耙吸挖泥船的结构设计特点
耙吸式挖泥船油舱柜的布置与设计
耙吸式挖泥船油舱柜的布置与设计饶广龙 张宇凡（中国船舶及海洋工程设计研究院 上海 ２０００１１）［摘 要］作为水力式挖泥船的一种，耙吸式挖泥船设置了具有大开口、大舱容的泥舱，用于装运从海底挖出的泥沙，并具有自航能力。
文中结合耙吸式挖泥船特有的设备配置情况及船型布置特点，统筹规范要求及实船运用情况，总结归纳出燃油舱、滑油舱及油渣舱等在设计与布置时的特点及制约因素，并针对性地提出合理化建议和较优方案，为今后该类型船舶的油舱柜设计与布置提供参考与指导。
［关键词］耙吸式挖泥船；油舱；优化设计［中图分类号］ U662.2 ［文献标志码］A ［文章编号］1001-9855（2022）03-0050-08Arrangement and Design of Oil T anks in Trailing Suction Hopper DredgerRAO Guanglong ZHANG Yufan(Marine Design & Research Institute of China, Shanghai 200011, China)Abstract: As a kind of hydraulic dredger, trailing suction hopper dredger (TSHD) is equipped with a mud tank with large opening and large tank capacity. It is a self-propelled vessel that can be used to transport the sand and silt excavated from the seabed. Combined with the unique equipment configuration and general arrangement of the TSHD, the specification requirements and the application on full-scale ships are coordinated to summarize the characteristics and constraints of the design and arrangement of the fuel oil tank, the lubricating oil tank and the sludge tank of the TSHD. Reasonable suggestions and optimal solutions are given, which provide references for the design and arrangement of the oil tanks for this type of ships in the future.Keywords: trailing suction hopper dredger (TSHD); oil tank; optimization design收稿日期：2021-09-26；修回日期：2021-11-10作者简介：饶广龙（1988-），男，硕士，工程师。
吸耙式挖泥船
第二章耙吸式挖泥船图2-1耙吸式挖泥船示意图2.1耙吸式挖泥船概述一、特征耙吸式挖泥船是自航式的深海或内陆船，如图2-1所示。
耙吸式挖泥船通常配备有泥舱和挖泥设备,可以自行装舱和卸载。
按照设计标准，耙吸式挖泥船装备有：1.带有吸嘴的耙吸管，即耙头，挖泥时用于耙吸海床；2.泥泵，用于耙吸被耙头耙松了的土壤；3.泥舱，可堆存耙吸的泥水混合物；4.溢流系统，用于排出泥舱装舱过程中多余积水；5.位于泥舱内的底门，用于卸载泥水混合物；6.位于甲板上的支架，用于起吊耙吸管；7.波浪补偿器，用来补偿耙头与海床接触时耙头与船体垂直方向的相对运动。
