一种双甲板坐滩式打桩船及使用方法与流程

1.本发明属于海工设备领域，具体涉及一种双甲板坐滩式打桩船及使用方法。


背景技术：

2.近年来，新能源市场热度向沿海地区延伸，爆发了大量滩涂光伏、渔光互补类项目，西北院利用自身在光伏领域的优势，已跟进包括浙江龙港滩涂光伏、连云港滩涂光伏等大型epc项目，总规模超过100亿。
3.与传统光伏电站项目相比，海上(滩涂)光伏项目存在地基湿软、流泥等不利地质条件和潮汐、风浪等洋流运动对桩基础施工造成了定位难、垂直度偏差大、效率低等障碍。根据已有项目经验，采用海工设备打桩成本高且效率低，每日租金高达2万，且只能打3根左右桩，在波浪影响下，很难实现精准定位；两栖履带式挖机打桩、浮船平台打桩等设备，但都无法解决涨落潮全时段作业、垂直度偏差大等缺陷，光伏组件安装及运维距水面高，受到风浪影响大，安全性、便捷性有待提升。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种双甲板坐滩式打桩船及使用方法，以减少风浪影响，提高打桩效率。
5.本发明的目的是通过以下技术手段实现的，一种双甲板坐滩式打桩船，包括上浮箱和下浮箱，下浮箱下方连接有多个调平组件，下浮箱上方连接有多个举升油缸，举升油缸上端与上浮箱下方相连，上浮箱上方设置有多个打桩机。
6.所述每个调平组件均包括一个调平油缸和一个扩大底板，调平油缸上端与下浮箱相连，下端与扩大底板相连所述多个调平油缸相互独立控制。
7.所述上浮箱底部连接有向下的导向柱，下浮箱顶部开有与导向柱相匹配的导向筒，导向柱插入导向筒内，导向柱与导向筒间隙配合。
8.所述导向柱长度与导向筒深度相同。
9.所述上浮箱上表面还连接有多个锚机。
10.所述下浮箱为中空腔体，上浮箱上连接有水泵，水泵管道从导向柱和导向筒中穿过，连接至下浮箱内部。
11.所述上浮箱和下浮箱四角处均开有油缸槽，举升油缸两端连接在油缸槽内。
12.一种双甲板坐滩式打桩船使用方法，锚机卷扬绳上连接固定锚，固定锚插入附近海底内以固定船体，水泵向下浮箱注水，下浮箱下沉，同时举升油缸启动将上浮箱向上举升以位于海平面上，当注水下沉到下浮箱的下表面触底后，停止注水，分调整调平油缸的伸长值，使调平油缸的扩大底板触及泥面并提供作用力，调整下浮箱的表面处于水平状态，举升过程中，导向柱始终插在导向筒，且沿着导向筒上下滑动，下浮箱坐滩完毕后打桩机进行打桩；移动时，水泵将下浮箱内的水排出，下浮箱上浮与上浮箱贴合，进入漂浮状态移动。
13.本发明的有益效果在于：
14.1、通过下浮箱坐滩和锚机固定船体，避免了风浪对施工的影响。
15.2、通过举升油缸可以适应不同深度，始终保持上浮箱位于海平面上方。
16.3、下浮箱进行调解重量，使船舶实现坐滩和漂浮两种状态，采用水泵注入和排出，操作简单可靠。
17.4、通过导向柱和导向筒配合，来承受风浪冲击，避免载荷由举升油缸承受而造成断裂。
18.5、通过多个可以单独调节的调平油缸，使得可以根据海底情况调节各个调平油缸的高度，保持下浮箱水平。
附图说明
19.图1为一种双甲板坐滩式打桩船结构示意图
20.图2为一种双甲板坐滩式打桩船结构侧视图；
21.图3为一种双甲板坐滩式打桩船结构漂浮状态图；
22.图中1上浮箱，2下浮箱，3锚机，4打桩机，5集装箱房，6管桩，7调平油缸，8举升油缸，9导向柱，10导向筒，11扩大底板，12油缸槽
23.以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
具体实施方式
24.【实施例1】
25.如图1和图2所示，一种双甲板坐滩式打桩船，包括上浮箱1和下浮箱2，下浮箱2下方连接有多个调平组件，下浮箱2上方连接有多个举升油缸8，举升油缸8上端与上浮箱1下方相连，上浮箱1上方设置有多个打桩机4。
26.所述每个调平组件均包括一个调平油缸7和一个扩大底板11，调平油缸7上端与下浮箱2相连，下端与扩大底板11相连
27.上浮箱1和下浮箱2相互分离，两者之间设置举升油缸3，举升油缸3伸长时两者分离，缩回时两者贴合。下浮箱2下方的调平组件用于与坐滩时，与滩涂底部接触，保持下浮箱2处于水平状态，从而使得上浮箱1和打桩机4保持水平，便于施工。
