[发明专利]基于船舶稳定计算的浅水倒驳抛石施工方法

权利要求书

1.一种基于船舶稳定计算的浅水倒驳抛石施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，进行施工前准备，并获得施工船舶、挖掘机的主要参数；

步骤S2，进行测量放线，用RTK定位，在围堰坡肩处放置浮漂标识；每相隔一定距离放置一个浮漂，两排浮漂交错放置，并划分抛石区域；

步骤S3，判断水深，确定抛石方案；

如果水深满足大驳的施工要求，则使用大驳进入施工区域施工；

如若不满足大驳吃水要求，则确定抛石方案，抛石方案为将大驳作为定位舶，小驳作为抛石船，需要在深水区将抛石船直接傍靠定位舶，再用挖掘机进行倒载石料，完成后再将抛石船拖至施工地点施工；

步骤S4，抛石方案实施前，根据施工船舶和挖掘机的主要参数，计算船舶最大倾角，判断船舶稳定性，根据船舶最大倾角判断抛石方案是否可行；

如果船舶最大倾角大于稳定值，则该抛石方案不可行；

如果船舶最大倾角小于稳定值，则该抛石方案可行；

步骤S5，如果抛石方案可行，则实施抛石方案，将定位舶抛锚定位，抛石船傍靠定位舶；

测量人员随定位舶定位，定位舶到达指定位置后，运用八字交叉下锚法，根据现场情况，定位舶垂直于或平行于石围堰轴线；抛石船进入抛石地点后，用缆绳与定位舶平行连接；

步骤S6，完成抛石作业及绞锚移船；

在浮漂标识内进行集中抛填，不可抛到边界外；抛石时降低块石落水高度，防止对土工布造成冲击破坏；绞锚时候注意绞锚机的运转速度，随时调节，确保船体运动方向，不可偏离预定路线；

船舶最大倾角的计算步骤如下：首先计算船舶重心高度Z、船舶浮心高度h，然后计算重心到浮心的高度a，再计算定倾半径p、定倾高度最后根据平衡力矩计算船舶最大倾角θ；

船舶重心高度Z的计算公式为Z₁×G_船+Z₂×G_机＝△×Z；

其中，Z₁为船舶的高度，G_船为船舶的重力，Z₂为挖掘机的高度，G_机为挖掘机的重力，△为船舶和挖掘机的总重力；

船舶浮心高度h的计算公式为ρShg＝△；

其中，ρ为水的密度，S为船的面积，g表示重力系数，△为船舶和挖掘机的总重力；船舶最大倾角θ的计算公式为：

其中，y₁为挖掘机初始位移，y₂为挖掘机倾斜后的位移，△为船舶和挖掘机的总重力，为定倾高度；

定倾半径p的计算公式为：

其中，I表示船舶在水面处的断面对纵向中心轴的惯性矩，∑i表示船舶内压载水的水面对纵向中心轴的惯性矩之和，V_排表示船舶的排水量；

定倾高度的计算公式为：

2.如权利要求1所述的基于船舶稳定计算的浅水倒驳抛石施工方法，其特征在于：在步骤S1中，施工前准备如下：

对施工区域进行摸查，全面掌握施工区域情况；

检查所有机械、船舶、测量仪器，确保运转正常无故障；

抽查石料质量，确保符合技术规格指标，尤其是含泥量、块石粒径的检查；

施工前做好技术交底，安全教育。

3.如权利要求1所述的基于船舶稳定计算的浅水倒驳抛石施工方法，其特征在于：在步骤S5中，八字交叉下锚法的方法为，船舶船头两侧的锚采用八字交叉下锚，船舶船尾两侧的锚也采用八字交叉下锚。

4.如权利要求1所述的基于船舶稳定计算的浅水倒驳抛石施工方法，其特征在于：在步骤S6，完成抛石作业后，检测抛石后定位舶的吃水深度，进行再次判断；

如果施工区域的水深满足抛石后定位舶的吃水深度，则使用大驳进入施工区域施工；

如果施工区域的水深不满足抛石后定位舶的吃水深度，则再次进行抛石方案。

5.如权利要求1所述的基于船舶稳定计算的浅水倒驳抛石施工方法，其特征在于：在步骤S4中，该抛石方案不可行时，则制定其他的实施方案，并通过理论计算来确定其他的实施方案的可行性。

6.如权利要求1所述的基于船舶稳定计算的浅水倒驳抛石施工方法，其特征在于：在步骤S5中，如果在定位舶上测得的现场风力方向以及海浪方向与施工区域所在地方方向相同，则定位舶平行于石围堰轴线；如果测得的现场风力以及海浪方向与施工区域所在地方向不同，则定位舶垂直于石围堰轴线。