新型耙吸式挖泥船首部冲沙疏浚方式---“航浚20”耙吸式挖泥船首冲功能的介绍-2010.2
不同类型挖泥船疏浚悬浮物影响的对比分析
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部后 ，稀泥浆从溢流门溢出 ，当吸入的泥浆浓度与溢流 口溢 出浓度基本相同时， 船舱装载的仪器指示泥舱 已经达到满载。
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５ ６
２ ０ １ ７年第 ７期 （ 总第 １ ２ ７期 ）
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底 栖 生物 死亡 、 悬 浮 泥沙影 响水质 进 而对 海 洋生 物造 成 损害 。 １ ． ２ 耙 吸 式挖 泥船 疏 浚及 抛 泥 的影 响 因素 耙 吸式 挖 泥船 是一 种边 走边 挖 ，且挖 泥 、装 泥 和卸 泥等 全 部 工作 都 由 自身来 完 成 的挖 泥船 ， 主要 设 备 由泥 耙 、 泥泵 、 闸阀、 管 道 系统 和泥 舱组 成 。 耙 吸式 挖 泥船 进行 疏 浚作 业 时 ， 挖 泥 船两 侧 配备 的吸泥 耙 头放 置在 疏 浚 的港池 、航道 上 ，船 往前 开 ， 耙 头把 泥耙 起 来 。 吸泥 耙 头上 的 吸泥 管与 泵机 连 接 ， 靠 真空压 力 将 泥 吸进 泥舱 ；泥 舱 两侧 设有 溢 流 门 ，当泥 浆进 入 泥舱 时 ，颗 粒较 粗 的物 质沉 入舱 底 ，泥 浆 量超 过溢 流 门底
升起 ，再 转 动挖 泥 机 到泥 驳将 泥 卸掉 。挖泥 机 又转 回挖 掘 地 点 ，进行 挖 泥 ，如此 循 环作 业 。
１ 不 同类型 挖 泥船 疏 浚对 环境 的 影 响分析
１ ． １ 绞吸 式挖船上装有强有力 的离心泵 ， 船艏装有一个绞刀架 ，挖泥时将绞刀架放下 ，头部的绞刀伸 放到挖泥区的底部 ，旋转绞刀把海泥绞烂 ，在绞刀 口下方利
同挖泥船疏浚产生的悬浮物源强及其环境影响仍缺乏全面系 统的比较分析 ，为此 ，本文通过选取常用的挖泥船作为研究 对象 ，对其悬浮物污染开展综合分析 ，可为疏浚工程环境影 响分析评价 、挖泥船的合理选型等提供理论依据。
新型耙吸挖泥船首部冲沙疏浚方式——“航浚20”耙吸挖泥船首冲功能介绍
１ ８
程 的 喷射水 冲散零 星沙 包 ； 而在航 道水 流速 较慢 、 介 质 容易 沉淀 的工 况下 则 实 行 第 二种 方 式 ， 用 高 压 利
水冲 、 泥泵首 吸 的作业 方式 ， 通过 边喷管 边 喷至距 船
兵 （９ ３ ０ １６ ．４一） 男 ， ， 汉族 ， 武汉人 ， 高级工程师 ， 主要从 事船舶建造管理工作 。
ｈａ ｅ ｎ ｅ ｐ ａｎ ｄ ｂ ｅ ｔｄ ｔ ．Ｉ ａ ａ ｅ ｓａ ｒ ｆｒ ｎ ｅ ｆｒｗａｅ ａ ｒ ｄ ｉｇ ａ ｄ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｓ ｉ ｅ ｉｎ． ｓ ｂ ｅ ｘ ｌ ｉｅ ｙ ｔｓ ａ ａ ｔｃ ｎ ｂｅ ｔｋ ｎ ａ ｅ ｅ ｅ ｃ ｏ ｔｒ ｙ ｄ ｅ ｇｎ ｎ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｈ ｐ ｄ ｓｇ ｗ
浚及工程船 舶设 计领 域的人员具有较好的参 考价值。 ［ 中图分类号 ］ ６４ ３ Ｕ ７ ．１ ［ 文献标识码 ］ Ａ ［ 文章 编号］０ １ ８ ５ ２ １ ） １— ０ ８— ４ １０ —９５ （００ Ｏ ０ １ ０
