本发明属于水运工程水下拆除，尤其涉及一种无人水下桩基自动切割设备及其切割工艺。
背景技术：
1、传统水下桩基拆除技术有两种，一种是使用破碎锤破碎；另一种是潜水员配合绳锯切割机进行切割。
2、破碎锤破碎桩基工艺受桩基直径、破碎锤功率、工作水深限制较大，且待切割的桩基无法保证完整性，破碎产生的废渣影响生态环境且严重影响后期新建泊位的沉桩施工；因此破碎锤破碎工艺只适用于小直径、水深在3m左右的桩基拆除；若该区域后续需要沉桩，则需大量的成本和时间去水下清理破碎的混凝土和钢筋。
3、潜水员配合金刚石绳锯切割工艺，具体实施的步骤为：潜水员水下安装导向架→水下安装金刚石切割绳→多功能驳捆桩→人员撤离→切割机试运行→正式切割→桩基吊除。该工艺需要潜水员全程配合，且需要频繁的上下水，适用于水深较浅、流速较缓的区域施工；若水深较大，则需要重潜。无论轻潜还是重潜，该工艺成本相对较高，安全风险大，效率较低，受外部环境因素影响较大。
4、对于一些情况比较复杂的施工区域，比如位于灌河入海口处，河水流速达到2.0m/s，最大切割水深20m，后续需要在截桩区域打设新phc管桩，对截桩质量要求较高的工程，以上两种常规的拆除技术就很难满足要求，为此我们研究设计出一种无人水下桩基自动切割设备及其切割工艺。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种无人水下桩基自动切割设备解决以下现有技术存在的问题：(1)解决桩基破碎时产生的混凝土废块、桩身切口不齐影响打桩的问题；(2)解决灌河水流速较大、工作深度大空气潜水员无法下潜安装导向架、金刚石切割绳的问题；(3)解决传统金刚石绳锯切割工艺重型潜水的效率低、风险高、安全性差、成本高的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无人水下桩基自动切割设备包括桁架主体、气动抱桩系统和金刚石绳锯切割系统，所述桁架主体为方形框架结构；所述抱桩系统包括气泵，气泵安装于所述桁架主体的前侧，气泵的活塞杆前端设置有抱桩卡槽，还包括气泵驱动机构；所述金刚石绳锯切割系统包括设置于所述桁架主体底部的绳锯导向架，绳锯导向架的4个顶点处分别固定安装有导向轮，导向轮通过绳锯切割主机驱动旋转，环绕4个导向轮胀紧安装有金刚石切割绳；所述桁架主体和绳锯导向架之间设置有滑轨机构，绳锯导向架可沿桁架主体前后移动，还包括驱动绳锯导向架前后移动的导向架驱动机构。
3、进一步的，所述气泵驱动机构包括空压机，气泵与空压机之间通过气管连接。
4、进一步的，所述滑轨机构包括对称设置于桁架主体底部两侧的一组滑轨，所述绳锯导向架的前端设置有第一滑块，第一滑块滑动安装于滑轨上。
5、进一步的，所述导向架驱动机构包括设置于桁架主体后侧的安装支架，安装支架上水平设置有一组导杆，所述绳锯导向架的后端固定设置第二滑块，第二滑块滑动安装于导杆上；所述安装支架上还设置有一组链轮，链轮之间安装有动力链条，动力链条平行于所述导杆，所述第二滑块与动力链条连接，链轮通过链轮主机驱动转动。
6、进一步的，所述绳锯切割主机和链轮主机通过液压机驱动，液压机与绳锯切割主机和链轮主机之间皆通过液压软管连接。
7、进一步的，绳锯导向架中部设置有桩基防倾斜杆，桩基防倾斜杆平行于金刚石切割绳，桩基防倾斜杆中部设置有插入片。
8、进一步的，所述绳锯导向架的底部沿其长度方向设置有直线导轨，所述桩基防倾斜杆的两端通过直线轴承安装于直线导轨上，可沿直线导轨移动，桩基防倾斜杆前方的直线导轨上套设安装有弹簧。
9、进一步的，所述桁架主体上还设置有浮漂。
10、本发明的另一目的是提供一种基于上述的切割设备进行无人水下桩基自动切割的工艺，具体包括以下步骤：
11、s1、设备检查：检查水下桩基自动切割设备是否正常；