二、应用领域耙吸式挖泥船的应用广泛，在疏浚业被美名为孺子牛”耙吸式挖泥船工作过程中不需要抛锚定位，因而不会给其它船舶的航行造成障碍。
早期耙吸式挖泥船主要用于加深和维护航道。
如今的耙吸式挖泥船还可用于围海造田。
例如，一项在远东的疏浚工程就是先使用耙吸式挖泥船将受污染的土壤挖掘去除，然后完全填埋，并平铺一层砂砾。
与其它疏浚设备相比，在实际施工中，若填埋沙坑的不良土壤区域太大而不能直接排放及提供管道线路排泥时应优先考虑使用耙吸式挖泥船。
耙吸式挖泥船的主要优点：1.船体不在固定位置上工作，故没有抛锚用绳缆，而可以自由移动，这对于海港区域的疏浚是非常重要的；2.耙吸式挖泥船非常适合远海疏浚作业。
可被耙吸的物质主要是淤泥和沙子，黏土有时也可被耙吸上来，但易造成耙头和栅栏（置于耙头内后部）的堵塞。
用耙吸式挖泥船来挖掘岩石在大部分情况下是不经济的，耙头要求非常沉重，而且产量一般很低。
三、历史1895年法国为维护St.Nazaire港而制造出耙吸式挖泥船，这艘挖泥船装有两套耙吸管系统，由带孔的管状物与船体底部相连。
挖掘的物料如淤泥可通过船体底部的洞被离心式蒸汽泵经管道吸入至船舱。
i i ah - rii * ■■图2-2 1859年法国的耙吸式挖泥船带有泥舱和耙吸管系统的自航式挖泥船--耙吸式挖泥船，起源于stab suction hopper dredger，是荷兰疏浚工业重要发明之一。
“通程”号超大型耙吸挖泥船开发设计
供 电。
挖深一 管接 长并 与船 基线 为 ４ 。 耙 ５夹角 挖深一 用水 下泵 、耙 管接 长 与船基 线 采 为 ４。 ９夹角 推进 柴油 机 ２台 轴带 发 电机 ２台
发 电机组 ３台
４ ５ ｍ ８ ｍ ５
通大学工程硕士在读 ， 从事船舶及海洋工程
总体设计工作 ，“ 通程 ”号耙 吸挖泥船总 设 计师 。 收稿 日期 ：２ １．１１ ０ ０１．７
艉楼 、钢质焊接、流线型、带球鼻艏的 自航耙吸挖
泥船 ，主 要用 于 沿海 港 口的航 道疏 浚和 吹填 作业 ， 并兼 作海 岸维 护工 程 ，可 于无 限航 区进行 调遣 。
舱 甲板 取 代 原 来 的 主 甲板 。作 为 新 的 主 甲板 ， 相
１． ｎ ４ ｋ ，然后对尺度、型线、功率分配等主要参数 ５
进 行分 析和 优化 ，最后 确定 本船 最大 的泥舱 容积 为 １ Ｏ０ ，见表 １ ８ ０ ｍ 。分析 国 内外 同类 型船 舶 的主 尺
度 ，决 定该 船 的长 宽 比略大 于 ５ 。以适 当 的长宽 比
近海 （ 作业环境条件一般较好 ）疏浚作业过程 中提
２ 关键技术及 系统配置
２１ 最 大舱 容和 主尺度 ． 泥舱 的设 置与 全船 的尺 度 、主 要设 备 的配置 紧 密 相关 。 该船在 设 计伊 始 ，已先 行确 定 了主机 设 备 ， 为 ２台 ６ ０／ ｎ ８ ０ ｋ 的主柴 油机 。 ０ ｒ ￣ ０ Ｗ ｍｉ ７ 约定 航速 为
摘要 ：阐述 了 ７ ８研究所 自主开发设计 的国内第 一艘超 大型挖泥船 ，采用 全通 甲板，适用 于深、远海作业 ；泥舱 ０ 舱容达 １ ３４ ，最大挖深 可达 ８ ｍ，为 目前 中国设计 建造 的最大舱容 、最大挖深 的深水疏浚工程船 ；疏浚设备 ８ ７ ｍ ５ （ 即：泥泵 、水下泵 、高压冲水 泵等 ）采 用全变频 电力驱动 ，泥舱首次采用箱形泥 门形式 。 关键词 ：超大型耙吸挖泥船 ；全通 甲板 ；大挖 深；水下泵； 电力驱动疏浚设备 ；箱形泥 门 中图分类号 ：Ｕ ７ ．１ ６ ４３ 文献标识码 ：Ｂ 文 章编 号：１０ —９ ２２ １） ２０ ２ ．４ ０ ５９ ６ （０ １ ０ ．０ ９０ Ａ ｓｒｃ： ｈｓ ａ ｅ ａｏａｅ ｈｎ ’ｆ ｓｊｍｂ Ｓ ｄｐ ｎ ｅｔ ｅｉ ｅ ｙＭＡＲ Ｃ Ｔ ｉｖ ｓｅ ａｏ ｔ ｆ ｓ ｂ ｔａｔ Ｔ ｉｐ ｐ ｒ ｌｂ ｒｔｓ ｉａＳ ｒｔｕ ｏＴ ＨＤ ｉ ｅｅ ｄｎｌ ｄｓ ｎ ｄｂ ｅ Ｃ ｉ ｎ ｙ ｇ Ｉ ． ｈｓ ｅｓｌ ｄｐｓ ｕｈ ｌ
