绞吸式挖泥船的施工工艺.doc

1、绞吸式挖泥船的施工工艺【摘要】：疏浚工程船舶在港口、航道、造地等工程项目建设中起着极其重要的作用，特别是绞吸式挖泥船以其众多优点应用到许多疏浚与冲填工程，但其施工工艺还需要进一步总结。本文介绍了绞吸式挖泥船基本工作原理及施工工艺，并且说明了其施工控制要点。 【关键词】：绞吸式挖泥船；施工工艺；探讨 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 引言 绞吸式挖泥船的工作原理绞吸式挖泥船于 1880 年首次在英国得到使用，距今已有 100 多年的历史，是当今世界上数量最多的一种挖泥船。绞吸式挖泥船主要用于河道开挖、航道疏浚、沟塘洼地冲填等工程的施工，其挖泥、输泥、卸泥均由挖泥船自身连续完成，是

2、一种工效较高的土方施工机械，因而在疏浚与冲填工程中得到广泛的使用。 一、绞吸式挖泥船基本工作原理 绞吸挖泥船是水力式挖泥船中较普遍的一种，其基本工作原理是通过旋转的绞刀将海底泥（沙、石等）挖掘绞松，并进行泥水混合，同时，由船上离心式泥泵产生的真空把挖掘所得的泥浆吸入、提升再通过排泥管线排出输送到泥土处理场地。 绞吸挖泥船利用安装在绞刀桥梁前端的绞刀的旋转运动实现挖掘破土。旋转的绞刀将海底泥（沙、石等）连续不断地绞松，并进行泥水混合。混合后的泥水在大气压的作用下，经吸口吸入泥泵加压后通过排泥管输送到吹填区。施工过程分为挖掘、吸入和泥浆输送。挖掘能力与绞刀型式及结构、绞刀功率、绞刀转速、横移速度、

3、切削厚度有关；吸入能力与吸口大小、吸口阻力、泥泵性能等因素有关。输送能力与泵机转速、泥泵效率、泥泵性能、输入功率、管路特性有关。 二、绞吸式挖泥船施工工艺 下文以“天虎”绞吸船为例，经多年研究分析总结出一套挖泥操作方法。 1、进点定位 第一，根据图纸和 GPS 定位系统确定的位置进点下桩。第二，到位下桩，桩尖离泥面超出 3 米时，要在浅水区域先下一次钢桩，提升一定高度，掌握液压柱塞下放到底时，桩尖离泥面 3 米以内，若土质硬则要在 2 米以内。第三，确保下钢桩时的船速在 0.3 节以内。 2、抛设横移锚 根据风流确定抛锚顺序，先抛上风、上流锚。将绞刀移动到挖条边线上，下放绞刀定住船身。操控锚杆

4、，与船体中心线前夹角成 45左右时，即行抛锚。抛锚后收紧横移缆，确认锚爪抓住泥后，将绞刀提出泥面。利用风流或锚艇将船移至挖条另一侧边线，抛另一边锚。 3、接通水上管线及设备检查 连接水上管线。根据风流布设水上管线锚，使管线顺畅。主要对外围设备检查、钢桩及台车系统检查及驾驶台设备检查，确保施工前各设备正常运作，同时可以排除潜在的隐患。 4、合排、脱排工序 第一，合排工序。开始挖泥之前，各部设备已开启并具备工作状态，下放桥架使水下泵浸入水中，合上泥泵离合器，开始吹水的操作。第二，脱排工序。因工作需要，使泥泵离合器脱开的操作。 5、挖泥操作流程示意图 绞吸船挖泥时，通过横移挖泥、边线换向、倒桩、移锚

5、四个工序往复循环，进行挖泥作业。 图一 挖泥操作流程示意图 6、施工方法比选 （1）绞吸式挖泥船采用横挖法施工，顺流、分段、逆流、分层挖泥。利用一根钢桩或主锚为摆动中心，左右边锚配合控制横移和前移挖泥。按其采用定位装置不同，分为三缆定位横挖法、对称钢桩横挖法、定从位台车横挖法、锚缆横挖法等。 （2）绞吸式挖泥船分条、分段、分层施工方法 第一，分条施工。挖槽宽度大于挖泥船一次最大挖宽时，一次最大挖宽约如下：钢桩定位船长（水平投影）1.11.2 倍左右摆动全幅 80。锚缆定位，根据艏锚长而度；最大宽度可达 100 米左右。三缆定位，左右摆动全幅 80100。当挖槽横断面厚薄悬殊也可采用此方法。第二

