绞吸式挖泥船疏浚能力提升的改造分析

绞吸式挖泥船疏浚能力提升的改造分析

芮海滨

中交天航滨海环保浚航工程有限公司天津300450

摘要：河道施工过程中最主要的一个内容就是疏浚工作，疏浚工程与其他工程存在很大差异，主要表现为具有动态性、复杂性，因此给施工带来一定困难。当前各种工程中使用较多的是绞吸式挖泥船，为了有效提高挖泥船的疏浚能力，需要结合施工现场实际情况对相关技术进行改造，对这些方法进行介绍，分析其在实际工程中的应用。

关键词：绞吸式；挖泥船；挖泥船疏浚

1绞吸式挖泥工作方式

绞吸式挖泥采用钢桩定位横挖施工方法对淤积进行疏浚处理，将一根钢桩落在挖槽中心线上，作为定位钢桩，定位钢桩为船体中心，主要依靠横移作用力，保证绞刀在挖槽宽度内可自由摆动。调整绞车左右横移能力，将横移缆收放速度调整为稳定状态，满足绞刀在断面上不同切削位置摆动。通过泥浆泵吸入泥水混和物，并传送到指定土填区。绞吸式挖泥船利用挖泥机械设备，根据城市内河实际情况，设计疏浚施工方案。将淤积通过排泥管传递到堤身背水一侧的池塘中进行压浸处理，该方案有利于预防基础管涌破坏，易于控制。绞吸式挖泥船依靠船体台车使定位桩向前移动，并利用绞刀固定挖槽两侧的锚，依靠绞车进行牵引，并在一定摆脚下，将绞刀挖掘出来的泥沙传送到指定区域。

2提升绞吸式挖泥船疏浚能力的策略

2.1对绞刀液压系统和传动装置进行改造

挖泥船的绞刀直径和功率在实际施工难以满足具体要求，因此可以对其进行技术改造。具体来讲，可以拆除原有的2台双联叶片泵和传动装置，换上符合实际需要的传动装置，选用合适的轴承和马达，经过改造，可以有效提高绞刀功率和转速，满足实际施工要求。

2.2对挖深进行改造

在设计开挖长度的基础上增加一定距离，同时根据需要对施工过程中的机械设备进行改造。需要注意的是，当绞刀架长度增加，需要及时计算其提升能力，进而选择适当的配备设施和工具。

2.3调整组合方式

在实际施工过程中，挖泥船和泥泵和水下泵可以进行有机结合，从而达到提高工作效率的目的。对于泥泵和水下泵的组合可以根据实际需要进行科学调整，比如可以将2台舱内泥泵和1台水下泵进行组合，在科学分析作业区域流量、耗能、效率等要素的基础上确定最佳组合方式，最终有效提高工作效率，节省施工成本。

2.4优化设计排泥管的布设

为了提高工作效率，可以针对排泥管进行优化设计。具体来讲，针对排泥管的铺设需要遵守以下几个原则。一是管道不宜过长。为了缩短管道长度，需要在确保挖泥船正常作业的基础上，科学分析施工现场具体情况，进而得出最佳的排泥管路线，最大限度缩短接卡之间的距离，从而达到降低工作量、提高工作效率的目的。二是尽量保证排泥管保持直线。为了达到这个目的，可以对各个接卡的走向进行标记，从而有效控制其走向。对于无法保持直线的区域，避免铺设弯度过大的排泥管，因为这种管道容易发生淤积，直接影响到工作的顺利开展。三是尽量降低管线高度。这有助于淤泥自然流动，减少工作难度，提高工作效率。具体来讲，要结合施工区域的设计高度来安排管线铺设，注意保证管线始终低于施工高度。

2.5对开挖模式进行优化

绞吸式挖泥船在具体施工过程中，大多采用分层开挖的方法施工，这种方式的优势在于能够有效保证船体的稳定性和安全性，还可以有效减少工作人员的移锚时间。在具体施工过程中，工作人员可以根据施工需要和现场情况，选择符合需要的开挖方式，这需要结合施工现场土质的情况选定。一般来讲，航道土质表现为上软下硬，可以科学选择大分层的开挖方式，从而有效提高工作效率。

