1.本发明涉及水电工程施工技术领域，涉及涨退潮滩涂光伏发电用的混凝土管桩运输和打桩，具体涉及涨退潮滩涂上光伏发电用的混凝土管桩的施工方法。
背景技术：2.根据国家应对气候变化节能减排政策，我国对能源结构调整所做的安排，未来将有大量的海岸滩涂投资建设光伏发电项目，以浙江省象山县长大涂滩涂光伏项目为例，该项目地处浙江省宁波市象山县高塘乡纱帽绿村西侧海岸滩涂地带，工程总装机容量为300mwp，工程建设的主要基础设施为埋设10万余根混凝土管桩，并在混凝土管桩上部安装太阳能光伏支架和采光板。
3.现有施工方法中，利用驳船装载混凝土管桩，然后通过驳船在海滩上运输将混凝土管桩运送至混凝土管桩安装地点。驳船规格为：长8m
×
宽3m
×
高1.2m，混凝土管桩的规格为直径￠300—￠400mm，长度12～14m，壁厚约100mm，重量约2.3～3.1t。
4.由于海滩存在涨退潮的自然规律，涨潮时管桩可通过驳船运输。而退潮后，海滩淤泥深达10多米，驳船在此淤泥中难以行走，必须靠挖掘臂辅助，在淤泥中挖掘出一条适合深度和宽度的河道来供驳船前行，且行走速度极慢。目前的常规施工方法是当涨潮时通过机船或船式挖机拖着驳船每次运送6根管桩(驳船为无动力浮船)，退潮时在广袤的滩涂中通过挖掘臂挖掘纵横交错的小运河，使驳船在小运河中通行。而在退潮时采用在滩涂中挖掘大量河沟用于驳船通行的方法的施工方法工作量大，效率低，成本高，还导致滩涂面不平整造成打桩难度加大及桩基稳定性等质量问题。
5.另一种使用在海滩存在涨退潮的运输方式是沿海滩光伏建设外边界线建造一条围堰堤坝，使围堰内水位始终保持有一定的深度的水位，不受涨退潮影响，使驳船浮在水面可以通行。由于淤泥较深，并且通常在海滩距海岸800m处的涨退潮水位约达3m左右，在这样的条件下要建设长围堰堤坝(比如浙江省象山县长大涂滩涂需建设7km的围堰堤坝)难度很大，工期较长，增加成本。
6.因此上述两组方法均不可取，如何在不改变现有滩涂状况和涨退潮情况下，高效、低成本的运输混凝土管桩至滩涂上混凝土管桩的安装地点的问题是沿海滩涂光伏发电项目施工需解决的主要问题。
技术实现要素：7.本发明为解决现有技术中的问题，提供了一种涨退潮滩涂上混凝土管桩的施工方法。
8.一种涨退潮滩涂上混凝土管桩的施工方法，提供一种用于涨退潮滩涂的管桩运输装置，该用于涨退潮滩涂的管桩运输装置包括设置有主牵引卷扬机的可调重量船体、牵引钢丝绳和次牵引卷扬机，牵引钢丝绳连接主牵引卷扬机和次牵引卷扬机；还包括运载混凝土管桩的驳船，驳船连接在牵引钢丝绳上；其中，包括以下步骤：
9.s1根据施工要求中混凝土管桩桩位设计要求，确定混凝土管桩施工区域的滩涂外边界处以及单次打桩线路；并根据一个单次打桩线路，确定在海岸上次牵引卷扬机固定点并固定次牵引卷扬机，以及滩涂外边界处的固定点；
10.s2在海水涨潮时将可调重量船体的重量减小至可调重量船体漂浮于海水中，将可调重量船体航行到滩涂外边界处的固定点；
11.s3将可调重量船体通过锚固固定后，增加可调重量船体重量，直至可调重量船体接触滩涂外边界处的滩涂并固定在该滩涂外边界处的固定点；
12.s4启动次牵引卷扬机，将连接在牵引钢丝绳上的空载驳船牵引至海岸处，将混凝土管桩转运至驳船上；
13.s5启动主牵引卷扬机，将装载有混凝土管桩的驳船牵引至单次打桩线路上的打桩桩位处进行打桩，直至驳船上混凝土管桩全部被打桩；
14.s6重复s4和s5，直至该单次打桩线路上的桩位全部打桩完成；
15.s7减小可调重量船体重量至漂浮在海面上后去除锚固；
16.s8将可调重量船体航行至下一个单次打桩线路的滩涂外边界处的固定点；
17.s9将可调重量船体通过锚固固定后，增加可调重量船体重量，直至可调重量船体接触滩涂外边界处的固定点滩涂，将可调重量船体固定在下一个单次打桩线路的滩涂外边界处的固定点；
18.s10将次牵引卷扬机相应已送至下一个单次打桩线路的海岸固定点固定；