Ａ ｎ ｗ ｔａｌ ｇｓｃｉｎ ｄ ｅ ｇ ｒｗ ｔ ｏ ｊｔ ｎ ｒｄ ｉｇ ｅ ｒｉｎ ｕ ｔ ｒｄ ｅ ｉ ｂ ｗ－ ｔ ｇｄ ｅ ｇｎ ｉ ｏ ｈ ｅｉ ｏ ｏ ｊｔ ｎ ｆ“ ｎ Ｓ ｏ２ ” ｎ ｂ ｗ－ ｔ ｇｏ Ｈａ ｇ ｕ ０ ｅｉ
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耙吸式挖泥船工作原理
耙吸式挖泥船工作原理
耙吸式挖泥船是一种常用于清理和挖掘水道、港口等水域淤泥的设备。
它的工作原理是利用耙吸头下沉、挖泥和吸泥泵的组合操作。
首先，在挖泥船进入工作区域后，挖泥船的吸泥泵开始运转。
吸泥泵通过压力差将水泥和泥浆吸入耙吸头中。
接下来，耙吸头下沉到泥底。
通过吸泥泵的作用，泥浆被吸入耙吸头的吸泥管道中。
同时，耙吸头的刀齿会将泥底的固体物质削刮起来，使其与泥浆混合。
随着吸泥过程的进行，吸泥泵将耙吸头内部的泥浆吸入船体中的泥仓。
在泥仓中，泥浆会经过过滤和分离设备的处理，得以分离出水分和固体颗粒。
当泥仓内的固体颗粒达到一定的容量时，挖泥船会前往设计好的泥浆卸放区域。
在该区域，挖泥船会打开泥仓，将固体颗粒排放至指定的位置，使其形成新的陆地或其他用途。
整个耙吸式挖泥船的工作过程是一个连续循环操作。
通过不断下沉、吸泥、过滤和卸放的步骤，挖泥船能够高效地清理水道和港口的淤泥，保持航道的畅通。
挖泥船的作用与功能
百度文库- 让每个人平等地提升自我！111 挖泥船的作用与功能挖泥船，其实就是负责清挖水道与河川淤泥，以防止交通堵塞，方便船舶顺利通过。
挖泥船有六种，他们分别是耙吸式，链斗式，绞吸式，铲斗式，抓斗式，斗轮式。
挖泥船的工作原理耙吸式挖泥船耙吸式挖泥船是吸扬式中的一种。
它通过置于船体两舷或尾部的耙头吸入泥浆，以边吸泥、边航行的方式工作。
耙吸式挖泥船机动灵活，效率高，抗风浪力强，适宜在沿海港口、宽阔的江面和船舶锚地作业。
链斗式挖泥船链斗式挖泥船是利用一连串带有挖斗的斗链，借上导轮的带动，在斗桥上连续转动，使泥斗在水下挖泥并提升至水面以上，同进收放前、后、左、右所抛的锚缆，使船体前移或左右摆动来进行挖泥工作。
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挖取的泥土，提升至斗塔顶部，倒入泥阱，经溜泥槽卸入停靠在挖泥船旁的泥驳，然后用托轮将泥驳拖至卸泥地区卸掉绞吸式挖泥船绞吸式挖泥船是目前在疏滩工程中运用较广泛的一种船舶，它是利用吸水管前端围绕吸水管装设旋转绞刀装置，将河底泥沙进行切割和搅动，再经吸泥管将绞起的泥沙物料，借助强大的泵力，输送到泥沙物料堆积场，它的挖泥、运泥、卸泥等工作过程，可以一次连续完成，它是一种效率高、成本较低的挖泥船，是良好的水下挖掘机械。
铲斗式挖泥船铲斗式挖泥船是单斗挖泥船的一种，它可以集中全部功率在一个铲斗上，进行特硬挖掘。
它利用吊杆及斗柄将铲斗伸入水中，插入河底，海底进行挖掘，然后由绞车牵引将铲斗连同斗柄，吊杆一起提升，吊出水面，至适当高度，由旋回装置转至卸泥或泥驳上，拉开斗底将泥卸掉，再反转至挖泥地点。
抓斗式挖泥船抓斗式挖泥船是利用旋转式挖泥机的吊杆及钢索来悬挂泥斗；在抓斗本身重量的作用下，放入海底抓取泥土。
然后开动斗索绞车，吊斗索即通过吊杆顶端的滑轮，将抓斗关闭，升起，再转动挖泥机到预定点（或泥驳）将泥卸掉。
挖泥机又转回挖掘地点，进行挖泥，如此循环作业。
挖泥船的作用是不可小看的，在交通枢纽中有着很大的贡献。
自航耙吸式挖泥船艏吹施工技术
自航耙吸式挖泥船艏吹施工技术◎ 刘冰 上海交通建设总承包有限公司摘 要：唐山曹妃甸港常采用自航耙吸式挖泥船首尾吹挖法，在航道、港池及锚地等部位进行作业。
