絞吸式挖泥船疏浚能力提升的改造分析

劉利佳

摘 要：河道施工過程中最主要的一個內(nèi)容就是疏浚工作，疏浚工程與其他工程存在很大差異，主要表現(xiàn)為具有動態(tài)性、復(fù)雜性，因此給施工帶來一定困難。當(dāng)前各種工程中使用較多的是絞吸式挖泥船，為了有效提高挖泥船的疏浚能力，需要結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際情況對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行改造，對這些方法進(jìn)行介紹，分析其在實(shí)際工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：絞吸式挖泥船 疏浚能力 提升 改造

1.概述

絞吸式挖泥船一般借助鋼柱進(jìn)行定位，具體的挖槽寬度則根據(jù)疏浚工程要求和施工現(xiàn)場實(shí)際情況決定，因此其具有很大實(shí)用性和靈活性。絞吸式挖泥船在作業(yè)時(shí)，主要由前部的絞刀實(shí)施對河道淤泥的挖掘，然后將泥土進(jìn)行處理，將泥土變成粉狀，由專門機(jī)器吸入船內(nèi)并完成運(yùn)輸和轉(zhuǎn)移，由此可以看出，絞吸式挖泥船為靜態(tài)作業(yè)，同時(shí)它實(shí)現(xiàn)了挖掘、運(yùn)輸、傾倒等工作的統(tǒng)一，其實(shí)用性得到大幅提高，能夠滿足現(xiàn)場施工的諸多要求，因此其工作效率較高，有助于降低施工成本。

絞吸式挖泥船一般采用步進(jìn)橫挖法進(jìn)行施工，首先，需要針對需要施工的范圍進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上根據(jù)分層、分段的方式繼續(xù)施工。將挖泥船開到施工位置后，工作人員利用定位系統(tǒng)確定具體的挖槽的起點(diǎn)，然后開始施工。挖槽施工完成后，接著就需要安置運(yùn)輸泥土的泥管線。

2.提升絞吸式挖泥船疏浚能力的具體方法

2.1對挖深進(jìn)行改造

在設(shè)計(jì)開挖長度的基礎(chǔ)上增加一定距離，同時(shí)根據(jù)需要對施工過程中的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行改造。需要注意的是，當(dāng)絞刀架長度增加，需要及時(shí)計(jì)算其提升能力，進(jìn)而選擇適當(dāng)?shù)呐鋫湓O(shè)施和工具。

2.2對絞刀液壓系統(tǒng)和傳動裝置進(jìn)行改造

挖泥船的絞刀直徑和功率在實(shí)際施工難以滿足具體要求，因此可以對其進(jìn)行技術(shù)改造。具體來講，可以拆除原有的2臺雙聯(lián)葉片泵和傳動裝置，換上符合實(shí)際需要的傳動裝置，選用合適的軸承和馬達(dá)，經(jīng)過改造，可以有效提高絞刀功率和轉(zhuǎn)速，滿足實(shí)際施工要求。

2.3調(diào)整組合方式

在實(shí)際施工過程中，挖泥船和泥泵和水下泵可以進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而達(dá)到提高工作效率的目的。對于泥泵和水下泵的組合可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，比如可以將2臺艙內(nèi)泥泵和1臺水下泵進(jìn)行組合，在科學(xué)分析作業(yè)區(qū)域流量、耗能、效率等要素的基礎(chǔ)上確定最佳組合方式，最終有效提高工作效率，節(jié)省施工成本。

2.4優(yōu)化設(shè)計(jì)排泥管的布設(shè)

挖泥船進(jìn)行疏浚作業(yè)時(shí)，需要借助排泥管將挖掘的泥漿及時(shí)排出，并將其運(yùn)輸?shù)綄?yīng)位置。為了提高工作效率，可以針對排泥管進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體來講，針對排泥管的鋪設(shè)需要遵守以下幾個原則。一是管道不宜過長。為了縮短管道長度，需要在確保挖泥船正常作業(yè)的基礎(chǔ)上，科學(xué)分析施工現(xiàn)場具體情況，進(jìn)而得出最佳的排泥管路線，最大限度縮短接卡之間的距離，從而達(dá)到降低工作量、提高工作效率的目的。二是盡量保證排泥管保持直線。為了達(dá)到這個目的，可以對各個接卡的走向進(jìn)行標(biāo)記，從而有效控制其走向。對于無法保持直線的區(qū)域，避免鋪設(shè)彎度過大的排泥管，因?yàn)檫@種管道容易發(fā)生淤積，直接影響到工作的順利開展。三是盡量降低管線高度。這有助于淤泥自然流動，減少工作難度，提高工作效率。具體來講，要結(jié)合施工區(qū)域的設(shè)計(jì)高度來安排管線鋪設(shè)，注意保證管線始終低于施工高度。

2.5對開挖模式進(jìn)行優(yōu)化

絞吸式挖泥船在具體施工過程中，大多采用分層開挖的方法施工，這種方式的優(yōu)勢在于能夠有效保證船體的穩(wěn)定性和安全性，還可以有效減少工作人員的移錨時(shí)間。在具體施工過程中，工作人員可以根據(jù)施工需要和現(xiàn)場情況，選擇符合需要的開挖方式，這需要結(jié)合施工現(xiàn)場土質(zhì)的情況選定。一般來講，航道土質(zhì)表現(xiàn)為上軟下硬，可以科學(xué)選擇大分層的開挖方式，從而有效提高工作效率。