19.s11重复s4-s6；
20.s12重复s7-s11，直至混凝土管桩施工区域的混凝土管桩施工全部完成。
21.进一步的技术方案是：可调重量船体为具有大体积仓体的船体，船体在仓体处设有开口，开口设有闸阀；所述步骤s1-s12中，将闸阀打开，使海水通过开口进入船体仓体来增加船体重量，待船体沉降固定到滩涂外边界处的固定点后，关闭闸阀；所述步骤s1-s12中，将闸阀打开，使仓体中的海水通过开口流出船体来减少船体重量，待船体漂浮于海水中或者仓体中海水全部排出后，关闭闸阀。
22.进一步的技术方案是：船体空仓重量为300～500吨，船体满仓重量大于等于1000吨。
23.进一步的技术方案是：船体长度为50-60米。
24.进一步的技术方案是：主牵引卷扬机、次牵引卷扬机、驳船和牵引钢丝绳均为两组，主牵引卷扬机分别设置在船体的两端；步骤s1-s12中，每个单次打桩线路可以同时进行两组混凝土管桩的运载和打桩。
25.进一步的技术方案是：多艘驳船连接在牵引钢丝绳上，步骤s4中，将多艘驳船牵引至单次打桩线路上的多个打桩桩位处进行打桩。
26.进一步的技术方案是：驳船装载量为6根混凝土管桩。
27.进一步的技术方案是：驳船通过驳船连接绳固定连接在牵引钢丝绳上，所述驳船连接绳长度可调节。
28.进一步的技术方案是：步骤s8中，在涨潮时将船体航行至下一个单次打桩线路的滩涂外边界处的固定点。
29.进一步的技术方案是：海水进入船体仓体增加船体重量在涨潮时进行；海水排出
船体仓体减少船体重量在落潮时进行。
30.本发明的有益效果：
31.本发明提供了一种涨退潮滩涂上混凝土管桩的施工方法，利用可调重量船体作为可移动的固定件，巧妙结合海水潮汐规律及水位变化来实现混凝土管桩的机械化运输，在不改变现有滩涂状况的情况下，实现大体积大重量混凝土管桩的长距离且不受涨退潮影响的高效、低成本运输。其运行成本相比船型挖掘机拖运混凝土管桩的施工方法成本低、效率高，可在大面积作业场网格化同时作业，并不受涨退潮的影响，可大大提高施工进度。并且，该施工方法不会破坏滩涂，从而避免了滩涂上打桩难度加大及所打桩基不稳定的情况，有效提供打桩效率和打桩质量。
附图说明
32.图1是本发明中用于涨退潮滩涂的管桩运输装置的结构示意图；
33.图2是船体及位于其上的卷扬机结构在固定状态下的侧视图；
34.图3为船体及位于其上的卷扬机结构在固定状态下的俯视图；
35.图4是本发明在涨潮状态下的运输示意图；
36.图5是本发明在落潮状态下的运输示意图；
37.图6是船体在漂浮状态下的示意图；
38.图7为本发明一个实施例的施工范围示意图；
39.图8为图7中21#施工区域的桩基布置示意图。
40.图中：
41.10、船体，11、闸阀，12、主牵引卷扬机，13、仓体，14、海水，3、牵引钢丝绳，4、次牵引卷扬机，6、驳船，61、驳船连接绳，7、混凝土管桩，71、已安装混凝土管桩，9、海滩滩涂，91、涨潮水位，92、落潮水位，8、海岸，21、21#区域，22、桩基。
具体实施方式
42.现在结合附图对本发明做进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”，“上”，“下”，“左”，“右”，“竖直”，“水平”，“内”，“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
44.如图1-5所示，本发明提供的一种用于涨退潮滩涂的管桩运输装置，包括可调重量船体，在可调重量船体上设有主牵引卷扬机12；还包括牵引钢丝绳3和次牵引卷扬机4，牵引钢丝绳3连接主牵引卷扬机12和次牵引卷扬机4；还包括驳船6，将驳船6连接在主牵引卷扬机12和次牵引卷扬机4之间的牵引钢丝绳4上。次牵引卷扬机4设置在海岸8上，通过主牵引卷扬机3牵引使驳船6从海岸8向可调重量船体处移动，当驳船6上运载混凝土管桩7时，则混凝土管桩7可以被运送至海岸至可调重量船体之间的任一位置处。当驳船上混凝土管桩卸载后，通过海岸上的次牵引卷扬机牵引驳船会到海岸边进行下一次的混凝土管桩的装载。如此来回倒运。
