一种急流河段工程船锚缆布置方法与流程

技术特征：
1.一种急流河段工程船锚缆布置方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)施工设计及确定锚数根据施工组织设计要求，按工程船的钻爆参数、施工区岩层特性、水流、风、浪的条件进行钻孔优化设计，选择适合施工区钻孔的孔距a、排距b，绘制钻孔设计图，对工程船在急流区最不利工况下进行受力分析计算，确定抛锚的数量；所述对工程船在急流区最不利工况下进行受力分析计算：为选择抛锚数量、锚缆直径提供依据，对工程船进行受力分析，工程船所受水流力主要有主流力f
z
、横流力f
h
，旋涡力f
c
和回流力f
b
，工程船施工时向水中抛设锚缆、下套管、定位桩也受水流力作用，计算时工程船、套管、定位桩均按水下部分取最大流速进行受力计算；受风力作用有四周八个方向，受力部位为工程船水面以上迎风部分，根据施工区风玫瑰图及各风向的最大风速进行分析，风荷载计算时取最大风速计算，1)风荷载计算w
k
＝μ
s
μ
z
w0式中：w
k
‑‑‑
风荷载kpa；μ
s
‑‑‑
风荷载体型系数；μ
z
‑‑‑
风荷载高度变化系数；w0‑‑‑
基本风压kpa，w0＝(1/1600)v2；v
‑‑‑
按历年最大风速考虑；2)水流力计算a.典型航道断面垂线流速分布最高、最低施工水位时，最大流速5.0～5.2m/s，从安全考虑，选择最高施工水位时测量垂线流速分布，最高施工水位时水深11m；b.典型航道断面平面流速分布在横断面上加密设置测流垂线，从安全考虑，取各条垂线的最大流速作为锚缆斜拉或横跨航道在垂直水流方向上投影的流速分布；c.水流力计算包括主流力f
z
、横流力f
h
，旋涡力f
c
和回流力f
b
的计算，为同一公式：f＝c
w
(ρ/2)v2a式中：f
‑‑‑
水流力kn；c
w
‑‑‑
水流阻力系数；ρ
‑‑‑
水密度t/m3；v
‑‑‑
水流流速m/s；a
‑‑‑
船舶在与流速垂直平面上的投影面积m2，即迎水面积；取最大流速计算水下部分船体受力；3)锚缆受力计算最高施工水位航道水深11m，最大流速5.2m/s，两条前主缆覆盖50m的航道施工范围，后主缆按垂直流速分布计算受力，主缆典型施工状态有三种情况，四横缆覆盖河面有效宽度，四缆横过水中计算受力；4)套管受力计算最高施工水位航道水深11m，用五点法计算垂线平均流速，用垂线平均流速计算水流力，6根套管同时下到水底进行计算；5)定位桩受力计算最高施工水位航道水深11m，用五点法计算垂线平均流速，用垂线平均流速计算水流力，4根定位桩同时下到水底进行计算；6)锚重计算每个主锚重量按经验公式进行估算：w＝kd
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式中：k
‑‑‑
系数；d
‑‑‑
船舶的排水量t；7)确定锚数通过以上受力分析计算，使用七锚缆布置方法能够满足工程船施工过程的稳定要求，当工程船在航道中心区域施工时，船艏主要受主流力、风力，船艏易发生偏移，船艏布置呈“八”字形两锚缆，使船艏稳定；当工程船在航道中心两侧区域施工时，工程船船艏主要受主流力、横流力、旋涡力、风力影响，船艉主要受横流力、旋涡力、回流力和风力影响，故船艏、船艉两侧各布置一套锚缆，四套锚缆共同抵御横流力、旋涡力、风力影响；船艉布置一套锚缆抵抗回流力、风力影响，以此形成的七锚缆布置来提高船舶施工过程的稳定性和定位精确度；(2)确定锚位锚位是根据抛一次锚尽可能完成多排孔施工，并在完成钻爆后能将工程船快速移动到下一排孔进行施工的原则来确定，在施工区范围，根据钻孔设计图在图上确定各个锚位，获取各个锚位的经纬度坐标，然后将各个锚位经纬度坐标输入到锚艇导航仪中；(3)检查锚缆系统对锚缆系统进行检查，包括对锚机的控制开关、润滑效果、清洁度、刹车情况、锚缆排缆情况、锚缆磨损断丝、腐蚀情况、导缆器、锚、锚头浮筒等项目进行检查；(4)工程船进入施工区锚缆系统检查好并将施工区和锚位的经纬度坐标输入锚艇导航仪后，将工程船移到前主锚锚位附近，运用三角形稳定性原理将两前主锚锚缆“八”字形布置，用锚艇将前主锚拖到锚艇导航仪指定的锚位抛下，再将工程船移到施工区，粗略将工程船固定在施工区域；(5)抛锚并收紧锚缆工程船在施工区大致固定后，按导航仪指示的锚位，用锚艇按既定顺序将各个锚拖到指定锚位抛下，再启动工程船上各个锚机，将锚缆慢慢收紧，使锚牢固抓地，稳定工程船，校核方位角，完成抛锚作业；(6)调整船位船向将锚机转速调至最低，缓慢收放锚缆微调工程船位置，根据设计图进行船位校核，使显示的工程船位置、船向与设计相符。2.根据权利要求1所述的急流河段工程船锚缆布置方法，其特征在于，步骤(5)所述抛锚并收紧锚缆的具体操作步骤如下：1)在锚缆的自由端挂上锚，扎紧，完成锚缆挂锚工作；2)打开锚机，放出一段锚缆，将锚和锚缆放到锚艇上并将锚缆绑扎在系缆桩上，开动锚艇将锚及锚缆带出，工程船配合锚艇控制锚机将锚缆放出，锚艇驶到抛锚位置后，解开系缆桩上的锚缆，将锚和锚缆抛入水中，完成工程船抛锚工作，重复以上工作，直到把所有锚抛完；3)完成抛锚工作后，启动锚机收入锚缆，将锚缆收紧，使锚嵌入水底牢固抓地，稳定工程船。3.根据权利要求1所述的急流河段工程船锚缆布置方法，其特征在于，步骤(6)所述调整船位船向的具体操作步骤如下：1)锚缆收紧后，将锚机转速调至最低，控制锚缆缓慢收入或放出，使工程船移动到设计
点位；2)将设计施工位置信息导入测量软件中，即可显示工程船与设计点位的图形差，调整船位与设计点位相符。4.根据权利要求1所述的急流河段工程船锚缆布置方法，其特征在于，所述锚缆布置方法采用船艏两锚缆“八”字形布置、船艉一锚缆以及四横缆布置的七锚缆布置方法。