采用这种方法，既能提高作业效率，又能节约成本，而且能减少挖泥船与正常航行船之间的碰撞，保证进、出船作业的顺利进行。
针对这一现状，结合河道疏浚和清淤实践，对自航耙吸式挖泥船艏吹的施工工艺进行了分析，以期对类似工程有一定的借鉴意义。
关键词：自航耙吸式挖泥船；艏吹；施工工艺；工效分析根据其工作原理，可将其划分为两类：水力式和机械式。
其中，水力挖泥船的工作原理是：在大部分的挖泥船中，首先用高压水洗净淤泥，或者用绞刀、耙头对淤泥进行切割，然后在水下泥泵的抽吸作用下，将淤泥与水流的混合物（淤泥）通过吸泥管道流入舱内泵，再通过舱内泵输送出去。
水力挖泥船有绞吸式、耙吸式、无绞吸式、气动力挖泥船。
在具体的工程实践中，选择机械时应先选定主挖泥船，再根据主挖泥船和其他辅机，如拖轮、泥驳船等，形成一个整体的疏浚团队。
若选用自航耙吸挖泥船，因其具备自挖、自装、自运、自卸等完整功能，故无需另设辅助船舶就可完成疏浚及疏浚土的运送。
耙吸船通常采用旁通或边抛法、装舱法、吹填法等三种不同的施工方法。
1.工程概况该项目是唐山曹妃甸港区东段主要航道（前三港池航道）305#—309#浮标的养护和疏浚。
该工程的主要工作包括：疏浚工程、围堰加固。
本项目计划在工程航道区的回淤区进行一次疏浚和清淤，其底高程为-10.5m。
河床底部宽150m，河长1970m，河床挖泥方14万m3。
将开挖出来的土石用挖泥船运输到靠近纳泥区的指定海域，从疏浚区到纳泥区的距离大约24km。
该项目的重点是对现有的陆地贮泥区域周围的围堰进行培土、加固，采用岸基回填的方法，并在围堰西侧埋置排水管道。
工程位置见图1。
2.艏吹施工技术的适用条件自航耙吸船艏吹是当前港口工程中应用最多的一种方式，其主要形式是：自航耙吸船挖掘出一条可供航行的水道或港池，将淤泥装载到吹填区，再由其自备的泥浆泵将淤泥吹填到造陆区。
耙吸船艏吹作业工艺简介
耙吸船艏吹作业工艺简介前言自航耙吸船艏吹施工目前广泛地在港口建设中被采用，通常表现为自航耙吸船开挖航道或港池等通航水域，泥舱内满载疏浚土运往吹填区，然后通过自身的泥泵将泥舱内的疏浚土吹填至造陆区。
耙吸船艏吹施工既有效地满足了造陆用土的需求，同时也减少了疏浚弃土外抛，更加环保。
锦州港目前正在建设25万吨级一期工程，为满足日益增长的进出港船舶密度及港口运量大幅增长的需要，锦州港主航道在原有基础上两边各拓宽50m，并综合考虑2-7km段土质主要以中粗砂为主，为取得较好的经济效益，合同要求艏吹200万方形成码头后方陆域。
项目部根据合同要求，利用“万顷沙”进行艏吹施工，本文正是从锦州工地实际施工情况出发，结合我司自2004年以来对耙吸船艏吹施工工艺的研究成果，对耙吸船艏吹作业工艺进行以下阐述。
一、工艺介绍1、吹填接管。
接吹管线的设备包括浮管接头、船艏接头及其他联接件等。
接吹管线的联接步骤为：将浮管管线和接头浮在水面，用一段耐磨钢丝将接头联接固定于小艇，等候施工船舶的到来；现场检查确认施工船舶艏接头的液压锁定装置处于打开位置；下降施工船舶艏绞车钢丝绳至下部小艇处；将浮管接头与船艏接头联接后小艇离开；开动绞车，将浮管管系绞向船艏，水上浮管慢慢上升；将公头提升至其与母头紧密贴合为止，然后停止绞车；现场检查接头间隙不超过10mm，关闭液压锁销；水上接头要与船上接口保持上下垂直位置，需要驾驶员把船舶位置调整好；联接完毕报告驾驶员后，方可开始作业。
2、艏吹施工。
（1）准备工作。
首先要检查各种吹填设备是否良好、安全、可用；各类人员配备到位；检查挖泥系统，调整挖泥模式提前做好吹填准备工作；当班驾驶员根据船舶离吹填区域的距离提前通知船艏部接管线人员做好抛锚、接管线的准备工作。
