本发明涉及水上抛石技术领域，具体涉及一种水上抛石设备及基于该设备的抛石方法。
背景技术：
随着我国水运航运事业的大力发展，越来越多的深水港口码头应运而生，为确保建筑物基础的稳定，港口码头设施多采用抛石护底，以增强其基础抗冲刷性能。深水港码头设施多建于外海，受水深及水流流动等现实条件的制约，在这种条件下，若采用传统的粗放式抛石工艺进行抛投，往往自水面卸料后，石块随水流漂移距离较远，石块流失严重，抛石精度有限，难以达到预期效果，后期维护工作量较大、费用较高。在这种情况下，改变传统的抛石工艺，选择一种适用于深水条件下的抛石方法及设备，减小水深及水流流速对抛石精度的影响，实现深水准确定位抛投便显得尤为重要。
技术实现要素：
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种水上抛石设备，其将石块通过能深入水底的抛石管运输到抛石位置，能够避免传统粗放抛石过程中石块在下落时因水流冲击而产生的漂移，增大抛石的准确度，提高抛石效率。
为了实现根据本发明的这些目的和其他优点，提供了一种水上抛石设备，包括：
并排的两艘驳船，所述驳船上设置有起吊机；
支撑轨，其包括：
一对第一滑轨，其分别水平设置在两艘驳船上；
一对第二滑轨，其均与所述第一滑轨垂直设置并可在所述第一滑轨上移动，所述第二滑轨上设置有管架，所述管架包括一对支撑柱，一对支撑柱分别对应设置在一对第二滑轨上，所述支撑柱与所述第二滑轨平行设置，所述支撑柱可在所述第二滑轨上滑动，一对支撑柱上相对面一侧均设置有滚轮，所述滚轮轴线与所述支撑柱平行；第一抛石管，其顶部设置有挂钩，所述第一抛石管通过所述挂钩挂设在所述支撑柱上，所述第一抛石管可在所述滚轮上滑动，所述第一抛石管底部设置有第一连接板，所述第一连接板上设置有第一连接孔；
第二抛石管，其位于所述第一抛石管下方，所述第二抛石管顶部设置有第二连接板，所述第二连接板上设置有与所述第一连接孔相匹配的第二连接孔，所述第二连接孔和所述一连接孔内穿设有连接螺栓；
石块转运装置，其包括：
支撑板，其下面与所述第二滑轨连接并可在所述第二滑轨上移动；
支撑架，其设置在所述支撑板上，所述支撑架上设置有一对支撑孔；
第一底板，其两侧均设置有第一挡板，所述第一挡板上设置有吊环；
第二底板，其两侧均设置有第二挡板，所述第二底板一端与所述第一底板一端固定连接，所述第一底板和和所述第二底板连接处设置有连接杆，所述连接杆通过轴承穿插设置在所述支撑孔处，所述第一底板和所述第二底板可绕所述连接杆轴线转动。
优选的是，所述的水上抛石设备中，所述第一抛石管和所述第二抛石管内径相同。
优选的是，所述的水上抛石设备中，所述支撑板底部设置有多对间距不等的滑轮，所述支撑板通过所述滑轮可在所述第二滑轨上滑动。
优选的是，所述的水上抛石设备中，所述第一挡板远离所述第二挡板的一端设置有可开启的第三挡板。
优选的是，所述的水上抛石设备中，所述第一连接板、所述第二连接板为半圆形或方形。
本发明还提供一种基于以上水上抛石设备的抛石方法，包括以下步骤：
步骤一、确定抛石位置和抛石深度；
步骤二、将两艘装满石块的驳船停靠在抛石位置并通过锚桩固定；
步骤三、根据抛石深度确定连接第一抛石管和第二抛石管，并将第一抛石管挂设到管架上，沿支撑轨移动第一抛石管至指定位置；
步骤四、将驳船上的石块装至石块转运装置上，移动石块转运装置至第一抛石管顶部开口处，起吊机通过吊绳连接第一挡板上的吊环，拉动吊绳，使第二底板自由端与第一抛石管顶部开口衔接，石块从第一底板倒至第二底板，并从第二底板进入第一抛石管、第二抛石管，然后进入海底，进行抛石作业；
步骤五、通过运输船不断向驳船上运输大小不一的石块；
