\/秒下的环境，以及需要爆破的石方零星，量小的情况，该船体拆装转运方便，单个配件大小小于标准运输规范。具备成本低，施工方便，定位效果好等特点，适合推广应用。

设计图

一种适用于内河的小型炸礁船论文和设计

一种适用于内河的小型炸礁船论文和设计-易熙旋

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