【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及水下拋石，特別是涉及一種水下精準拋石與自流澆筑的膠結拋石體施工方法。
技術介紹
1、樁基礎、橋墩等構筑物在河床、海床上的安裝會改變周圍的水流流場分布，導致構筑物周圍的土體發生局部沖刷，形成沖刷坑。這可能會影響這些構筑物的長期穩定性以及構筑物上部結構的運行安全。
2、拋石是水利工程、海洋工程和港口工程中最常用且最經濟的防沖刷措施。目前，拋石施工保護有兩種工藝：一種是從水面直接拋石，另一種是通過施工船上的導管進行拋石。從水面直接拋石的落點不夠精準，導管能夠在一定程度上使拋石落點更加精準，但在拋填過程中，由于導管內存在石料，通常只能在一個點位完成拋石后再移至下一點位，無法形成均勻平整的拋石堆積體。同時，水流會改變拋石落點，使得拋石落點不可控。
3、此外，自然堆積形成的拋石堆積體在抗沖刷能力上相對較弱，在水流的作用下，拋石材料易被沖散，從而影響其防護性能。為了提高其防護性能，可以在拋石堆積體上的預定澆筑點處澆注水下膠結材料，完成單點澆筑。這是因為在海上施工作業中，由于船舶無法實時移動和調整灌漿管的位置，因此只能采用定點澆筑的方式。然而，當拋石范圍較大時，僅僅依靠定點澆筑的方式難以在拋石防護層中形成理想的膠結拋石體。
技術實現思路
1、本專利技術實施例提供一種水下精準拋石與自流澆筑的膠結拋石體施工方法，以至少解決在石塊的拋填過程中，無法形成均勻平整的拋石堆積體以及當拋石范圍較大時，僅僅依靠定點澆筑的方式難以在拋石防護層中形成理想的膠結拋石體的問題。>
2、本專利技術實施例公開了一種水下精準拋石與自流澆筑的膠結拋石體施工方法，包括：
3、獲取預設的多個石塊的三維形態參數；
4、基于所述三維形態參數、水中的水流流速，調整預設的第一導管的出口位置和/或所述第一導管的拋石點高度，使得所述多個石塊通過所述第一導管被拋入水中，在水底形成目標拋石堆積體；
5、獲取預設膠凝漿體的水中流動性能；
6、基于所述水流流速，調整預設的第二導管的出口位置、澆筑點高度以及所述膠凝漿體的單次澆筑量、澆筑速度和水中流動性能中的至少一個，使得所述膠凝漿體通過所述第二導管被澆筑至所述目標拋石堆積體的表面，使得所述目標拋石堆積體澆筑區域的拋石顆粒轉變為目標膠結拋石簇。
7、可選地，所述三維形態參數至少包括所述石塊的粒徑；所述基于所述三維形態參數、所述水中的水流流速，調整所述第一導管的出口位置和/或所述第一導管的拋石點高度，使得所述多個石塊在所述水底形成目標拋石堆積體的步驟包括：
8、針對任一石塊，基于所述目標拋石堆積體，獲取所述石塊在所述水中的第一目標落點位置；
9、獲取所述石塊的密度；
10、基于所述粒徑、所述水流流速、所述密度以及所述第一目標落點位置，采用預設的拋石計算公式，獲取所述第一導管的目標出口位置以及所述第一導管的目標拋石點高度。
11、可選地，所述基于所述粒徑、所述水流流速、所述密度以及所述第一目標落點位置，采用預設的拋石計算公式，獲取所述第一導管的目標出口位置以及所述第一導管的目標拋石點高度的步驟包括：
12、采用所述拋石計算公式，獲取所述第一導管的目標拋石點位置與所述第一目標落點位置之間的水平距離，以及所述第一導管的目標拋石點高度；
13、基于所述第一導管的目標拋石點位置與所述第一目標落點位置之間的水平距離和所述第一目標落點位置，確定所述第一導管的目標拋石點位置；
14、基于所述第一導管的目標拋石點位置，確定所述第一導管的目標出口位置。
15、可選地，所述拋石計算公式為：
16、
17、其中，l為所述第一導管的目標拋石點位置與所述第一目標落點位置之間的水平距離，k為第一系數，fr為所述水中的水流重力與慣性力之比的無量綱數，a為第二系數，ρr為所述密度，ρ為所述水中的水的密度，b為第三系數，dr為所述粒徑，h為所述目標拋石點高度，c為第四系數。
18、可選地，所述膠凝漿體用于在所述目標拋石堆積體的表面擴散；所述基于所述水流流速，調整預設的第二導管的出口位置、澆筑點高度以及所述膠凝漿體的單次澆筑量、澆筑速度和水中流動性能中的至少一個，使得所述膠凝漿體通過所述第二導管被澆筑至所述目標拋石堆積體的表面，使得所述目標拋石堆積體澆筑區域的拋石顆粒轉變為目標膠結拋石簇的步驟包括：
19、基于所述水流流速，調整所述第二導管的出口位置、澆筑點高度以及所述膠凝漿體的單次澆筑量、澆筑速度和水中流動性能中的至少一個，使得所述膠凝漿體在所述目標拋石堆積體表面的落點位置為預設的第二目標落點位置，且所述膠凝漿體的擴散半徑滿足預設擴散要求。
20、可選地，所述基于所述水流流速，調整所述第二導管的出口位置、澆筑點高度以及所述膠凝漿體的單次澆筑量、澆筑速度和水中流動性能中的至少一個，使得所述膠凝漿體在所述目標拋石堆積體表面的落點位置為預設的第二目標落點位置，且所述膠凝漿體的擴散半徑滿足預設擴散要求的步驟包括：
21、利用預設的擴散半徑計算公式，獲取所述膠凝漿體的預測擴散半徑；
22、基于所述預測擴散半徑，調整所述膠凝漿體的所述單次澆筑量和/或所述水中屈服強度，使得所述膠凝漿體的擴散半徑滿足預設擴散要求。
23、可選地，所述擴散半徑計算公式為：
24、
