离岸深水港抛石基床整平关键技术研究

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1、离岸深水港建设关键技术研究课题之八离岸深水港抛石基床整平关键技术研究报告简本1抛石基床整平工艺技术调研及分析从文献资料看，日本、前苏联和英美各国从20世纪六十年代中后期开始，我国从七十年代中后期开始，进行了大量的研究工作。国内外研究的方向主要集中在三个方面：改进抛石工艺和机械以提高抛石质量；研究新的水深测量和质量检测方法；研制水下抛石整平设备提高作业效率。目前，需要结合未来码头工程发展趋势开展研究。归纳起来，国内外整平机从结构形式上可分为：框架式整平机、座底式整平船、平台船式整平机、重锤夯实或振动压实式整平机、步履式整平

2、机和水下推土机六大类，都存在这样或那样的问题。要实现深水条件下基床整平机械化，必须在前人的基础上做进一步研究。2抛石基床整平关键技术问题的分析界定和研究所采取的技术路线2.1离岸深水港基床整平所面临的技术问题外海离岸码头深水化给水下抛石基床整平作业带来的问题主要有4个方面：(1)高程测量难度加大，传统测量方法不适用;(2)潜水整平有效作业时间缩短，劳动强度增大;(3)受风浪因素影响加大，作业天数减少，安全生产受到威胁;(4)整平料抛石困难，传统施工方法不能满足要求。总之，外海离岸深水港施工中，传统的施工工艺和施工技术面临

3、着严重挑战,开展离岸深水港抛石基床整平关键技术研究十分必要。2.2关键技术问题针对深水抛石基床整平面临的问题，结合以往施工经验，确定离岸深水港基床整平的关键技术问题如下：（1）抛石新工艺的研究重点是二片石找平层和碎石找平层抛石位置和抛石数量控制新工艺的研究。4中块石抛石重点是对现有的抛石工艺进行总结完善和提高形成先进可靠的工法。（2）精确测量水下标高新方法的研究外海工程由于距离陆地太远，无法使用水准仪进行高程测量。较常用的现代测量方法有水下无线电定位、回声测深、压力传感器测深、GPS高程测量等，须将它们加以组合，开发出新

4、的测量方法。（3）适应深水条件的机械化整平方法的研究现有的整平机都存在着这样和那样的缺点，必须针对未来码头工程水深要求，结合外海施工环境条件，吸取各种类型整平机的成功之处，开发研制新一代深水整平机。2.3研究所采取的技术路线所采取的技术路线可由如下框图概括:图2-1技术路线框图43水下固定点高程测量新方法的研究针对外海深水抛石基床整平施工作业条件,结合人工潜水整平所惯常使用的整平轨道高程测量方法,拟定3套初步方案进行方案比选。方案一，“GPS+钢丝绳引测方案”，即采用GPSRTK技术直接测量水下某点的高程：采取机械手段将

5、被测点引至水面以上，利用GPS直接测定被测点标高。水下被测点引测装置采取“钢丝绳+张紧机构”。方案二，“压力传感器动态验潮方案”，采用GPS与测深仪联合测量水下某点的高程：采用GPS测量并给出高程参考点并作为测深起点，采用压力传感器测深仪测定水下被测点处的水深，从而得出水下被测点的标高。方案三，“压力传感器静态验潮方案”，采用全站仪与测深仪联合测量水下某点的高程：采用全站仪测量并给出高程参考点并作为测深起点，采用压力传感器测深仪测定水下被测点处的水深，从而得出水下被测点的标高。3.1三个方案试验比选为了客观地确定三个方案

6、的优劣及测深精度，专门设计进行了对比试验，通过实测对比进行方案优选。从表3-3可明显看出两点：（1）以标准差作为评判标准，三个方案的测量精度由低到高排列顺序为“方案1、方案2、方案3”；（2）如果以全站仪测量结果作为被测点高程的标准值的话，三个方案所采用的系统均需校准。以测量结果偏离标准值的变化幅度大小作为系统稳定性的评判标准，三个方案的稳定性由低到高的排列顺序为“方案2、方案1、方案3”。比选结果列于下表：表3-33个方案比选结果表（单位：m）方案1方案2方案3平均标准差0.056/0.0560.046/0.0480.

7、008/0.008最大标准差0.132/0.1060.083/0.0860.018/0.017与全站仪测量结果之差变幅0.069/0.0640.160/0.1490.022/0.020比选结论下中上4图3-1三方案对比试验示意图43.2压力传感器测深系统干扰因素分析通过试验比选，压力传感器测深系统具备两大优势：一是精度高：测量结果统计标准差最小；二是稳定性好：测量结果同标准值的差值变化幅度小，基本保持不变，易于通过系统校准加以消除。为此，后续工作以该方案为研究重点。影响压力传感器测深精度的因素主要有以下三个方面：波浪造成

8、的水压力波动、水密度变化、传感器特性（精度、温度稳定性、时间稳定性等）。其中波浪因素，当水深大于波长的一半时，其影响可忽略不计；海水密度因素，由于在较小的范围内水密度变化也会较小，故限制传感器空间分布范围大小可减小其影响；本课题所采用的传感器型号为LMP308i,由于非线性、温漂所产生的信号偏差进行了补偿，具有较高的