28.所述多个调平油缸7相互独立控制。
29.如图2所示，调平油缸5一端通过扩大底板11与滩涂底接触，一端连接在下浮箱2底部，从而将下浮箱2抬起，扩大底板11扩散作用在海底泥面的压力，避免压力集中，多个调平油缸5相互独立控制，使得每个调平油缸5可以伸出不同长度。
30.所述上浮箱1底部连接有向下的导向柱9，下浮箱2顶部开有与导向柱9相匹配的导向筒10，导向柱9插入导向筒10内，导向柱9与导向筒10间隙配合。
31.所述导向柱9长度与导向筒10深度相同。且两者长度均大于举升油缸8最长举升长度，这样就算举升油缸8举升至最长，导向柱9也能插在导向筒10内。
32.如图2所示，上浮箱1和下浮箱2之的几何中心上设置有导向柱9和导向筒10，导向筒10设置在下甲板上，是圆柱形凹槽状结构，导向柱9与上浮箱的下表面焊接在一起，导向柱9和导向筒10是一嵌套结构，导向柱9能在导向筒10的约束下上下滑动。
33.导向柱9和导向筒10之间采用间隙配合，间隙值小于举升油缸8上下端的可活动范
围，主要用来承受上下浮箱由于受到风浪作用扰动而产生的力矩，防止油缸受到剪切应力造成破坏。
34.所述上浮箱1上表面还连接有多个锚机3。锚机3通过卷扬绳连接有锚，卷扬绳拉紧沉入水底的锚，使得打桩时上浮箱1保持稳定，或者在不移动时锚固船舶。
35.所述下浮箱2为中空腔体，上浮箱1上连接有水泵，水泵管道从导向柱9和导向筒10中穿过，连接至下浮箱2内部。
36.水泵管道从导向柱9和导向筒10之间穿过，在穿过面板时采用焊接穿舱结构，上下浮箱之间的管道是具有柔性的波纹管，可随同举升油缸8同步伸缩。
37.所述上浮箱1和下浮箱2四角处均开有油缸槽12，举升油缸8两端连接在油缸槽12内。
38.油缸槽12用于容纳举升油缸3两端与甲板连接的部分，举升油缸8的油缸端与下浮箱2连接，举升油缸8的顶杆端与上浮箱1连接，这样使得上浮箱1和下浮箱2可以贴合。同时使举升油缸8暴露在浮箱外，便于安装和维护检修。
39.打桩机4共有两台，对称布置在上浮箱1表面，锚机3安装在上浮箱1上表面的四角，舷侧安装有双层集装箱房5，用来安装机电设备、施工人员居住，如下浮箱2注排水用的水泵，上浮箱1的上表面还预留了管桩6的存放位置，可根据需求堆放。
40.一种双甲板坐滩式打桩船使用方法，锚机3卷扬绳上连接固定锚，固定锚插入附近海底内以固定船体，水泵向下浮箱2注水，下浮箱2下沉，同时举升油缸8启动将上浮箱1向上举升以位于海平面上，当注水下沉到下浮箱2的下表面触底后，停止注水，分调整调平油缸7的伸长值，使调平油缸7的扩大底板11触及泥面并提供作用力，调整下浮箱的表面处于水平状态，举升过程中，导向柱9始终插在导向筒10，且沿着导向筒10上下滑动，下浮箱坐滩完毕后打桩机4进行打桩；移动时，水泵将下浮箱2内的水排出，下浮箱2上浮与上浮箱1贴合，进入漂浮状态移动。
41.当船舶通过拖船，拖航到指定海域的指定位置以后，采用安装在集装箱房6里面的水泵，通过管道向下浮箱2里面注水，船舶即可根据注水量逐步下沉，举升油缸8同时根据下沉速率顶升上浮箱1，实现上下浮箱分离。
42.当注水下沉到下浮箱2的下表面触底后，停止注水，分调整调平油缸7的伸长值，使调平油缸7的扩大底板11触及泥面并提供作用力，调整下浮箱2的表面处于水平状态，即可具备打桩作业的状态。
43.打桩时，对称防设置的打桩机4从甲板面上取桩，通过吊臂的回转和调整举升角度，调解桩位，使桩基打设在预定的位置上。
44.打桩完成后，用安装在集装箱房5里面的水泵向外抽出下浮箱2里面的水，同时收缩举升油缸8，直至船舶完全浮起，上浮箱1的下表面和下浮箱2的上表现完全接触，最后回收调平油缸7，达到移船状态(图3状态)，最后通过拖船，拖航到指定海域的指定位置以后再次进行定位和打桩作业。
45.打桩期间，锚机3连接固定锚并沉锚，锚机3拉紧卷扬绳，以将整个船体位置固定。锚机3用于漂浮状态下固定船舶，可有效降低在漂浮状态下打桩时，风浪对施工精度的影响，锚机3还可用于停工状态下锚固船舶的作用，使船舶能够长时间安全停泊。