3.實(shí)際案例分析3.1案例基礎(chǔ)信息

本方案為南方某電廠配套煤碼頭港池及航道，此前碼頭港池及航道已按5萬噸級專用煤碼頭建設(shè)完成，通航時(shí)間已經(jīng)達(dá)到10年。港池及航道水域設(shè)計(jì)底高程-13.6m，寬150m，設(shè)計(jì)超深0.6 m，超寬4 m。建成使用后，港池及航道水域底高程約-14.2m，寬度為154m。航道經(jīng)過使用，由于回淤等相關(guān)因素導(dǎo)致原有港池及航道水深已不能滿足實(shí)際需求，需進(jìn)行疏浚施工。

3.2施工條件

本地已經(jīng)建成完整航運(yùn)體系，水路運(yùn)輸條件較完善，施工船舶和其它相關(guān)材料和構(gòu)件可直接水運(yùn)至現(xiàn)場。陸路交通可利用八所港疏港道路，運(yùn)輸便捷，能夠滿足實(shí)際需要。案例所在區(qū)域?qū)贌釒ШＱ髿夂?，四季溫差不大，氣候溫和，季風(fēng)明顯，冬半年多偏北風(fēng)，夏半年多偏南風(fēng)。

查閱本地氣候資料可知，本區(qū)年平均氣溫為24.7℃，最熱月發(fā)生在6月，月平均氣溫為29.0℃，極端最高氣溫為36.5℃。最冷月發(fā)生在1月，月平均氣溫為18.6℃，極端最低溫為5.0℃。年平均降水量為1009.1mm，年平均降水日數(shù)為87.4d，全年降水多集中在5～10月，該6個月的降水量占全年降水總量的90%。

3.3施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備的工作較多，具體來講，需要根據(jù)工程實(shí)際情況安排相關(guān)的人員組織、設(shè)備進(jìn)場，同時(shí)做好相關(guān)材料的采購、臨時(shí)設(shè)施的建設(shè)等，還要做好相關(guān)技術(shù)資料、相關(guān)施工手續(xù)的準(zhǔn)備工作。在項(xiàng)目開工前，需要向當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門申請辦理水上水下施工作業(yè)許可證，提前發(fā)布施工信息，避免影響航船正常運(yùn)行；根據(jù)施工需要拋設(shè)臨時(shí)助航標(biāo)志，幫助船舶掌握正確航向，及時(shí)將船舶引到施工區(qū)域外，從而避免發(fā)生意外情況，保證施工安全和航船安全。

3.4疏浚工程施工工藝

由于本案例中施工區(qū)域離卸區(qū)較遠(yuǎn)，距離本工程區(qū)域約100公里。為減少施工成本，應(yīng)用絞吸式挖泥船進(jìn)行作業(yè)，同時(shí)配合使用抓斗船。施工期間由于港區(qū)需要正常運(yùn)營，為減少施工干擾，保證施工順利進(jìn)行，計(jì)劃優(yōu)先安排完成泊位及港池區(qū)域，航道區(qū)域采用半幅航道施工方式，另半幅正常通航。

絞吸式挖泥船是的特點(diǎn)在于能夠?qū)⑼谀?、裝泥和卸泥等全部工作統(tǒng)一完成。挖泥船在對應(yīng)施工區(qū)域用疏浚裝艙法開挖港池和航道，將裝滿的泥土駛向傾倒區(qū)，在傾倒區(qū)內(nèi)把船艙的疏浚土卸入水中，然后返回挖槽。挖泥時(shí)，挖泥船把耙放置在要疏浚的港池、航道上，船往前開，耙就把泥耙起來，耙上裝有吸管，船上強(qiáng)有力的吸泥泵把耙起的泥連同水一起吸入它的泥艙中。在泥艙中，泥往下沉淀，水溢出泥艙，這樣連續(xù)不斷的耙吸，直到泥艙中裝滿了泥。然后開到卸泥區(qū)去卸泥，完成挖泥施工。

本工程在利用自航耙吸挖泥船施工時(shí)，為保證施工區(qū)域均衡挖深，采用分帶施工方法，分帶寬度一般為20m～30m，因挖槽地形存在斜坡狀漸變水深情況，橫向邊坡的放坡寬度須根據(jù)水深情況合理放坡，施工中必須利用DGPS定位系統(tǒng)提高分帶水深的均一性。本工程在施工過程中，自航耙吸挖泥船采用分段、分帶與分層開挖。每段之間搭接100m，在施工中將邊坡分成6～8帶，由施工船舶劃分區(qū)段采取分層開挖，分層厚度不超過1m。邊坡的開挖采用分層階梯開挖。

4.結(jié)語

絞吸式挖泥船在實(shí)際施工中得到廣泛應(yīng)用，并發(fā)揮出積極作用。為了滿足實(shí)際需要，有時(shí)候需要針對挖泥船進(jìn)行疏浚能力提升，提升的方法較多，可以對絞刀液壓系統(tǒng)和傳動裝置進(jìn)行改造、調(diào)整組合方式、優(yōu)化設(shè)計(jì)排泥管的布設(shè)、對開挖模式進(jìn)行優(yōu)化，等等。本文以某港口航道的疏浚施工為案例，分析了在施工過程中如何根據(jù)現(xiàn)場自然環(huán)境、運(yùn)輸設(shè)備、施工環(huán)境等科學(xué)施工，從而達(dá)到有效提高疏浚效率的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉凡.提高絞吸式挖泥船疏浚能力的技術(shù)改造[J].珠江水運(yùn)，2018（09）：34-35.

[2]周少仙.絞吸式挖泥船在航道疏浚施工中的應(yīng)用及優(yōu)化研究[J].中國水運(yùn)，2017（10）： 47-48.

[3]雷李艷，萬麗.疏浚施工過程中保障港口與航道通航的措施分析[J].中國水運(yùn)（下半月），2015，15（11）：264-265.

[4]王其松，嚴(yán)軍，鄧家泉.絞吸式挖泥船產(chǎn)量優(yōu)化研究[J].水運(yùn)工程，2013（03）： 48-55.