25、其中，r為所述預測擴散半徑，nr為所述目標拋石堆積體的表面形態影響系數，ρc為所述膠凝漿體的密度，g為重力加速度，v為所述膠凝漿體的單次澆筑量，τ0為所述膠凝漿體的水中屈服強度，m為第五系數，d為第六系數。
26、可選地，所述基于所述水流流速，調整所述第二導管的出口位置、澆筑點高度以及所述膠凝漿體的單次澆筑量、澆筑速度和水中流動性能中的至少一個，使得所述膠凝漿體在所述目標拋石堆積體表面的落點位置為預設的第二目標落點位置，且所述膠凝漿體的擴散半徑滿足預設擴散要求的步驟包括：
27、將所述目標拋石堆積體表面的至少一個位置作為待測量位置；
28、拋石后，獲取所述待測量位置處的第一次高程；
29、澆筑后，在所述膠凝漿體的擴散過程中，獲取所述待測量位置處的第二次高程；
30、基于所述待測量位置的所述第一次高程和所述第二次高程，獲取所述膠凝漿體的擴散半徑。
31、可選地，所述基于所述待測量位置的所述第一次高程和所述第二次高程，獲取所述膠凝漿體的擴散半徑的步驟包括：
32、針對任一所述待測量位置，判斷所述待測量位置的所述第一次高程和所述第二次高程是否相同；
33、若所述待測量位置的所述第一次高程和所述第二次高程不相同，則所述待測量位置表示所述膠凝漿體在該位置存在；若所述待測量位置的所述第一次高程和所述第二次高程相同，則所述待測量位置表示所述膠凝漿體在該位置不存在，高程差為零的邊界即是膠凝漿體的擴散區域；
34、基于所述膠凝本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種水下精準拋石與自流澆筑的膠結拋石體施工方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述三維形態參數至少包括所述石塊的粒徑；所述基于所述三維形態參數、所述水中的水流流速，調整所述第一導管的出口位置和/或所述第一導管的拋石點高度，使得所述多個石塊在所述水底形成目標拋石堆積體的步驟包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述粒徑、所述水流流速、所述密度以及所述第一目標落點位置，采用預設的拋石計算公式，獲取所述第一導管的目標出口位置以及所述第一導管的目標拋石點高度的步驟包括：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述拋石計算公式為：
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述膠凝漿體用于在所述目標拋石堆積體的表面擴散；所述基于所述水流流速，調整預設的第二導管的出口位置、澆筑點高度以及所述膠凝漿體的單次澆筑量、澆筑速度和水中流動性能中的至少一個，使得所述膠凝漿體通過所述第二導管被澆筑至所述目標拋石堆積體的表面，使得所述目標拋石堆積體澆筑區域的拋石顆粒轉變為目標膠結拋石簇的步驟包括：<...
【技術特征摘要】
1.一種水下精準拋石與自流澆筑的膠結拋石體施工方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述三維形態參數至少包括所述石塊的粒徑；所述基于所述三維形態參數、所述水中的水流流速，調整所述第一導管的出口位置和/或所述第一導管的拋石點高度，使得所述多個石塊在所述水底形成目標拋石堆積體的步驟包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述粒徑、所述水流流速、所述密度以及所述第一目標落點位置，采用預設的拋石計算公式，獲取所述第一導管的目標出口位置以及所述第一導管的目標拋石點高度的步驟包括：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述拋石計算公式為：
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述膠凝漿體用于在所述目標拋石堆積體的表面擴散；所述基于所述水流流速，調整預設的第二導管的出口位置、澆筑點高度以及所述膠凝漿體的單次澆筑量、澆筑速度和水中流動性能中的至少一個，使得所述膠凝漿體通過所述第二導管被澆筑至所述目標拋石堆積體的表面，使得所述目標拋石堆積體澆筑區域的拋石顆粒轉變為目標膠結拋石簇的步驟包括：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述水流流速，調整所述第二導管的出口位置、澆筑點高度以及所述膠凝漿體的單次澆筑量、澆筑速度和水中流動性能中的至少一個，使得所述膠凝漿體在所述目標拋石堆積體表面的落點位置為預設的第二目標落點位置，且所述膠凝漿體的擴散半徑滿足預設擴散要求的步驟包括：
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述擴散半徑...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王衛，劉笑弛，楊定華，秦明，練沖，祝文龍，
申請(專利權)人：中國長江三峽集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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