45.本发明中，将可调重量船体固定在滩涂外边界处作为锚固点，此时可调重量船体作为一个固定件，对可调重量船体的要求是重量大，无论海水涨潮和落潮都能够在该锚固点固定不动。比如，需要在海滩上进行光伏建设，安装太阳能光伏支架和采光板，则在该光伏架设的最外边界处设置可调重量船体作为固定件。在该固定的可调重量船体上设置主牵引卷扬机与海岸设置次牵引卷扬机相互配合牵引驳船在可调重量船体和海岸之间移动运送混凝土管桩。此外，整个海滩上进行光伏建设区域很大，也即海滩建设外边界很长，可调重量船体作为固定件来实现其在海滩建设外边界某一处的锚固并完成混凝土管桩运送和打桩后，需要再移动到海滩建设外边界的下一个锚固点处再作为固定件来运输混凝土管桩，可调重量船体移动位置时。则需要可调重量船体重量小，能够漂浮在海面上，方便移动。因此，本发明中的一种实施方式是，采用具有大体积空腔的结构并且通过填充空腔的体积多少来调节重量。一些实施例中，可以选择具有大体积仓体的箱体、船体等等。一个具体的实施例中，可调重量船体为具有大体积仓体13的船体10，船体在仓体13处设有开口(图中未示出)，开口设有闸阀11，如图2和图3所示。一些优选的实施例中，通过闸阀11开启或者关闭开口，使仓体13内灌注入海水14或者排泄出海水来使船体10的重量发生改变。一些优选的实施例中，开口和闸阀设置在船体下部侧壁上。另一些实施例中，设置在船体上的开口和闸阀为两组，一组位于船体下部侧壁，一组位于船体上部侧壁，方便灌注及排泄海水。本发明中，通过开口和闸阀的调节，船体空仓时重量为300～500吨，船体满仓时重量大于等于1000吨。
46.主牵引卷扬机12位于船体10上表面。一些实施例中，船体10长度为50-60米，在船体上布置两台主牵引卷扬机，分别设置在驳船的两端，与之配套的次牵引卷扬机、驳船和牵引钢丝绳均为两组，可以同时进行两个驳船的运输。
47.一些优选的实施方式中，船体10作为固定件设置在海滩建设外边界处后，为了使船体的上表面露出海平面，船体高度大于等于3米。比如，船体高度为3-15米，具体比如3米、4米、5米、6米、8米和10米等等。
48.驳船6通过驳船连接绳61固定连接在牵引钢丝绳3上，驳船连接绳长度可调节，用于适应驳船行驶在涨潮的海面或者是行驶在落潮后的滩涂上。驳船连接绳调节的长度通常根据滩涂的高低落差叠加涨落潮的高度来确定。比如，一些实施例中，驳船连接绳长度可调节3-5米。如图4所示，在涨潮状态下，涨潮水位91高出海滩滩涂9很多，保证装载有混凝土管桩的驳船6漂浮在海面上，驳船船底不接触海滩滩涂9，驳船6水平面与牵引钢丝绳3所在水平面之间距离较小，驳船连接绳61相对较短。如图5所示，当处于落潮时，落潮水位92并不高出海滩滩涂9很多，甚至全部是滩涂部分，此时，驳船6船底大部分情况下接触海滩滩涂9(当然，也有可能部分情况下驳船船底不接触海滩滩涂)，驳船6水平面与牵引钢丝绳61所在水平面之间距离较大，驳船连接绳61相对较长。
49.为提高运输能力，可一次性挂载多艘驳船6在牵引钢丝绳3上，通过主牵引卷扬机和次牵引卷扬机同时来回牵引多艘驳船6。驳船6牵引到桩位设计点后可脱钩锚停在桩位设计点，待打桩机将驳船上的混凝土管桩打完后再将空的驳船拉回到运桩码头进行周转运输。
50.下面结合图1-图6以及用于涨退潮滩涂的管桩运输装置对涨退潮滩涂上混凝土管桩的施工方法进行详细描述。
51.s1根据施工要求中混凝土管桩桩位设计要求，确定混凝土管桩施工区域的滩涂外边界处以及单次打桩线路；并根据一个单次打桩线路，确定在海岸上次牵引卷扬机固定点并固定次牵引卷扬机，以及滩涂外边界处的固定点；