12、s2、设备定位：在桁架主体1两侧栓系两根晃绳，将起重机辅钩通过钢丝绳和卸扣钩住桁架主体1的吊点；使用起重机起吊自动切割设备至桩基上方，桩基顶端从所述桁架主体1的框架中心穿出，人工拉动晃绳调整自动切割设备的方向和位置，调整到位后，起重设备缓慢将自动切割设备下沉至指定高度；
13、s3、抱桩：启动气动抱桩系统，空压机2通过气管3传输压缩空气至气泵4，使抱桩卡槽5牢牢顶住桩基；
14、s4、捆桩：挂着钢丝绳的起重机主钩缓慢下落，钢丝绳以缠绕或打结的方式捆在待切割的桩基上，下落至合适的高度后，缓慢提升起重设备主钩，使得捆桩钢丝绳拉紧；
15、s5、桩基切割：启动金刚石绳锯切割系统，空载运行5～10秒钟后启动液压机6，液压机6驱动动力链条13动作，动力链条13带动绳锯导向架16沿不锈钢滑轨11前进，同时导向轮9带动高速运转的金刚石切割绳10切割桩基；
16、s6、桩基起吊：切割完毕后，起重设备同时起升主钩和辅钩，使得桩基自动切割设备和截除的桩基一同起吊至指定位置，在起吊过程中，人工拉动晃绳以便保持起吊物的稳定；
17、s7、桩基与自动切割设备分离：被截除的桩基被吊运至指定位置后，关闭气动抱桩系统松开桩基；起重设备辅钩松扣，主钩提升，将桩基吊至其他指定位置；
18、s9、设备复位：打开液压机6控制阀门，将液压油回流至液压机，动力链条13带动绳锯导向架16回归初始位置。
19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)此工艺无需潜水员下水作业，从根本上消除了人员水下作业的安全隐患；(2)利用此工艺和设备，桩基切口整齐、无混凝土碎块，切割质量高，不影响后续打桩施工；(3)此工艺和设备不受潮汐、水流、水深影响，适用范围广；(4)此工艺和设备施工无需人员水下作业，从而施工效率大幅提高，为传统工艺的3～4倍；且施工成本低廉；(5)此工艺和设备结构简单、操作方便。
1.一种无人水下桩基自动切割设备，其特征在于：包括桁架主体(1)、气动抱桩系统和金刚石绳锯切割系统，所述桁架主体(1)为方形框架结构；
2.根据权利要求1所述的无人水下桩基自动切割设备，其特征在于：所述气泵驱动机构包括空压机(2)，气泵(4)与空压机(2)之间通过气管(3)连接。
3.根据权利要求1所述的无人水下桩基自动切割设备，其特征在于：所述滑轨机构包括对称设置于桁架主体(1)底部两侧的一组滑轨(11)，所述绳锯导向架(18)的前端设置有第一滑块(21)，第一滑块(21)滑动安装于滑轨(11)上。
4.根据权利要求3所述的无人水下桩基自动切割设备，其特征在于：所述导向架驱动机构包括设置于桁架主体(1)后侧的安装支架(16)，安装支架(16)上水平设置有一组导杆(20)，所述绳锯导向架(18)的后端固定设置第二滑块(17)，第二滑块(17)滑动安装于导杆(20)上；
5.根据权利要求4所述的无人水下桩基自动切割设备，其特征在于：所述绳锯切割主机(8)和链轮主机通过液压机(6)驱动，液压机(6)与绳锯切割主机(8)和链轮主机之间皆通过液压软管(7)连接。
6.根据权利要求1所述的无人水下桩基自动切割设备，其特征在于：绳锯导向架(18)中部设置有桩基防倾斜杆(12)，桩基防倾斜杆(12)平行于金刚石切割绳(10)，桩基防倾斜杆(12)中部设置有插入片(15)。
7.据权利要求6所述的无人水下桩基自动切割设备，其特征在于：所述绳锯导向架(18)的底部沿其长度方向设置有直线导轨(22)，所述桩基防倾斜杆(12)的两端通过直线轴承安装于直线导轨(22)上，可沿直线导轨(22)移动，桩基防倾斜杆(12)前方的直线导轨(22)上套设安装有弹簧。
8.据权利要求1所述的无人水下桩基自动切割设备，其特征在于：所述桁架主体(1)上还设置有浮漂(14)。
9.一种基于如权利要求1-8任一项所述的切割设备进行无人水下桩基自动切割的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