3绞吸式挖泥船疏浚实际案例分析

3.1案例基础信息

本方案为南方某电厂配套煤码头港池及航道，此前码头港池及航道已按5万吨级专用煤码头建设完成，通航时间已经达到10年。港池及航道水域设计底高程-13.6m，宽150m，设计超深0.6m，超宽4m。建成使用后，港池及航道水域底高程约-14.2m，宽度为154m。航道经过使用，由于回淤等相关因素导致原有港池及航道水深已不能满足实际需求，需进行疏浚施工[1]。

3.2施工条件

本地已经建成完整航运体系，水路运输条件较完善，施工船舶和其它相关材料和构件可直接水运至现场。陆路交通可利用八所港疏港道路，运输便捷，能够满足实际需要。案例所在区域属热带海洋气候，四季温差不大，气候温和，季风明显，冬半年多偏北风，夏半年多偏南风。查阅本地气候资料可知，本区年平均气温为24.7℃，最热月发生在6月，月平均气温为29.0℃，极端最高气温为36.5℃。最冷月发生在1月，月平均气温为18.6℃，极端最低温为5.0℃。年平均降水量为1009.1mm，年平均降水日数为87.4d，全年降水多集中在5～10月，该6个月的降水量占全年降水总量的90％。

3.3施工准备

施工准备的工作较多，具体来讲，需要根据工程实际情况安排相关的人员组织、设备进场，同时做好相关材料的采购、临时设施的建设等，还要做好相关技术资料、相关施工手续的准备工作[2]。在项目开工前，需要向当地有关部门申请办理水上水下施工作业许可证，提前发布施工信息，避免影响航船正常运行；根据施工需要抛设临时助航标志，帮助船舶掌握正确航向，及时将船舶引到施工区域外，从而避免发生意外情况，保证施工安全和航船安全。

3.4疏浚工程施工工艺

由于本案例中施工区域离卸区较远，距离本工程区域约100公里。为减少施工成本，应用绞吸式挖泥船进行作业，同时配合使用抓斗船。施工期间由于港区需要正常运营，为减少施工干扰，保证施工顺利进行，计划优先安排完成泊位及港池区域，航道区域采用半幅航道施工方式，另半幅正常通航。绞吸式挖泥船是的特点在于能够将挖泥、装泥和卸泥等全部工作统一完成。挖泥船在对应施工区域用疏浚装舱法开挖港池和航道，将装满的泥土驶向倾倒区，在倾倒区内把船舱的疏浚土卸入水中，然后返回挖槽。挖泥时，挖泥船把耙放置在要疏浚的港池、航道上，船往前开，耙就把泥耙起来，耙上装有吸管，船上强有力的吸泥泵把耙起的泥连同水一起吸入它的泥舱中。在泥舱中，泥往下沉淀，水溢出泥舱，这样连续不断的耙吸，直到泥舱中装满了泥。然后开到卸泥区去卸泥，完成挖泥施工。本工程在利用自航耙吸挖泥船施工时，为保证施工区域均衡挖深，采用分带施工方法，分带宽度一般为20m~30m，因挖槽地形存在斜坡状渐变水深情况，横向边坡的放坡宽度须根据水深情况合理放坡，施工中必须利用DGPS定位系统提高分带水深的均一性[3]。本工程在施工过程中，自航耙吸挖泥船采用分段、分带与分层开挖。每段之间搭接100m，在施工中将边坡分成6~8带，由施工船舶划分区段采取分层开挖，分层厚度不超过1m。边坡的开挖采用分层阶梯开挖。

结语

绞吸式挖泥船在实际施工中得到广泛应用，并发挥出积极作用。为了满足实际需要，有时候需要针对挖泥船进行疏浚能力提升，提升的方法较多，可以对绞刀液压系统和传动装置进行改造、调整组合方式、优化设计排泥管的布设、对开挖模式进行优化，等等。本文以某港口航道的疏浚施工为案例，分析了在施工过程中如何根据现场自然环境、运输设备、施工环境等科学施工，从而达到有效提高疏浚效率的目的。

参考文献：

[1]曾建军.不同类型挖泥船疏浚悬浮物影响的对比分析[J].海峡科学,2017(07):56-57.

[2]崔家泰.对绞吸式挖泥船疏浚监控系统构建的论述[J].中国建材,2017(07):134-136.

[3]曾建军.挖泥船疏浚悬浮物源强及环境影响对比分析[J].环境保护与循环经济,2016,36(11):40-42+46.

作者简介：

芮海滨(1975-)，男，毕业于北京工商管理学院，企业管理专业，现任天麒船船长，助理工程师