（2）吹填管线布设的检查。
水上管线（自浮管）的长度要适宜，管位固定锚要牢固，特别是自浮管要在两侧同时下固定位锚，不能因风浪原因而造成浮管的偏移；确保施工船处在安全的水域，解缆小艇在接水上接头前应将固定短细缆和耐磨钢丝放置在艇上，施工船接近时，快速连接施工船送下的绞车钢丝（上下快速接头连接），解缆小艇和管线要设置闪光灯以便在夜间显示其位置，保证施工船的安全操作。
航道疏浚工程施工设备
航道疏浚工程施工设备随着我国经济的快速发展，内河航运业日益繁荣，航道疏浚工程作为保障内河航运安全、提高航道通行能力的重要手段，其市场需求不断增长。
航道疏浚工程是一项复杂的系统工程，涉及到的施工设备种类繁多，性能各异。
本文将对航道疏浚工程施工设备进行简要介绍。
一、耙吸式挖泥船耙吸式挖泥船是航道疏浚工程中应用最广泛的施工设备之一。
它通过旋转的耙头将河床上的淤泥捞起，然后通过泥泵将泥浆输送至船上，实现挖泥作业。
耙吸式挖泥船具有挖掘深度大、生产效率高、操作简便等优点，适用于各种复杂的地质条件和水域环境。
二、绞吸式挖泥船绞吸式挖泥船是通过旋转的绞刀将河床上的淤泥切割成泥块，然后通过泥泵将泥浆输送至船上。
绞吸式挖泥船具有挖掘力强、适应性强、施工速度快等优点，适用于淤泥、黏土等软质土层的挖掘。
三、吹填式挖泥船吹填式挖泥船是通过吹气将河床上的淤泥吹起，然后通过泥泵将泥浆输送至指定地点进行吹填作业。
吹填式挖泥船具有吹填效果好、施工速度快、环境影响小等优点，适用于吹填工程和浅水区域的航道疏浚。
四、自航式挖泥船自航式挖泥船是一种具有自主航行能力的挖泥船，它可以在没有引航员的情况下，自主完成挖泥作业。
自航式挖泥船具有操作简便、施工效率高、安全性好等优点，适用于远洋和沿海水域的航道疏浚。
五、施工辅助设备除了上述主要的挖泥船之外，航道疏浚工程还需要大量的施工辅助设备，如泥浆处理设备、泥浆储存设备、疏浚测量设备、疏浚监控设备等。
这些设备的使用可以提高施工效率，保证施工质量，确保施工安全。
总之，航道疏浚工程施工设备是保障航道疏浚工程顺利进行的重要基础。
在实际施工过程中，根据不同的地质条件、水域环境和施工要求，合理选择和配置施工设备，可以提高施工效率，保证施工质量，降低施工成本。
随着科技的不断进步，未来航道疏浚工程施工设备将更加智能化、高效化，为我国内河航运事业的发展提供有力保障。
耙吸式挖泥船主要技术性能介绍
耙吸式挖泥船主要技术性能介绍
耙吸式挖泥船技术性能主要技术参数有舱容，挖深，航速，装机功率等。
骑在挖泥作业中最大特点是各道工序都有挖泥船本身单独完成，不需要其他辅助船舶和设备来配合施工，其优点为：
1.具有良好的航海性能，在比较恶劣的海况下，仍然可以继续进行施工作业。
2.具有自航，自挖，自载和自卸功能，在施工作业中不需要拖轮，船驳等船舶。
另外，因船驳可以自航，调遣十分方便，自身能迅速转移至其他施工作业区。
3.在进行挖泥作业中，不需要锚缆索具，绞车等船驳移位，定位灯几句设备，而且在挖泥作业中处于船舶航行状态，不需要占用大量水域或封锁航道，施工中对在航道中的其他船舶航行影响很少。
鉴于耙吸式挖泥船的以上优点，故而为世界各国疏浚河港广泛使用，其自航自载性能使其特别适合于水域开阔的海港和河口港较长距离的航道施工。
耙吸式挖泥船最早多用于疏浚中挖掘淤泥和流沙等，近年来，由于疏浚技术的发展，耙吸式挖泥船性能不断改进，如安装各种新型耙头，各种不同形式的耙齿，以及御用高压冲水和潜水泵等。
也能够挖掘水下的黏土，紧实的细沙以及一定程度的硬质土和含有相当数量卵石，小石块的土层等。