52.s2将具有大仓体的船体的重量减小至可调重量船体漂浮于海水中，即：将连接在船体开口处的闸阀打开，使仓体中的海水通过开口流出船体至船体漂浮于海水中或者仓体中海水全部排出后，关闭闸阀；在海水涨潮时将船体航行到滩涂外边界处的固定点；
53.s3将船体通过锚固固定后，将闸阀打开，使海水通过开口进入船体仓体来增加船体重量，待船体沉降固定到滩涂外边界处的固定点后，即使船体接触滩涂外边界处的滩涂并固定在该滩涂外边界处的固定点，关闭闸阀；
54.s4启动次牵引卷扬机，将一艘或者多艘连接在牵引钢丝绳上的空载的驳船牵引至海岸处，将混凝土管桩转运至驳船上；
55.s5启动主牵引卷扬机，将驳船牵引至单次打桩线路上的打桩桩位处进行打桩，直至驳船上混凝土管桩全部被打桩；
56.s6重复s4和s5，直至该单次打桩线路上的桩位全部打桩完成；
57.s7将闸阀打开，使仓体中的海水通过开口流出船体来减少船体重量，带船体漂浮与海水中或者仓体中海水全部排出后(图6所示)，关闭闸阀；去除锚固；
58.s8将船体航行至下一个单次打桩线路的滩涂外边界处的固定点；
59.s9将船体通过锚固固定后，将闸阀打开，使海水通过开口进入船体仓体来增加船体重量，待船体沉降固定到滩涂外边界处的固定点后，关闭闸阀；
60.s10将次牵引卷扬机相应已送至下一个单次打桩线路的海岸固定点固定；
61.s11重复s4-s6；
62.s12重复s7-s11，直至混凝土管桩施工区域的混凝土管桩施工全部完成。
63.上述施工方法中，当多艘驳船连接在牵引钢丝绳上时，将多艘驳船牵引至单次打桩线路上的多个打桩桩位处进行打桩。
64.上述施工方法中，驳船装载量为6根混凝土管桩。
65.上述施工方法中，驳船通过驳船连接绳固定连接在牵引钢丝绳上，驳船连接绳长度根据海水的涨潮和落潮可进行长度调节，以保证驳船能够漂浮在海面上或者接触海滩滩涂。
66.上述施工方法中，步骤s8中，可以在涨潮时将船体航行至下一个单次打桩线路的滩涂外边界处的固定点。
67.上述施工方法中，为了增加海水进出仓体的效率，海水进入船体仓体增加船体重量可以在涨潮时进行；海水排出船体仓体减少船体重量可以在落潮时进行。
68.以浙江象山长大涂滩涂光伏项目为例，拟建设的光伏厂区位于项目所在地象山县高塘岛乡长大涂海塘西侧，整个滩涂场地平整，地势平缓，场地周边暂无高大建筑物，场地空旷。施工覆盖的范围共计4516亩，涉及的滩涂海岸线长度约为5.6km，如图7所示，施工范围极大。施工时将整个施工范围划分为75个大小差不多的区域(图7所示)分别进行混凝土管桩打桩施工，其中，图8所示为图7中的21#区域21的管桩桩基22布置示意图。整个光伏厂区施工所用的预应力混凝土管桩为phc400-95-ab型，长度分12和14m两种，混凝土管桩总量约13万米，也即10万多根混凝土管桩。其中每个混凝土管桩壁厚约95mm，重量约3.0t。由于
该项目施工工期紧、施工工程量大，滩涂上运桩难度大、安全风险高，特别是每天退涨潮时间不定。鉴于上述情况，将本发明的涨退潮滩涂上混凝土管桩运输的施工方法用于此项目，确保了施工安全、加快的运桩的速度，进度满足项目工期要求，10万多根混凝土管桩的施工经济效益和社会效益显著。
69.虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
技术特征：1.一种涨退潮滩涂上混凝土管桩的施工方法，其特征在于，提供一种用于涨退潮滩涂的管桩运输装置，该用于涨退潮滩涂的管桩运输装置包括设置有主牵引卷扬机的可调重量船体、牵引钢丝绳和次牵引卷扬机，牵引钢丝绳连接主牵引卷扬机和次牵引卷扬机；还包括运载混凝土管桩的驳船，驳船连接在牵引钢丝绳上；其中，包括以下步骤：s1根据施工要求中混凝土管桩桩位设计要求，确定混凝土管桩施工区域的滩涂外边界处以及单次打桩线路；并根据一个单次打桩线路，确定在海岸上次牵引卷扬机固定点并固定次牵引卷扬机，以及滩涂外边界处的固定点；s2在海水涨潮时将可调重量船体的重量减小至可调重量