6、，分段施工。当遇到如下情况时可采用：一、挖槽长度大于浮筒管线的有效伸展长度。二、挖槽转向段需要分成若干直线施工。三、挖槽规格不一时。四、在同一浅滩航道上，有两处或两处以上分隔浅段时。第三，分层施工。当遇到如下情况时可采用：一、开挖水线以上土方。二、挖槽边坡质量要求高或复式边坡。三、泥层厚度大于一次挖泥厚度或土质较硬。四、在受潮汐影响区域。高潮时挖槽水深超过挖泥船最大挖深，或低潮时施工部位水深不够挖泥船吃水需要，可根据潮位变化，分层开挖，高潮挖上层，低潮挖下层。 （3）第一，顺流施工。适用条件：一、内河施工一般多采用。二、工程量大，挖槽长度长。三、挖淤泥或质量要求高的工程。四、感潮河段可选择顺流

7、历时长的潮流方向。此种施工方法有利于引导水流进入挖槽，促使挖槽受到自然冲刷，对施工进度有利，而且施工超深较小，工程质量较好。第二，逆流施工。适用于平流或缓流区。该方法水上浮管抛设较易，管线锚需要较少，管线弯曲均匀，不易蹩成死弯，并且船位易控制，摆动较灵活。 7、对不同土质的操作方法 （1）开挖硬质粘土操作方法。硬粘土含水量低，粘聚力大，绞刀转动为顺时针方向，在向右横移时产生“滚刀”现象，除了适当控制左锚机制动压力外，同时要适当降低绞刀转速、横移速度，减少前移距，必要时要以加大绞刀架下放深度（以不搁绞刀架为原则） 。 （2）开挖沙土操作方法。沙土特点颗粒粗，为防止堵塞吸口或者排泥管，开挖泥层厚度

8、不宜过大，操作时应注重压力表及真空表等情况。如果发现有堵管迹象时，应立即停止横移，提高绞刀架吹清水。恢复开车时，必须打清水疏通管道。开挖松散沙土时，绞刀可采用低速，根据吸泥口吸距和沙层厚度采用定点、定吸操作方法。 （3）开挖硬塑性或可塑性粘土的操作方法。土块容易嵌入刀片间粘住，使绞刀转速降低，甚至失去绞切功能，应每隔一段时间将绞刀抬出水面清除堵塞物。也可在绞刀头安装高压冲水设备冲洗。 三、施工控制要点 1、挖深的控制 （1）绞刀下放深度的校核。施工前需校核绞刀下放深度，当船舶吃水有变化时，应及时调整。 （2）绞刀下放深度参考值。第一，掌握土质与实际挖深的关系，土质松软时（03 级，78 级）

9、，可以比正常挖深浅 0.20.4m；土质较硬时（46 级） ，可以比正常挖深深 0.10.2m。第二，挖底层时先做一段约60m 试验段，根据试验段获得数据确定下深参数。第三，绞刀下放深度在潮位变化超过 0.1m 时要及时调整。 （3）底层平整度控制。对于基槽以及其他对平整度有较高要求的特殊工程，反刀收底，可减少残留。 2、挖宽控制。定位钢桩必须保持在挖槽中线上，出现偏差，应在倒桩过程中及时调整。对容易塌方的土质，挖宽可超出设计边线 13m。不易塌方的土质，按设计边线挖掘到位。 3、边坡控制。边坡一般分台阶开挖，根据设计坡比、土质及设备情况确定分层施工宽度。 4、其他重点注意事项。 （1）如排泥

10、管线接有水下管，水下泵合排后，根据经验在水流经过水下管后再合 1#舱内泵，水流到出口再合 2#舱内泵，以保证全部管线的平稳以及设备的负荷稳定。 （2）当水上管内有空气（水上管初次合泵使用或管线故障修理后）时，采用分段合泵方式，先将水上管内的空气通过排气阀排出，避免将空气压入水下管造成起浮故障。 （3）当短管线工况需增大主机转速时，要控制泥浆浓度，使主机负荷平稳，再慢慢加快横移速度，提高浓度。 （4）舱内泵柴油机合排后应逐渐提速，先吸入少量泥浆，控制主机负荷平稳，然后再逐渐增加泥浆浓度，提高主机转速。 （5）停工时间不长时，可以根据操作经验使水上管、水下管泥浆吹净，而陆地管内不完全吹净，可避免下次再合排时出现超负荷现象。 结语 总之，只有通过潜心研究更新传统模式，大胆技术革新，不断改进施工工艺，优化船舶施工方法，不断完善施工方案，不断寻求开发疏浚工程船舶施工中的技术奥秘，才能提高生产效率，最终达到绞吸式挖泥船施工工艺的进一步提高，使绞吸式挖泥船更好的服务与工程实际。 参考文献 1王望金.提高绞吸式挖泥船施工能效的探讨J.水运工程.2012.9. 2王明. 绞吸式挖泥船施工的几个问题J. 中国水运: 下半月, 2010, 10(10): 239-240.