提高耙吸船生产效率的几种方法

    郭子华

    

    摘 要：我国现有自航耙吸挖泥船施工效率相对较低，无法达到使用要求，这对于施工方及运营商都是不利的。本文结合工程实例，分析与研究了提升自航耙吸挖泥船施工效率的措施，主要包括改进耙头、增加泥舱消能装置、增加高压冲水改进泥泵转速等方面，旨在为相关研究和实践提供参考。

    关键词：自航耙吸挖泥船；施工工艺；施工效率

    中图分类号：U615.35 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2017）03-0054-01

    1 工程简介

    （1）工程规格。长江口12.5米深水航道维护疏浚工程B标段，地点位于上海市境内的长江口南港-北槽河段水域，东自长江口灯船起，西至长江口南港下端。本工程为维护性疏浚，主要施工区段包括D3.2、D3.3、D3.4区段，总长46.139km。维护底宽350m，维护水深-12.5m（理论最低潮面）。其主要规格见下表1：

    （2）土质。本工程施工土质均以松散的粉细沙和软弱的淤泥、淤泥质土层组成。

    （3）抛泥区。本工程设有3个抛泥区和4个抛泥坑。施工分单元进行，施工单元根据测量的水深情况由建设方指定，施工位置抛泥按建设方指定时间、指定的地点严格执行。

    2 工程相关因素分析

    2.1 施工地段与施工工艺之间的关系

    在本次吸挖泥工程中，主要采用的方法为装舱溢流法，即在施工中泥舱被装满以后，在一定时间溢流后放掉泥舱上层浑水，这样就可以让密度较大的泥沙沉淀下来，在泥舱被装满以后，将船舶行驶到事先设定好的抛泥区与抛泥坑附近。由于施工地段并不相同，所以，采用的施工工艺也存在差异，在施工中，各个段之间的搭接长度控制在100m左右，无论哪段维护深度与维护底宽都被控制在合理范围内，维护深度均为-12.5m，维护底宽为350m。尽管本次工程所涉及的地段绝大部分土质相对松软，但个别地方尤其是航道较浅的地方不仅存在水深落差较大的情况，还存在路线较长等情况，并不利于挖掘，所以，在实际施工中对各个航道浅点做了编号，并用进退位的方式完成挖掘，逐渐将浅点挖除，这在一定程度上有效提升了施工效率。

    2.2 本工程施工中影响生产效率的主要因素

    （1）耙头偏小，单次过耙范围窄。

    （2）疏浚土为淤泥土质，泥浆悬浮不易沉淀。

    （3）施工区都为大型耙吸船，抛泥坑通道较窄，不能满足多艘船舶同时抛泥，施工船抛泥需排队进入。

    3 提升自航耙吸挖泥船施工效率的措施

    3.1 改进耙头

    对于自航耙吸挖泥船来说，主要挖掘工具是耙头，它也是最重要的疏浚工具，其质量与整体效益如何将直接影响到挖泥船生产，要提升自航耙吸挖泥船施工效率，就要具有先进合理的挖掘耙头。

    在施工的过程中，发现耙头存在一下缺陷：①耙头宽度小，单次过耙范围较为狭窄，导致施工效率较低；②耙齿密度小，形状设计和排列方式不合理，存在沟落差大、隆起深度不达标及凹陷部分超深等问题，不仅影响生产效率，且不经济。

    针对耙头的上述缺陷，经过力学分析和模拟实验之后，提出了以下改进方案：首先，增大耙头宽度，从原来的2.95m增大为3.95m，并增大耙齿的密度，变为原来的两倍；第二，将耙齿原来的“一字”型平型排列方式优化改进为前后交错排列方式，将耙齿的尖优化为平齿。

    3.2 增加泥舱消能装置

    针对耙吸船泥门开闭时间相对较长的问题，联合设计单位调整优化液压系统，增加液压流量，提高泥门运行速度，缩短抛泥时间。

    3.3 增加高压冲水

    耙头采用高压冲水挖泥，可增大疏浚物的含水量、改变疏浚物级配程度，使疏浚物膨胀松散，进而提高挖掘效果。

    齿间的高压冲水可提高耙齿的切削深度和宽度，耙头内部的高压冲水可增大补水，加强土质的液化效果。

    3.4 改進泥泵转速

    通过进行降低泥泵转速对提高装舱量的施工试验，以降低泥浆进舱流速，利于沉淀。

    参考文献：

    [1]刘海斌，王忠贤.新型主动耙头的开发和应用[J].船舶，2014，06（26）：66-68.

    [2]林木森.国外疏浚船舶和疏浚技术发展动态[J].上海航道科技，2014，03（23）：13-15.