超大型自航耙吸挖泥船“Cristobal Colon号”的设计理念
超大型自航耙吸挖泥船“Cristobal Colon号”的设计理念Jan de Nul集团建造新船的计划里包括两艘超大型自航耙吸挖泥船。
第一艘是已经服役的“Cristobal Colon号”，第二艘是还处在组装阶段的“Leiv Eiriksson号”，现在还待在一家西班牙船厂里面。
这两艘挖泥船的舱容量为46,000m3，打破了世界纪录。
这两艘挖泥船的疏浚能力是其它挖泥船望尘莫及的，与其疏浚能力相当的挖泥船只有Van Oord加长后的“HAM 318号”和Boskalis 的“Queen of the Netherlands号”。
“Cristobal Colon号”的主要尺寸在Jan de Nul的官网里面可以找到这两艘挖泥船的精确尺寸。
“Cristobal Colon号”的主设计参数是舱容量为46,000m3，而“Vasco da Gama 号”（2000年设计建造的挖泥船，一般被视为第一艘超大型自航耙吸挖泥船）的舱容量仅为33,000m3。
舱容量的增加主要得益于船长的增加而非船宽。
增加船宽是为了满足船舶的稳定性。
其结果就是，“Cristobal Colon号”现在是一艘超巴拿马型挖泥船。
Jan de Nul从来没有碰到过由挖泥船吃水限制导致的重大操作问题，在这两艘超大型自航耙吸挖泥船的设计思路中，也确实没有考虑任何吃水限制。
如果确实需要一艘大舱容、小吃水的挖泥船，Jan de Nul接下来新造的舱容量为30,000m3的挖泥船可以承担这样的工作。
尽管如此，Jan de Nul通过不懈努力改进了“Cristobal Colon号”的航速。
这涉及到许多影响设计选择的问题。
“Cristobal Colon号”的重载航速为18节，空载航速为20节。
比较起来，“Vasco da Gama号”的重载航速为16节。
尽管“Cristobal Colon号”的泥舱非常大，但是两个耙臂却有点儿小。
人们认为，由于具有水下泥泵，泥水混合物的浓度将比较高，装舱时间即使不能缩短，也将相同。
“长鲸2”号大型耙吸挖泥船开发设计
Ａｂｔａ ｔＴ ｅｌ ｇ Ｓ ｓ ｃ ：ｈ ｒｅＴ ＨＤ “ ｈ ｎｊ ｇ２ ｓｔｅｆｓ ｏｅｔａ ｓ ｒ ｐｔ ｅｅ ｐ＆ ｄ ｓ ｎｂ ｈｎ ．Ｔ ｉ ｐ ｐｒ ｒ ａ Ｃ ａ ｇ ｎ ”ｉ ｈ ｒ ｎ ｔ ｔ ｔ ｕ ｄ ｖｌ ｉ ｉｔ ｈ ａｓ ｏ ｏ ｅｉ ｙＣ ｉａ ｈｓ ａ ｅ ｇ
耙 吸挖 泥船 的交 船盛 典 。
１ 项 目背 景
“ 长鲸 ２ 号 是长 江航 道局 按 照交通 部 有关 文件 ”
该 耙 吸 挖泥 船 设 计 启 动 的 当时 ， 国 自主开 发 我 大型耙 吸挖 泥船 还 没 有 真 正 起 步 ， 国 内能 否 自行 对
设计 建 造大 型耙 吸挖 泥船 还有 着不 同声 音 。长江航
Ｚ ｏ ｇＷｅｄ ｎ Ｑ ａ ｕ ｒｉ Ｍｅ ｇＦ ｎａ Ｄ ｉ ｉｇ ｈ ｎ ｉｏ ｇ ｉｏＧ ｏｕ ｎ ａ ｔｏ ａ Ｊ ｎ
Ｋｅ ｗｏ ｄｓ Ｌａ ｇ ＨＤ；ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｙ ｒ ： ｒ ｅ ＴＳ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ＆ ｄ ｓｇ ｅ ｉｎ；ｔｐｅ ｐ ｒｉｕ ａ ｓ ｙ ａ ｔｃ ｌ ｒ ；ｐｅｆ ｒ ｎｃ ａ ｇ ｔ ｒｏ ｍａ ｅ ｔ ｒ ｅ