步骤六、重复步骤四和步骤五至抛石工作结束。
优选的是，所述的抛石方法中，所述第二抛石管底端也设置有所述第二连接板，在所述步骤三中，根据抛石深度可连接多个第二抛石管。
优选的是，所述的抛石方法中，抛石过程中同步移动所述第一抛石管和所述石块转运装置。
本发明至少包括以下有益效果：一、本发明中的水上抛石设备中可根据抛石深度选择使用第一抛石管或第一抛石管和第二抛石管连接进行抛石，可准确适应不同深度的抛石位置的抛石作业；二、管架可带动第一抛石管在支撑轨上移动，进而可进行大范围准确抛石作业，避免重新组装设备、费时费力；三、一对第二滑轨分别在第一滑轨上移动，可改变一对第二滑轨间距离，进而改变一对支撑柱间的距离，使支撑柱支撑不同管径的第一抛石管来投放不同大小的石块；四、本发明提供的抛石方法，抛石精准，抛石效率高。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明其中一种技术方案中的水上抛石设备的整体结构示意图；
图2为本发明其中一种技术方案中的第一抛石管结构示意图；
图3为本发明其中一种技术方案中的第二抛石管结构示意图；
图4为本发明其中一种技术方案中石块转运装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，并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，因此不能理解为对本发明的限制。
在其中一种技术方案中，如图1、图2、图3和图4所示，本发明提供了一种水上抛石设备，包括：
并排的两艘驳船1，所述驳船上设置有起吊机2；
支撑轨，其包括：
一对第一滑轨3，其分别水平设置在两艘驳船1上；
一对第二滑轨4，其均与所述第一滑轨3垂直设置并可在所述第一滑轨3上移动，所述第二滑轨4上设置有管架5，所述管架5包括一对支撑柱，一对支撑柱分别对应设置在一对第二滑轨4上，所述支撑柱与所述第二滑轨4平行设置，所述支撑柱可在所述第二滑轨4上滑动，一对支撑柱上相对面一侧均设置有滚轮9，所述滚轮9轴线与所述支撑柱平行；
第一抛石管6，其顶部设置有挂钩10，所述第一抛石管6通过所述挂钩10挂设在所述支撑柱上，所述第一抛石管6可在所述滚轮9上滑动，所述第一抛石管6底部设置有第一连接板11，所述第一连接板11上设置有第一连接孔12；
第二抛石管13，其位于所述第一抛石管6下方，所述第二抛石管13顶部设置有第二连接板14，所述第二连接板14上设置有与所述第一连接孔12相匹配的第二连接孔15，所述第二连接孔15和所述一连接孔12内穿设有连接螺栓；
石块转运装置7，其包括：
支撑板8，其下面与所述第二滑轨4连接并可在所述第二滑轨4上移动；
支撑架16，其设置在所述支撑板8上，所述支撑架16上设置有一对支撑孔；
第一底板，其两侧均设置有第一挡板18，所述第一挡板18上设置有吊环20；
第二底板，其两侧均设置有第二挡板21，所述第二底板一端与所述第一底板一端固定连接，所述第一底板和和所述第二底板连接处设置有连接杆17，所述连接杆17通过轴承穿插设置在所述支撑孔处，所述第一底板和所述第二底板可绕所述连接杆17轴线转动。
本技术方案提供的水上抛石设备包括并排的两艘驳船1，驳船1上设置有起吊机2、石块，两艘驳船1上架设有支撑轨，支撑轨上设置有长度可调的抛石管、用于给抛石管转运石块的石块转运装置7，其中抛石管和石块转运装置7均可在支撑轨上移动；
支撑轨又包括分别设置在两艘驳船1上的一对第一滑轨3和分别设置在一对第一滑轨3上的一对第二滑轨4，第二滑轨4与第一滑轨3垂直设置且可在第一滑轨3上移动，第二滑轨4上设置有用于支撑抛石管的管架5，管架5可在第二滑轨4上移动，进而可带动抛石管移动，在不同位置进行抛石作业；
