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絞吸式石英砂開采船的施工工藝

[摘要]:疏浚工程船舶在港口、航道、造地等工程項目建設中起著

極其重要的作用，特別是絞吸式石英砂開采船以其眾多優(yōu)點應用到許多疏浚與沖

填工程，但其施工工藝還需要進一步總結。本文介紹了絞吸式石英砂開采船基本

工作原理及施工工藝，并且說明了其施工控制要點。

[關鍵詞]:絞吸式石英砂開采船;施工工藝;探討

中圖分類號: TU74文獻標識碼: A文章編號:

引言

絞吸式石英砂開采船的工作原理絞吸式挖泥船于1880年首一次在英國得到使

用，距今已有100多年的歷史，是當今世界上數量多的一種挖泥船。絞

吸式挖泥船主要用于河道開挖、航道疏浚、溝塘洼地沖填等工程的施工，

其挖泥、輸泥、卸泥均由挖泥船自身連續(xù)完成，是一種工效較高的土方施

工機械，因而在疏浚與沖填工程中得到廣泛的使用。.

一、絞吸式石英砂開采船基本工作原理

絞吸式石英砂開采船是水力式挖泥船中較普遍的一種，其基本工作原理是通過

旋轉的絞刀將河底石英砂(沙、石等)挖掘絞松，并進行泥水混合，同時，由

船上離心式泥泵產生的真空把挖掘所得的泥漿吸入、提升再通過排泥管線

排出輸送到泥土處理場地。

絞吸式石英砂開采船利用安裝在絞刀橋梁前端的絞刀的旋轉運動實現挖掘破

土。旋轉的絞刀將海底泥(沙、石等)連續(xù)不斷地絞松，并進行泥水混合。

混合后的泥水在大氣壓的作用下，經吸口吸入泥泵加壓后通過排泥管輸送

到吹填區(qū)。施工過程分為挖掘、吸入和泥漿輸送。挖掘能力與絞刀型式及

結構、絞刀功率、絞刀轉速、橫移速度、切削厚度有關;吸入能力與吸口

大小、吸口阻力、泥泵性能等因素有關。輸送能力與泵機轉速、泥泵效率、

泥泵性能、輸入功率、管路特性有關。

二、絞吸式石英砂開采船施工工藝

下文以“天虎”絞吸式挖泥船為例，經多年研究分析總結出-套挖泥操作方

法。

1、進點定位

一，根據圖紙和GPS定位系統(tǒng)確定的位置進點下樁。第二，到位下

樁，樁尖離泥面超出3米時，要在淺水區(qū)域先下一次鋼樁，提升- -定高度,

掌握液壓柱塞下放到底時，樁尖離泥面3米以內，若土質硬則要在2米以

內。第三，確保下鋼樁時的船速在0.3節(jié)以內。

2、拋設橫移錨

根據風流確定拋錨順序，先拋上風、錨。 將絞刀移動到挖條邊線

.上，下放絞刀定住船身。操控錨桿，與船體中心線前夾角成45° 左右時，

即行拋錨。拋錨后收緊橫移纜，確認錨爪抓住泥后，將絞刀提出泥面。利

用風流或錨艇將船移至挖條另--側邊線，拋另-邊錨。

3、接通水上管線及設備檢查

連接水上管線。根據風流布設水上管線錨，使管線順暢。主要對外圍

設備檢查、鋼樁及臺車系統(tǒng)檢查及駕駛臺設備檢查，確保施工前各設備正

常運作，同時可以排除潛在的隱患。

4、合排、脫排工序

一，合排工序。開始挖泥之前，各部設備已開啟并具備工作狀態(tài)，

下放橋架使水下泵浸入水中，合上泥泵離合器，開始吹水的操作。第二，

脫排工序。因工作需要，使泥泵離合器脫開的操作。

5、挖泥操作流程示意圖.

絞吸式船挖泥時，通過橫移挖泥、邊線換向、倒樁、移錨四個工序往復

循環(huán)，進行挖泥作業(yè)。

圖一挖泥操作流程示意圖

6、施工方法比選

(1)絞吸式石英砂開采船采用橫挖法施工，順流、分段、逆流、分層挖泥。

利用一根鋼樁或主錨為擺動中心，左右邊錨配合控制橫移和前移挖泥。按

其采用定位裝置不同，分為三纜定位橫挖法、對稱鋼樁橫挖法、定從位臺

車橫挖法、錨纜橫挖法等。

(2)絞吸式石英砂開采船分條、分段、分層施工方法

一，分條施工。挖槽寬度大于挖泥船一次較大挖寬時，一次較大挖

寬約如下:鋼樁定位船長(水平投影) 1. 1~1.2倍左右擺動全幅80°。錨

纜定位，根據艏錨長而度;較大寬度可達100米左右。三纜定位，左右擺

動全幅80^ 100°。

。當挖槽橫斷面厚薄懸殊也可采用此方法。第二，分段施

工。當遇到如下情況時可采用:

一、挖槽長度大于浮簡管線的有效伸展長

度。

二、挖槽轉向段需要分成若干直線施工

三、挖槽規(guī)格不一時。

四、在同一淺灘航道上，有兩處或兩處以上分隔淺段時。第三，分層施工。當

遇到如下情況時可采用:一、開挖水線以上土方。二、挖槽邊坡質量要求

高或復式邊坡。三、泥層厚度大于一次挖泥厚度或土質較硬。四、在受潮

汐影響區(qū)域。高潮時挖槽水深超過挖泥船較大挖深，或低潮時施工部位水

深不夠挖泥船吃水需要，可根據潮位變化，分層開挖，高潮挖上層，低潮

挖下層。

(3)一，順流施工。適用條件:一、內河施工一般多采用。二、

工程量大，挖槽長度長。三、挖淤泥或質量要求高的工程。四、感潮河段

可選擇順流歷時長的潮流方向。此種施工方法有利于引導水流進入挖槽，

促使挖槽受到自然沖刷，對施工進度有利，而且施工超深較小，工程質量

較好。第二，逆流施工。適用于平流或緩流區(qū)。該方法水上浮管拋設較易，

管線錨需要較少，管線彎曲均勻，不易整成死彎，并且船位易控制，擺動

較靈活。

7、對不同土質的操作方法

(1)開挖硬質粘土操作方法。硬粘土含水量低，粘聚力大，絞刀轉

動為順時針方向，在向右橫移時產生“滾刀”現象，除了適當控制左錨機

制動壓力外，同時要適當降低絞刀轉速、橫移速度，減少前移距，必要時

要以加大絞刀架下放深度(以不擱絞刀架為原則)。

(2)開挖，沙土操作方法。沙土特點顆粒粗，為防止堵塞吸口或者排

泥管，開挖泥層厚度不宜過大，操作時應注重壓力表及真空表等情況。如

果發(fā)現有堵管跡象時，應立即停止橫移，提高絞刀架吹清水。恢復開車時，

必須打清水疏通管道。開挖松散沙土時，絞刀可采用低速，根據吸泥口吸

距和沙層厚度采用定點、定吸操作方法。

(3)開挖硬塑性或可塑性粘土的操作方法。土塊容易嵌入刀片間粘

住，使絞刀轉速降低，甚至失去絞切功能，應每隔一段時間將絞刀抬出水

面清除堵塞物。也可在絞刀頭安裝高壓沖水設備沖洗。

三、施工控制要點

1、挖深的控制

(1)絞刀下放深度的校核。施工前需校核絞刀下放深度，當船舶吃

水有變化時，應及時調整。

(2)絞刀下放深度參考值。一，掌握土質與實際挖深的關系，土

質松軟時(0^ 3級, 7 8級),可以比正常挖深淺0.22 0. 4m;土質較硬時(4^ ^6

級)，可以比正常挖深深0.1 ~0. 2m。第二，挖底層時先做一段約 60m試驗

段，根據試驗段獲得數據確定下深參數。第三，絞刀下放深度在潮位變化

超過0.1m時要及時調整。

(3)底層平整度控制。對于基槽以及其他對平整度有較高要求的特

殊工程，反刀收底，可減少殘留。

2、挖寬控制。定位鋼樁必須保持在挖槽中線上，出現偏差，應在倒

樁過程中及時調整。對容易塌方的土質，挖寬可超出設計邊線1^ *3m。不易

塌方的土質，按設計邊線挖掘到位。

3、邊坡控制。邊坡一般分臺階開挖，根據設計坡比、土質及設備情.

況確定分層施工寬度。

4、其他重點注意事項。

(1)如排泥管線接有水下管，水下泵合排后，根據經驗在水流經過

水下管后再合1#艙內泵，水流到出口再合2#艙內泵，以保證全部管線的

平穩(wěn)以及設備的負荷穩(wěn)定。

(2)當水上管內有空氣(水上管初次合泵使用或管線故障修理后)

時，采用分段合泵方式，先將水上管內的空氣通過排氣閥排出，避免將空

氣壓入水下管造成起浮故障。

(3)當短管線工況需增大主機轉速時，要控制泥漿濃度，使主機負

荷平穩(wěn)，再慢慢加快橫移速度，提高濃度。

(4)艙內泵柴油機合排后應逐漸提速，先吸入少量泥漿，控制主機

負荷平穩(wěn)，然后再逐漸增加泥漿濃度，提高主機轉速。

(5)停止工作時間不長時，可以根據操作經驗使水_上管、水下管泥漿吹

凈，而陸地管內不完全吹凈，可避免下次再合排時出現超負荷現象。

結語

總之，只有通過潛心研究更新傳統(tǒng)模式，大膽技術革新，不斷改進施

工工藝，優(yōu)化船舶施工方法，不斷完善施工方案，不斷尋求開發(fā)疏浚工程

船舶施工中的技術奧秘，才能提高生產效率，終達到絞吸式石英砂開采船施工

工藝的進- -步提高，使絞吸式石英砂開采船更好的服務與工程實際。

參考文獻

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程.2012.9.

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