吸挖泥 船 “ 舸争 流 ” 百 的历 史 高潮 。
南通 港 闸船舶 制造 有 限公 司 建 造 ， 有 完 全 自主知 具 识产 权 。该船 自 ２ ０ 底启 动设 计 ， ０４年 当时 是 国 内首
先 启 动 的新 设 计大 型耙 吸 挖泥 船 项 目，０ ６年 ８月 ２０ 开工 建造 ， 经 三 年 多 的艰 苦 奋 战 ，０ ８年 ７月 顺 历 ２０ 七 Ｏ／． 究所 在 “ 五 ” 以前 一 段 时 间 内 ， ｋ 研 十 及 就
道 局按 照长 期 以来 贯彻 并 获 得 成 功 的“ 足 国 内设 立 计 建造 ， 进 关 键 技 术 设 备 ” 引 的装 备 开 发 建 造 原 则 和模 式 ， 出 了我 国 自行设 计 建造 万 方 级 耙 吸 挖 泥 跨 船 的步 伐 。此后 ， 内掀 起 了 自行 开发 建 造 大 型耙 国
13000m 3大型耙吸挖泥船的结构设计
［ 关键 词］ 挖泥船 ； 伴流导管 ； ； 鳍 呆木 ； 三角舱 ［ 摘 要］ 通过 １ ０ 型耙 吸挖 泥船 的设计 ， ３０ ０ｍ 大 阐明了挖 泥船 结构设计的重点。经过研究与反 复比较 ， 选择 【 文献标识 码］ Ａ 【 文章编号 ］０ １ ９ ５ （０ ７ Ｏ － ０ ６一 ４ １０ — ８５ ２０ ） １ ０ ２ ｏ
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２０ ０ ７年 ２月
船
舶
Ｆ ｂ ａ ｙ２ ０ ｅｒ ｒ ｕ ０ ７
ＮＯ ． １
第 １期
Ｓ ｔＰ ＆ Ｂ ｔＩ ＯＡＴ
［ 舶结构 ］ 船
１ ０ ３大 型 耙 吸 挖 泥 船 的 结 构 设 计 ０ ０ｍ ３
王 国 水
了 比较 有 利 的结 构 — — 强 框 架 结 构 ， 而 保证 了结 构 强度 ， 且 也 便 于 施 工 。 从 而
上海
２０ １ ） ０ ０ １
【 中图分类号］ ６ ４ ３ Ｕ ７．ｌ
Ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｄ ｓｇ ｆａ １ ０ ３ ａ ｇ ｕ ｔｏ ｏ ｐ ｒ ｄ ｅ ｇ ｒ ｔ ｕ ｔ ｒ ｅ ｉ ｎ ｏ ３ ０ ０ ｍ ｌ ｒ ｅ ｓ ｃ ｉ ｎ ｈ ｐ ｅ ｒ ｄ ｅ
挖泥 船是一 个复 杂的水 上疏 浚装 置 。它 具有 在
近海 、 、 担 负着 清 淤 、 江 湖 治理 、 浚 、 填 等各 种 功 疏 吹
能 。为促 进 国民经 济 的发 展 ， 足 国际 市场 对 挖 泥 满 船 的需求 ， 泥船 向大 型化 发展 ， 挖 由原 来 的泥舱容 积
３０ ｍ 增大 到 ３ ０ 而我 国的大 型化 的趋 势也 ０ ３０ ０ｍ ，
个 泥 门设 有液 压油 缸 泥 门启 闭装 置 ， 个 液 压 油缸 每
中小型耙吸挖泥船结构设计若干问题探讨
吸 口、 耙头 布置在 舷侧 ， 向具体位 置视泵舱 的设 置 纵
而定 。 由于受 到 主 尺 度 和 布置 上 （ 向平 衡 ） 制 纵 的 约， 甲板室 大都放 在 舯后 。 与船 型 和 总布 置 相对 应 ， 中小 型 耙 吸挖 泥船 主
等系列 耙 吸挖 泥 船 成 功 设 计 后 ， 入 新 世 纪 以 来 进