管架5包括一对分别设置在一对第二滑轨4上的支撑柱，支撑柱与第二滑轨4平行设置且可在第二滑轨4上滑动，一对支撑柱上相对面一侧均设置有滚轮9，滚轮9轴线与支撑柱平行，放置或拆卸抛石管时，可使抛石管沿滚轮9慢慢滑动，可减小抛石管和支撑柱之间的摩擦力；
抛石管包括第一抛石管6和第二抛石管13，第一抛石管6顶部设置有可将第一抛石管6挂设在支撑柱上的挂钩10，第一抛石管6底部设置有第一连接板11，第一连接板11上设有第一连接孔12，第二抛石管13顶部设有第二连接板14，第二连接板14上设置有与第一连接孔11相匹配的第二连接孔15，第一连接孔11和第二连接孔15内穿设有连接螺栓，将第一抛石管6和第二抛石管13连接；
第一抛石管6底部均匀设置多个第一连接板11，第二抛石管13顶部设有多个与第一连接板11对应的第二连接板14，其中各第一连接板间设有间隙供设备进出抛石管在第一连接板和第二连接板间安装连接螺栓螺母等连接装置；
石块转运装置7包括位于第二滑轨4上方且可在其上面移动的支撑板8，支撑板8上面设有支撑架16，支撑架16上设有一对支撑孔，支撑架16上设置有转运斗，转运斗由呈一定角度连接的第一底板和第二底板组成，第一底板和第二底板连接处设置有连接杆17，连接杆17通过轴承穿插设置在支撑孔处，第一底板和第二底板可绕连接杆17轴线转动，实现石块从第一底板到第二底板间的倒运，其中第一底板两侧均设有第一挡板18，第二底板两侧均设有第二挡板19，第一挡板和第二挡板可防止石块在倒运过程中从第一底板和第二底板两侧掉出。
本发明至少包括以下有益效果：该水上抛石设备中可根据抛石深度选择使用第一抛石管或第一抛石管和第二抛石管连接进行抛石，可准确适应不同深度的抛石位置的抛石作业；管架可带动第一抛石管在支撑轨上移动，进而可进行大范围准确抛石作业，避免重新组装设备、费时费力；一对第二滑轨分别在第一滑轨上移动，可改变一对第二滑轨间距离，进而改变一对支撑柱间的距离，使支撑柱支撑不同管径的第一抛石管来投放不同大小的石块。
在另一种技术方案中，所述的水上抛石设备中，所述第一抛石管和所述第二抛石管内径相同。第二抛石管的内径若小于第一抛石管，通过第一抛石管的石块可能会因尺寸太大不能通过第二抛石管，第二抛石管的内径若大于第一抛石管，不仅增加支撑轨的承重，且浪费管材料，所以优选第一抛石管和第二抛石管内径相同。
在另一种技术方案中，如图4所示，所述的水上抛石设备中，所述支撑板8底部设置有多对间距不等的滑轮22，所述支撑板8通过所述滑轮22可在所述第二滑轨上滑动。多对间距不等的滑轮用于适应一对第二滑轨间距的改变，保证支撑板可在第二滑轨上稳定移动。
在另一种技术方案中，如图4所示，所述的水上抛石设备中，所述第一挡板18远离所述第二挡板21的一端设置有可开启的第三挡板19。当第一底板上装满石块后，关闭第三挡板可防止石块从第一底板上掉出。
本发明还提供了一种基于以上水上抛石设备的抛石方法，包括以下步骤：
步骤一、确定抛石位置和抛石深度；
步骤二、将两艘装满石块的驳船停靠在抛石位置并通过锚桩固定；
步骤三、根据抛石深度确定连接第一抛石管和第二抛石管，并将第一抛石管挂设到管架上，沿支撑轨移动第一抛石管至指定位置；
步骤四、将驳船上的石块装至石块转运装置上，移动石块转运装置至第一抛石管顶部开口处，起吊机通过吊绳连接第一挡板上的吊环，拉动吊绳，使第二底板自由端与第一抛石管顶部开口衔接，石块从第一底板倒至第二底板，并从第二底板进入第一抛石管、第二抛石管，然后进入海底，进行抛石作业；
步骤五、通过运输船不断向驳船上运输大小不一的石块；