耙吸式挖泥船也存在一些不足之处，主要是在挖泥作业中，由于船舶实在航行和漂浮状态下作业，所以挖掘后的土层平整度要差一些，超挖土方往往比其他类型的挖泥船多一些。
耙吸式挖泥船一般以其泥舱的容量来衡量挖泥船的大小，按舱容来进行标定公称规格，小型耙吸式挖泥船的舱容几百立方米，而大型挖泥船舱容达到几千立方米至几万立方米，目前世界上最大的耙吸式挖泥船舱容已达到3.3万立方米，最大挖深已超过100米。
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[研究与设计]新型耙吸挖泥船首部冲沙疏浚方式3———“航浚20”耙吸挖泥船首冲功能介绍王 兵(长江航道局 武汉430010) [关键词]浅水航道疏浚;首冲作业;试验[摘 要]从用户角度对一型用于张江超浅水域航道疏浚的特种挖泥船“航浚20”的作业方式以及作业装置的功能和实船试验进行了介绍,以试验数据说明了首冲装置结构的安全性和首冲疏浚方式的有效性。
对从事航道疏浚及工程船舶设计领域的人员具有较好的参考价值。
[中图分类号]U674.31 [文献标识码]A [文章编号]1001-9855(2010)01-0018-04A new tra ili n g sucti on dredger with bow2jetti n g dredgi n gon bow2jetti n g of“HangSuo20”W ang B ingKeywords:shall ow water way dredging;bow2jetting;testAbstract:This paper p resents the operati on,equi pment functi on and full scale test of a s pecial dredger“HangSuo 20”,which dredges in ZhangJ iang shall o w water way,and safety of bow2jetting structure and its dredging validity has been exp lained by test data.It can be taken as a reference f or water way dredging and engineering shi p design.0 引 言长江航道局“航浚20”是一艘具有首冲功能的300方自航耙吸式挖泥船,为解决浅水航道疏浚的难题,该船研制配备了折臂式首冲装置,实现了首冲作业和传统的耙吸作业相结合的新的疏浚方式。
与一般耙吸挖泥船相比,该船最显著特点在于具有在超浅吃水(1.8m～2.0m)情况下的首部冲沙功能。
该功能既可以实现超浅航道的喷冲疏浚作业,也可利用喷冲功能清除航道的零星沙包,使船顺利进入航道水域进行高效的耙吸作业。
1 首冲装置的主要结构和功能首冲作业方式是利用该船浅吃水的特点,在其他耙吸式挖泥船无法进槽施工的情况下进点作业。
首冲作业具有两种方式:为了清除航道上的零星沙包,一般采用泥泵在高转速下提供大流量的压力水进行首冲作业;在水流较缓的作业区域,则利用泥泵配合高压冲水泵进行首吸边喷作业。
此时,开动高压冲水泵至首冲管架进行首冲作业,同时由泥泵通过艏部水下两舷开口将冲起的泥沙吸入,首吸后经边抛管排出舷外。
通过上述两种方式实现首冲作业,既可利用耙吸作业系统的管路及设备,又具有相当的灵活性。
第一种喷水疏浚方式针对有零星沙包且流速较快、介质沉淀速度慢的航道疏浚中,其通过大流量、低扬程的喷射水冲散零星沙包;而在航道水流速较慢、介质容易沉淀的工况下则实行第二种方式,利用高压水冲、泥泵首吸的作业方式,通过边喷管边喷至距船81第1期SH I P&BOAT NO.1 3[收稿日期]2009-11-28[作者简介]王 兵(1963.04-),男,汉族,武汉人,高级工程师,主要从事船舶建造管理工作。
