[发明专利]重力式码头基床的铣削成型系统及重力式码头结构的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种重力式码头结构的施工技术。

背景技术

常规的重力式码头结构为在海床上开挖的基槽、抛石基床、重力式构件、卸荷板、胸墙等结构组成。基槽的开挖常采用抓扬式挖泥船、绞吸式挖泥船工程船舶进行基槽的开挖。因地质结构的不同，挖泥量一般都较大，如遇到比较坚硬的地质结构，还需辅以爆破炸礁、清礁等水上作业。由于开挖基槽的施工设备为水上漂浮式船舶，因此基槽的成型精度比较低，超宽、超深的量级达0.5m以上，因此即使是比较坚硬地质结构，地基承载能力很强的情况下，在成型后的基槽上也都设计铺设一层抛填块石的过渡层，形成安装重力式构件的基床。基槽开挖成型后，在基槽上进行抛填块石、片石或摊铺碎石，为增加石料层的密实度，还需对基床进行夯实，然后再由潜水员进行水下整平，形成可以安装重力式结构件的抛石基床表面。

为使抛石基床结构满足承载力的要求，抛填基床选用的石料材质一般较好，并有一定的级配要求；为减少工后沉降，需对抛石基床进行重力夯实或水下爆破夯实，如基床较厚，还需进行分层抛填和夯实；为满足重力式码头主体结构物（混凝土方块、沉箱、扶壁、圆筒等）的安装平整度，在基床夯实后需潜水员在水下对基床面进行粗、细平的整平施工作业。施工工序多，耗用的地材、人力、船机设备资源多，整个施工期也比较长，特别是基槽开挖过程，对海床扰动很大，开挖出的废弃物多，对海洋环境污染比较大。并由于重力构件坐落空隙率较大的抛石基床上，码头完工后仍难以避免一定量工后沉降。

特别是在类似珊瑚礁盘一类的松软“基岩”上，由于这种地质结构本身具有相当高的强度，并且相比常规的在砂泥质地质地基上开挖后，再抛填一定厚度的块石形成抛石基床的结构，从承载力上分析，直接作为重力式码头的基床面是完全可行的。

采用常规的挖泥船进行水上开挖比较困难，但采用钻孔灌注桩施工效率比较低、耗用资源多、施工作业面大，辅助作业工序多、对环境污染大，在海工条件下较少采用，更无法适应高效、快捷、大范围的施工以及岛礁快速成岛施工的要求。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种在海床上直接进行机械式铣削成型基床表面的技术，适用于基岩埋深较浅、基岩裸露或珊瑚礁盘上建造重力式码头结构，具有因地制宜的高效、快捷、低成本的优势。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种重力式码头基床的铣削成型系统，含有如下组成：

架设于待处理海床上方的水上施工作业平台，及

设置于水上施工作业平台表面的纵移轨道，及

行驶于所述纵移轨道的移动台车，及

设置于移动台车表面的横移轨道，及

行驶于所述横移轨道的铣削台车，所述铣削台车底部向海床延伸出铣削机刀杆，铣削机刀杆底部安装有铣削刀头，所述削机刀杆可以在垂直方向移动。

一种重力式码头基床的铣削成型方法，包括以下步骤：

（1）采用如上所述的系统在待处理海床的基岩上进行铣削加工，形成平整度满足构件安装的基床平面；

（2）直接在铣削加工的基床表面安装重混凝土预制构件。

为提高基床面与混凝土预制构件底平面的抗滑移能力，可通过铣削可加工出带前趾挡墙结构的基床，也可在基床面上铣削加工出有凹、凸榫结构的基床，增加了重力式构件底部与基床面的的配合精度，以增强码头结构的整体抗滑移稳定性。

由于是在有一定强度的岩性地质结构上采用机械铣削成型的基床结构，而不是颗粒松散状片石抛填形成的基床面，因此可按海床面的地质地貌的实际情况，可灵活的设计成多阶梯型的基床结构，即可减少基床成型的开挖，又可减少预制重力式构件的混凝土总量。

具体来说，步骤2中的混凝土预制构件包括混凝土实心方块、空心方块、沉箱、沉管隧道管节中的一种或多种。

进一步地，步骤1可先采用漂浮式绞吸式挖泥船对海床进行预处理后，再采用如上所述的系统进行铣削加工处理。

对于待处理海床的原始基岩面高差较大的情况，所述步骤1还包括对基岩进行分层铣削加工的处理。

铣削刀头通过铣削台车在横移轨道的移动、移动台车在纵移轨道的移动及铣削刀杆的垂直上下运动，实现铣削刀头的三维运动。