步骤六、重复步骤四和步骤五至抛石工作结束。
本发明提供的抛石方法，抛石精准，抛石效率高。
在另一种技术方案中，所述的抛石方法中，所述第二抛石管底端也设置有所述第二连接板，在所述步骤三中，根据抛石深度可连接多个第二抛石管。抛石管越长，有助于减小石块在下落入深水过程中，水流对石块的冲击而产生的偏移量，使抛石更准确。
在另一种技术方案中，所述的抛石方法中，抛石过程中同步移动所述第一抛石管和所述石块转运装置。使抛石面积增大，提高抛石效率。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
1.水上抛石设备，其特征在于，包括：
并排的两艘驳船，所述驳船上设置有起吊机；
支撑轨，其包括：
一对第一滑轨，其分别水平设置在两艘驳船上；
一对第二滑轨，其均与所述第一滑轨垂直设置并可在所述第一滑轨上移动，所述第二滑轨上设置有管架，所述管架包括一对支撑柱，一对支撑柱分别对应设置在一对第二滑轨上，所述支撑柱与所述第二滑轨平行设置，所述支撑柱可在所述第二滑轨上滑动，一对支撑柱上相对面一侧均设置有滚轮，所述滚轮轴线与所述支撑柱平行；
第一抛石管，其顶部设置有挂钩，所述第一抛石管通过所述挂钩挂设在所述支撑柱上，所述第一抛石管可在所述滚轮上滑动，所述第一抛石管底部设置有第一连接板，所述第一连接板上设置有第一连接孔；
第二抛石管，其位于所述第一抛石管下方，所述第二抛石管顶部设置有第二连接板，所述第二连接板上设置有与所述第一连接孔相匹配的第二连接孔，所述第二连接孔和所述一连接孔内穿设有连接螺栓；
石块转运装置，其包括：
支撑板，其下面与所述第二滑轨连接并可在所述第二滑轨上移动；
支撑架，其设置在所述支撑板上，所述支撑架上设置有一对支撑孔；
第一底板，其两侧均设置有第一挡板，所述第一挡板上设置有吊环；
第二底板，其两侧均设置有第二挡板，所述第二底板一端与所述第一底板一端固定连接，所述第一底板和和所述第二底板连接处设置有连接杆，所述连接杆通过轴承穿插设置在所述支撑孔处，所述第一底板和所述第二底板可绕所述连接杆轴线转动。
2.如权利要求1所述的水上抛石设备，其特征在于，所述第一抛石管和所述第二抛石管内径相同。
3.如权利要求1所述的水上抛石设备，其特征在于，所述支撑板底部设置有多对间距不等的滑轮，所述支撑板通过所述滑轮可在所述第二滑轨上滑动。
4.如权利要求1所述的水上抛石设备，其特征在于，所述第一挡板远离所述第二挡板的一端设置有可开启的第三挡板。
5.基于权利要求1～4中任一项所述水上抛石设备的抛石方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、确定抛石位置和抛石深度；
步骤二、将两艘装满石块的驳船停靠在抛石位置并通过锚桩固定；
步骤三、根据抛石深度确定连接第一抛石管和第二抛石管，并将第一抛石管挂设到管架上，沿支撑轨移动第一抛石管至指定位置；
步骤四、将驳船上的石块装至石块转运装置上，移动石块转运装置至第一抛石管顶部开口处，起吊机通过吊绳连接第一挡板上的吊环，拉动吊绳，使第二底板自由端与第一抛石管顶部开口衔接，石块从第一底板倒至第二底板，并从第二底板进入第一抛石管、第二抛石管，然后进入海底，进行抛石作业；
步骤五、通过运输船不断向驳船上运输大小不一的石块；
步骤六、重复步骤四和步骤五至抛石工作结束。
6.如权利要求5所述的抛石方法，其特征在于，所述第二抛石管底端也设置有所述第二连接板，在所述步骤三中，根据抛石深度可连接多个第二抛石管。
7.如权利要求5所述的抛石方法，其特征在于，抛石过程中同步移动所述第一抛石管和所述石块转运装置。
技术总结