舯25m 以上的船侧。
1.1 首冲装置结构本船首冲装置装设于船首。
首冲装置为液压折臂喷射架型式,由主、副臂架、油缸、回转支承、橡胶软管及蓄能器等组成,见图1。
首冲管架结构为管式结构,其结构示意图见图2。
喷冲水流经DN 450的喷水管穿过上甲板分为两路,通过两根DN 350的橡胶软管接至下臂架上的两根DN 300的冲水管,再流至冲水管内喷嘴喷出。
图3为高压冲水作业图。
图1 首冲管架实图图2 首冲管架结构示意图图3 高压冲水作业图66只DN 28mm 的喷嘴安装于首冲装置首部冲水管内,喷嘴材料为高分子耐磨材料。
按照设计要求,当采用泥泵进行首冲作业时,泥泵为高转速运转,流量为3000m 3/h 、扬程25m ,喷嘴喷口速度～16m /s;当采用高压冲水泵进行首冲作业时,将首冲管架上的56只DN 28mm 的喷嘴闭塞,其余10只喷嘴的喷口速度可达到26m /s 。
1.2 首冲作业控制系统及补偿功能1.2.1 首冲作业液压系统工作原理简介首冲装置采用液压系统进行控制(见图4)。
进行首冲作业时,电磁铁Y21得电、副臂架油缸作用、首冲副臂架向外伸展至极限位置、限位开关S15作用、Y21失电、Y23得电、副臂架油缸的两腔与蓄能器通过插装阀相互连通。
此时,电磁铁Y19得电、首冲主臂架油缸外伸,同时结合首冲管架位置显示仪下放首冲管架至所需挖深;或当首冲管架放至极限位置时,S13作用、使Y19失电,主臂架油缸停止动作,首冲装置处于工作状态。
图4 首冲装置液压系统原理图首冲作业结束时先收主臂架,再收副臂架;回收时Y20得电、主臂架回收至下放前位置、限位开关S12作用、Y20失电、同时Y23失电,连接首冲副臂架油缸两腔与蓄能器的插装阀回复至关闭位置。
此时,Y22得电、副臂架油缸回收至下放前位置、副臂架油缸限位开关S14作用、Y22失电,首冲架恢复至下放前位置。
1.2.2 首冲装置蓄能器自动补偿功能的实现在以上的控制功能中,首冲作业时最为重要的是首冲装置蓄能器自动补偿功能的实现。
蓄能器有效工作容积为200L,设定补偿压力为30kg/c m 2～9140kg/c m2,以保证在首冲作业碰上<1000kgf的障碍物时能正常作业,超过时则蓄能器自动补偿使副臂架油缸回收,起到安全保护的作用,这时油缸两腔中的液压油被蓄能器吸收;首冲装置越过障碍物时,在蓄能器的作用下副臂架油缸自动恢复,蓄能器中的液压油返回油缸的两腔。
首冲作业深度为2.3m ～2.8m,通过两个单级行程为2427mm的双级伸缩式套筒油缸的变幅进行调整。
2 试验实施概况作为一种全新的疏浚方式,首冲疏浚效果、首冲管架结构强度及补偿功能安全可靠性、控制系统有效性都处于理论设计层面,实用效果没有外部同类船型实例可佐证。
为了检验该船首冲功能的实现情况,积累技术数据和经验,长江航道局成立了实船测试组,并于2005年4月三次在该船上进行了首冲功能检验性作业试验。
2.1 试验考核目标首冲装置结构性能、首冲作业控制系统及补偿功能、首冲作业疏浚效果。
2.2 试验实施步骤(1)在“航浚20”进入施工水域前,由航道部门测量施工水域水深及流速,绘制施工水域航行作业图;(2)船舶离开码头,在进入施工水域前完成相关准备工作:开启液压系统、挖泥控制系统等,打开挖泥产量计和DGPS工程定位仪;(3)船舶进入施工水域后,根据实际水域水深情况进行调载,达到首冲作业水深条件时,针对零星流沙包进行高压冲水泵首冲作业;(4)“航浚20”作业完毕退出作业水域后,由航道部门测量施工水域水深,绘制航道变化图。