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｓ ａｌ ｙ ｒ ｓ：ｍ ｌ ／ｍｅ ｉ ｍ ｒ ｇ ｓ ｃｉｎ ｄ ｅ ｇ ｒ ｔｕ ｔ ｒ ｅ ｉ ｎ；ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓ ｄ ｕ ｄ ａ ｕ ｔｏ ｒ ｄ ｅ ；ｓｒ ｃｕ ｅ ｄ ｓｇ ｔｕ ｔ ｒ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｃ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｏｗｎｉｇ ｔ ｈ ｉ ｒ ｅ ｄ ｅ ｇ ｎ ｆ ｃ ｅ ｃ ｓｒ ｃ ： ｎ ｏ ｔ ｅｒ ｍａ ｋ ｄ ｒ ｄ ｉ ｇ ｅ ｉｎ ｙ， ｄ ａ ｕ ｔ ｎ ｒ ｄ ｅ ｓ ｒ ｖ ｒ ｐ ｐ ｌｒ ｏ ｈ ｍａ ｋ ｔ ｉ ｒ ｇ ｓ ｃ ｉ ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｅ ｅ ｙ ｏ ｕａ ｎ ｔ ｅ ｒ ｅ ． ｏ Ａｉ ｎ ｔｔ ｅ ｍａ ｎｆ ａｕ ｅ ｆｓｒ ｃ ｕ ｅ ｉ ｍａｌ ｍｅ ｉ ｍ ｒ ｇ ｓ ｃ ｉｎ ｄ ｅ ｇ ｒ ，ｔ ｉ ａ ｅ ｉｃ ｓｅ ｏ ｒ ｂ ｅ ｍｉ ｇ ａ ｈ ｉ ｅ ｔ ｒ ｓｏ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｓ ｌ ／ ｄ ｕ ｄ ａ ｕ ｔ ｒ ｄ ｅ ｏ ｓ ｈ ｓｐ ｐ ｒｄ ｓ ｕ ｓ ｓｓ ｍｅ ｐ ｏ ｌｍｓ ｔａ ｈ ｕ ｄ ｂ ａｄ ａｔｎ ｉｎ ｔ ｎ ｔｅ ｒｓｒ ｃｕｒ ｓｇ ｈ ｔｓ ｏ ｌ ｅ ｐ ｉ ｔｅ ｔｏ ｏ ｉ ｈ ｉ ｔｕ ｔ ｅ ｄｅ ｉｎ，Ｓ ｓ ｔ ｒ ｕ ｅ ｒ ｇ ｄ ｎ ｏ ｍａ ｅ ｈ ｌ ｓｒ ｃｕ ｅ ｄ ｓｇ Ｏ ａ ｏ ａｏ ｓ ｅ ａ ｓａ ｄ ｔ ｋ ｕｌ ｔｕ ｔ ｒ ｅ ｉｎ ｒ
耙吸挖泥船在航道疏浚工程中“S”型施工工法的探究
耙吸挖泥船在航道疏浚工程中“S”型施工工法的探究耙吸挖泥船在长距离航道施工中，常采用直线开挖，受下层土质坚硬、耙头宽度较窄的限制，施工一段时间后，施工区内将形成多道垄沟，这就给后期的施工带来困难，结合我公司在黄骅港综合港区航道挖泥工程中的施工经验，将普通施工工艺进行改进，形成了S型施工工法，大大提高了施工质量和进度。
标签：耙吸挖泥船;航道疏浚;“S”型施工工法一、工法特点“S”型开挖可有效增加挖泥装舱时间，在挖槽长度较短时，减少了船舶掉头次数，提高了有效作业时间;同时，避免施工区形成较长垄沟，保证了施工区的平整度;采用”S”型施工工法，使挖泥时的航迹线与施工区内的浅梗存在一定角度（角度控制在8°～28°之间），可有效打断浅梗，与直线开挖相比，可以避免溜耙现象，提高了后期扫浅上线率。
二、适用范围本工法适用于施工区宽度大于3倍船宽，施工区内干扰小，土质适宜耙吸船开挖的航道工程。
三、施工工艺流程及操作要点（一）施工工艺流程对浚前水深图进行分析→确定挖泥路线→结合疏浚轨迹显示系统按照制定的路线施工→浚后测量分析。
（二）操作要点1、浚前水深图分析在进行施工前，首先要对水深图进行分析，找出施工区内较浅区域，尤其要标示出浅区的走向，这里主要利用疏浚轨迹显示系统，绘制出矩阵块测图，不同水深可以用不同颜色直观显示出来，如水深区域用较深的颜色红色，浅区域用较浅的颜色白色。
2、制定挖泥航线根据疏浚轨迹显示系统中反映出来的浅区，将当時的风向和流向考虑进去，制定合理可行的挖泥路线，使制定的航线与浅梗所夹角度尽可能大，并尽可能多地通过浅区和浅点。
3、按计划路线施工及浚后测量分析船舶施工中，需要驾驶员与操耙手密切配合，驾驶员要时刻注意疏浚轨迹显示系统电脑的屏幕，控制船向和航速，操耙手要注意挖泥系统屏幕和仪表，控制耙头下放深度，并听从驾驶员起、放耙指令。
”S”型施工时，航线弯曲要尽量平缓，避免因角度过大将耙头压至船底，造成脱耙事故，波浪补偿器压力设定要合理，操耙手要时刻注意水深变化，避免因浅点高差较大，造成蹾耙现象。