船体漂浮于海水中，将可调重量船体航行到滩涂外边界处的固定点；s3将可调重量船体通过锚固固定后，增加可调重量船体重量，直至可调重量船体接触滩涂外边界处的滩涂并固定在该滩涂外边界处的固定点；s4启动次牵引卷扬机，将连接在牵引钢丝绳上的空载驳船牵引至海岸处，将混凝土管桩转运至驳船上；s5启动主牵引卷扬机，将装载有混凝土管桩的驳船牵引至单次打桩线路上的打桩桩位处进行打桩，直至驳船上混凝土管桩全部被打桩；s6重复s4和s5，直至该单次打桩线路上的桩位全部打桩完成；s7减小可调重量船体重量至漂浮在海面上后去除锚固；s8将可调重量船体航行至下一个单次打桩线路的滩涂外边界处的固定点；s9将可调重量船体通过锚固固定后，增加可调重量船体重量，直至可调重量船体接触滩涂外边界处的固定点滩涂，将可调重量船体固定在下一个单次打桩线路的滩涂外边界处的固定点；s10将次牵引卷扬机相应已送至下一个单次打桩线路的海岸固定点固定；s11重复s4-s6；s12重复s7-s11，直至混凝土管桩施工区域的混凝土管桩施工全部完成。2.根据权利要求1所述的一种涨退潮滩涂上混凝土管桩的施工方法，其特征在于，可调重量船体为具有大体积仓体的船体，船体在仓体处设有开口，开口设有闸阀；所述步骤s1-s12中，将闸阀打开，使海水通过开口进入船体仓体来增加船体重量，待船体沉降固定到滩涂外边界处的固定点后，关闭闸阀；所述步骤s1-s12中，将闸阀打开，使仓体中的海水通过开口流出船体来减少船体重量，待船体漂浮于海水中或者仓体中海水全部排出后，关闭闸阀。3.根据权利要求2所述的一种涨退潮滩涂上混凝土管桩的施工方法，其特征在于，船体空仓重量为300～500吨，船体满仓重量大于等于1000吨。4.根据权利要求2所述的一种涨退潮滩涂上混凝土管桩的施工方法，其特征在于，船体长度为50-60米。5.根据权利要求2所述的一种涨退潮滩涂上混凝土管桩的施工方法，其特征在于，主牵引卷扬机、次牵引卷扬机、驳船和牵引钢丝绳均为两组，主牵引卷扬机分别设置在船体的两端；步骤s1-s12中，每个单次打桩线路可以同时进行两组混凝土管桩的运载和打桩。6.根据权利要求1或5所述的一种涨退潮滩涂上混凝土管桩的施工方法，其特征在于，多艘驳船连接在牵引钢丝绳上，步骤s5中，将多艘驳船牵引至单次打桩线路上的多个打桩
桩位处进行打桩。7.根据权利要求1所述的一种涨退潮滩涂上混凝土管桩的施工方法，其特征在于，驳船装载量为6根混凝土管桩。8.根据权利要求1所述的一种涨退潮滩涂上混凝土管桩的施工方法，其特征在于，驳船通过驳船连接绳固定连接在牵引钢丝绳上，所述驳船连接绳长度可调节。9.根据权利要求2所述的一种涨退潮滩涂上混凝土管桩的施工方法，其特征在于，步骤s8中，在涨潮时将船体航行至下一个单次打桩线路的滩涂外边界处的固定点。10.根据权利要求2所述的一种涨退潮滩涂上混凝土管桩的施工方法，其特征在于，海水进入船体仓体增加船体重量在涨潮时进行；海水排出船体仓体减少船体重量在落潮时进行。
技术总结本发明公开了一种涨退潮滩涂上混凝土管桩的施工方法，通过提供一种用于涨退潮滩涂的管桩运输装置，该用于涨退潮滩涂的管桩运输装置包括设置有主牵引卷扬机的可调重量船体、牵引钢丝绳和次牵引卷扬机，牵引钢丝绳连接主牵引卷扬机和次牵引卷扬机；还包括运载混凝土管桩的驳船，驳船连接在牵引钢丝绳上；来使可调重量船体在设计的滩涂外边界处固定和移动来实现驳船在打桩线路上进行运输和打桩的施工。实现大体积大重量混凝土管桩的长距离且不受涨退潮影响的高效、低成本运输。其运行成本相比船型挖掘机拖运混凝土管桩的施工方法成本低、效率高，可在大面积作业场网格化同时作业，并不受涨退潮的影响，可大大提高施工进度。可大大提高施工进度。可大大提高施工进度。
技术研发人员：刘杰 姜国平 王肖刚
受保护的技术使用者：中国水利水电第十二工程局有限公司
技术研发日：2022.05.12
技术公布日：2022/11/1