技术特征：
1.一种双甲板坐滩式打桩船，其特征在于：包括上浮箱(1)和下浮箱(2)，下浮箱(2)下方连接有多个调平组件，下浮箱(2)上方连接有多个举升油缸(8)，举升油缸(8)上端与上浮箱(1)下方相连，上浮箱(1)上方设置有多个打桩机(4)。2.根据权利要求1所述的一种双甲板坐滩式打桩船，其特征在于：所述每个调平组件均包括一个调平油缸(7)和一个扩大底板(11)，调平油缸(7)上端与下浮箱(2)相连，下端与扩大底板(11)相连。3.根据权利要求2所述的一种双甲板坐滩式打桩船，其特征在于：所述多个调平油缸(7)相互独立控制。4.根据权利要求1所述的一种双甲板坐滩式打桩船，其特征在于：所述上浮箱(1)底部连接有向下的导向柱(9)，下浮箱(2)顶部开有与导向柱(9)相匹配的导向筒(10)，导向柱(9)插入导向筒(10)内，导向柱(9)与导向筒(10)间隙配合。5.根据权利要求1所述的一种双甲板坐滩式打桩船，其特征在于：所述导向柱(9)长度与导向筒(10)深度相同。6.根据权利要求1所述的一种双甲板坐滩式打桩船，其特征在于：所述上浮箱(1)上表面还连接有多个锚机(3)。7.根据权利要求1所述的一种双甲板坐滩式打桩船，其特征在于：所述下浮箱(2)为中空腔体，上浮箱(1)上连接有水泵，水泵管道从导向柱(9)和导向筒(10)中穿过，连接至下浮箱(2)内部。8.根据权利要求1所述的一种双甲板坐滩式打桩船，其特征在于：所述上浮箱(1)和下浮箱(2)四角处均开有油缸槽(12)，举升油缸(8)两端连接在油缸槽(12)内。9.一种双甲板坐滩式打桩船使用方法，其特征在于：锚机(3)卷扬绳上连接固定锚，固定锚插入附近海底内以固定船体，水泵向下浮箱(2)注水，下浮箱(2)下沉，同时举升油缸(8)启动将上浮箱(1)向上举升以位于海平面上，当注水下沉到下浮箱(2)的下表面触底后，停止注水，分调整调平油缸(7)的伸长值，使调平油缸(7)的扩大底板(11)触及泥面并提供作用力，调整下浮箱的表面处于水平状态，举升过程中，导向柱(9)始终插在导向筒(10)，且沿着导向筒(10)上下滑动，下浮箱坐滩完毕后打桩机(4)进行打桩；移动时，水泵将下浮箱(2)内的水排出，下浮箱(2)上浮与上浮箱(1)贴合，进入漂浮状态移动。

技术总结
本发明公开了一种双甲板坐滩式打桩船及使用方法，包括上浮箱和下浮箱，下浮箱下方连接有多个调平组件，下浮箱上方连接有多个举升油缸，举升油缸上端与上浮箱下方相连，上浮箱上方设置有多个打桩机。所述调平组件包括调平油缸和调平底座，调平底座是扩大面板结构，可以增大受力面积。下浮箱坐滩并经过调平油缸调平后，船舶处于稳定状态，即可开展打桩作业。所述举升油缸可以根据不同水深，通过控制油缸行程，始终保持上浮箱位于海平面以上。下浮箱通过注水和排水进行调解重量，使船舶实现坐滩和漂浮两种状态，采用水泵注入和排出，操作简单可靠。可靠。可靠。


技术研发人员：张伟 周成龙 高雄杰 宋政昌 孙兴汉 寇盼
受保护的技术使用者：中电建（西安）港航船舶科技有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/6/7