2.3 试验区域及作业方式的选定首冲作业方式的选区主要根据施工水域自然条件,在流速较大水域(2m/s左右)一般采用泥泵在高转速下提供大流量的压力水进行首冲作业;在流速较平缓区域,一般选用高压冲水泵冲水,泥泵首吸进行作业。
此次试验作业区域选在长江武汉白沙洲水道洲尾长约600m、宽约15m的水域,江水流速约0.5m/s,水深在2.3m～2.8m。
考虑到该水域水流较缓的实际条件,此次试验选取了高压冲水作业方式。
2.4 首冲作业时间、次数(1)4月8日从11∶53到15∶00首冲作业3次;(2)4月14日从10∶27到18∶00首冲作业5次;(3)4月15日从9∶48到11∶52首冲作业2次。
2.5 试验测量分别于4月13日下午和4月15日下午作了疏浚前和疏浚后水下地面高程测量;作业过程中应用船载GPS记录船舶作业航迹,运用船载挖泥显示系统描述记录首冲管架运动轨迹。
2.6 试验过程测试组通过挖泥监控显示装置对首冲作业时的管架运动状态进行了纪录,用船载GPS对航行轨迹作了记录,见图5,图6。
图5 主臂架伸出运动过程中的管架位置示意图图6 冲水作业时管架位置示意图在试验作业中,首冲装置主、副臂架各传感器工作正常,除Y23电磁阀出现过短暂故障外,其余电02第1期SH I P&BOAT NO.1磁阀工作正常,主液压控制回路、工作回路工作正常,能有效传递控制信号和工作能量。
在高压水首冲试验过程中,0.1kn ～2kn 的航速,首冲管架整体能承受船舶前进中触及沙包、浅滩时受到的冲击外力,结构强度足够,没有产生大的明显的结构变形;主、副臂架收放自如,各油缸工作正常,能收放到位;各回转支承能起到机械补偿作用,保证管架整体运动平稳;各橡胶管能有效伸缩,传递扭矩;在高压水冲击下的运动中,水路各联接处有效密封,没有大的渗漏现象;首冲高压水从喷嘴出来成柱状。
表1与图7是4月15日上午10∶18～10∶32作业时间段的一组记录数据及分析图示:表1 实验测量数据记录表时间经纬度坐标航速(kn )首冲管中心相对基线距离(m )10∶18N30°30.24E114°15.800.2-0.18610∶20N30°30.24E114°15.800.2-0.20310∶23N30°30.24E114°15.800.1-0.19510∶25N30°30.23E114°15.790.1-0.19810∶27N30°30.23E114°15.790.4-0.09010∶19N30°30.22E114°15.780.5-0.14410∶30N30°30.21E114°15.770.2-0.04910∶32N30°30.21E114°15.76船舶搁浅-0.057图7 时间———首冲管中心相对基线距离趋势分析图 从这一组数据以及“时间—首冲管中心相对基线距离趋势分析图”可以看出,首冲副臂架挖深随着河床的变化发生着变化,副臂架能在遇到障碍物时自动回收、下放,蓄能器补偿功能实现较好,能在首冲作业中对首冲管架起到保护作用。
基于以上试验结果,测试组认为,“航浚20”首冲管架及其蓄能器能按照其设计原理实现作业,控制系统工作有效,补偿功能工作正常,能起到对管架的保护作用。
2.7 首冲作业效果测量在4月13日(施工前)和4月15日(施工后)对施工水域进行了水深测量,测图比例为1∶1000,水深测量精度为0.1m 。
在试验作业后,根据作业前后水深测量图,航道部门依据“航浚20”自带DGPS 航迹定位坐标对作业航迹的水下地形高程进行了对比分析,分析结果显示,施工水域的水下地形高程有一定降低,降低幅度在0.1m ～0.3m 。