吳多貴 ，王 導

1.中國港灣西部非洲區(qū)域公司，科特迪瓦 999063 KTDW

2.中交四航局第三工程有限公司，廣東 湛江 524000

1 工程概況

ACCROPODETMⅡ型護面塊體是國內(nèi)常見的扭王字塊的原型ACCROPODEⅠ型護面塊體的改進型。Ⅱ型塊體整體造型緊湊，四腿呈X形，其上布有棱臺狀突起，其消能性、強健性和穩(wěn)定性均優(yōu)于Ⅰ型護面塊體，能夠在單個重量比較輕的情況下，通過塊體之間的充分連鎖達到良好的消浪和抗沖擊效果，同時使用Ⅱ型護面塊體總澆筑方量少于Ⅰ型塊體，經(jīng)濟性更好，但該型塊體對預制安裝的要求也更為嚴格。CLI企業(yè)標準針對護面塊體安裝提出如下要求：

（1）安裝密度必須達到95%～105%；（2）需單層安裝，塊體安裝后超出設計輪廓線部分不得超過塊體厚度的1/3，且每塊塊體需與墊層接觸；（3）塊體與塊體之間需連鎖且不能自由活動；（4）任何塊體周圍的四塊需形成鉆石形狀；（5）塊體之間的空隙以墊層塊石不能在外力作用下逃離為控制標準；（6）相鄰位置的塊體安裝需采用不同的姿態(tài)。

為了滿足護面塊體的安裝質(zhì)量和進度要求，需要選擇合適的可視化安裝系統(tǒng)、安裝設備，以滿足該項目護面塊體可視化安裝需求。

2 可視化安裝系統(tǒng)對比

為了滿足ACCROPODETMⅡ型護面塊體的安裝質(zhì)量要求，項目積極對比了國際上較為先進流行的護面塊體安裝系統(tǒng)，主要有法國MESURIS公司開發(fā)的可視化安裝系統(tǒng)Posibloc和英國Coda Octopus公司開發(fā)的Echoscope?實時3D聲吶成像系統(tǒng)。

在項目業(yè)主合同中規(guī)定護面塊體驗收需通過第三方驗收和認證，對塊體的安裝質(zhì)量要求較高，還需要記錄每一個塊體的安裝坐標，以便安裝完成后，進行密度計算。因此，以可視化程度和精確度為主要考慮因素，項目最終決定采用英國Coda Octopus公司開發(fā)的Echoscope?實時3D聲吶成像系統(tǒng)進行該項目護面塊體安裝。Echoscope可視化安裝系統(tǒng)從實時的三維和二維聲吶圖像上來觀察和區(qū)分不同的物體，從而使得該系統(tǒng)成為能夠滿足以下水下觀察和測量任務的理想工具，以及水下護面塊體可視化安裝的重要工具[1]。

3 安裝設備對比

3.1 履帶式起重機設備安裝

履帶式起重機是護面塊體安裝的常見的其中設備之一，裝配Echoscope可視化設備在水下可實現(xiàn)護面塊體三維實時成像，獲取護面塊體實時坐標與姿態(tài)，實現(xiàn)護面塊體互相連鎖、姿態(tài)及密度可控的精準安裝。履帶式起重機又因起重能力大，作業(yè)半徑長，擺動靈活等特點，在大型防波堤、大重量護面塊體的安裝中具有適用性強、成本低等優(yōu)勢[2-3]。

Echoscope可視化安裝系統(tǒng)可安裝在履帶式起重機和履帶式挖掘機兩種設備上。履帶式起重機安裝系統(tǒng)主要由機械系統(tǒng)、定位系統(tǒng)和聲吶系統(tǒng)三部分組成。機械系統(tǒng)包括履帶式起重機及配套的吊具，負責護面塊體的起吊及安裝。定位系統(tǒng)包括GPS基準站、F180衛(wèi)星天線和分體式GNSS接收機，負責護面塊體坐標位置的及時反饋以確保安裝的精準性。聲吶系統(tǒng)包括Echoscope聲吶、綜合單軸旋轉(zhuǎn)器和遙感慣性測量單元（IMU），負責生成實時三維圖像以確保安裝姿態(tài)可控及緊密連鎖。

3.2 履帶式挖掘機設備安裝

履帶式挖掘機是護面塊體安裝的常見的其中設備之一，該項目履帶式挖掘機安裝采用Coda Octopus廠家的Echoscope水下可視化系統(tǒng)+天寶GPS實時定位的監(jiān)測安裝技術(shù)結(jié)合的技術(shù)進行水下護面塊體輔助安裝，Echoscope提供安裝圖像信息，Trimble GPS提供安裝坐標信息。

該系統(tǒng)具有對護面塊體安裝實時監(jiān)測的功能。Echoscope可視化安裝系統(tǒng)可根據(jù)實時的二維圖像窗口進行安裝和三維聲吶圖像進行3D塊體模擬，同時可結(jié)合天寶GPS實時定位監(jiān)測安裝技術(shù)，通過在軟件上模擬安裝塊體的姿態(tài)和聲吶圖像吻合后，在安裝軟件系統(tǒng)上記錄塊體安裝的位置坐標。該技術(shù)可以和安裝系統(tǒng)3D模擬塊體結(jié)合獲取坐標，安裝完成后，可將安裝坐標導出，用于計算塊體的安裝密度，使Echoscope水下可視化系統(tǒng)成為水下護面塊體安裝的利器。采用履帶式挖掘機安裝具有效率高、成本較低，受天氣影響較小等優(yōu)勢[4-6]。

3.3 履帶式起重機安裝與履帶式挖掘機安裝對比

該項目采用徐工150t履帶式起重機和日立EX1200 29m長臂履帶式挖掘機進行護面塊體安裝，兩種設備安裝工藝對比如表1所示。

表1 履帶式起重機與履帶式挖掘機安裝工藝對比

4 結(jié)束語

該工程應用履帶起重機和履帶式挖掘機相結(jié)合進行安裝，已完成全部3.5萬件護面塊體安裝，經(jīng)過掃描測量驗收，塊體的點位、姿態(tài)、連鎖、密度等均能滿足CLI企業(yè)標準的安裝要求，平均安裝密度達到了98.5%，滿足安裝密度必須達到95%～105%的要求，安裝質(zhì)量控制良好，已經(jīng)完成驗收和移交，該工程的成功經(jīng)驗對于類似工程護面塊體可視化安裝設備的選型具有借鑒意義。