绞吸式挖泥船施工工艺

绞吸式挖泥船的施工工艺
【摘要】：疏浚工程船舶在港口、航道、造地等工程项目建设中起着极其重要的作用，特别是绞吸式挖泥船以其众多优点应用到许多疏浚与冲填工程，但其施工工艺还需要进一步总结。

本文介绍了绞吸式挖泥船基本工作原理及施工工艺，并且说明了其施工控制要点。

【关键词】：绞吸式挖泥船；施工工艺；探讨
中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：
引言
绞吸式挖泥船的工作原理绞吸式挖泥船于1880年首次在英国得到使用，距今已有100多年的历史，是当今世界上数量最多的一种挖泥船。

绞吸式挖泥船主要用于河道开挖、航道疏浚、沟塘洼地冲填等工程的施工，其挖泥、输泥、卸泥均由挖泥船自身连续完成，是一种工效较高的土方施工机械，因而在疏浚与冲填工程中得到广泛的使用。

一、绞吸式挖泥船基本工作原理
绞吸挖泥船是水力式挖泥船中较普遍的一种，其基本工作原理是通过旋转的绞刀将海底泥（沙、石等）挖掘绞松，并进行泥水混合，同时，由船上离心式泥泵产生的真空把挖掘所得的泥浆吸入、提升再通过排泥管线排出输送到泥土处理场地。

绞吸挖泥船利用安装在绞刀桥梁前端的绞刀的旋转运动实现挖
掘破土。

旋转的绞刀将海底泥（沙、石等）连续不断地绞松，并进
行泥水混合。

混合后的泥水在大气压的作用下，经吸口吸入泥泵加压后通过排泥管输送到吹填区。

施工过程分为挖掘、吸入和泥浆输送。

挖掘能力与绞刀型式及结构、绞刀功率、绞刀转速、横移速度、切削厚度有关；吸入能力与吸口大小、吸口阻力、泥泵性能等因素有关。

输送能力与泵机转速、泥泵效率、泥泵性能、输入功率、管路特性有关。

二、绞吸式挖泥船施工工艺
下文以“天虎”绞吸船为例，经多年研究分析总结出一套挖泥操作方法。

1、进点定位
第一，根据图纸和gps定位系统确定的位置进点下桩。

第二，到位下桩，桩尖离泥面超出3米时，要在浅水区域先下一次钢桩，提升一定高度，掌握液压柱塞下放到底时，桩尖离泥面3米以内，若土质硬则要在2米以内。

第三，确保下钢桩时的船速在0.3节以内。

2、抛设横移锚
根据风流确定抛锚顺序，先抛上风、上流锚。

将绞刀移动到挖条边线上，下放绞刀定住船身。

操控锚杆，与船体中心线前夹角成45°左右时，即行抛锚。

抛锚后收紧横移缆，确认锚爪抓住泥后，将绞刀提出泥面。

利用风流或锚艇将船移至挖条另一侧边线，抛另一边锚。

3、接通水上管线及设备检查
连接水上管线。

根据风流布设水上管线锚，使管线顺畅。

主要对
外围设备检查、钢桩及台车系统检查及驾驶台设备检查，确保施工前各设备正常运作，同时可以排除潜在的隐患。

4、合排、脱排工序
第一，合排工序。

开始挖泥之前，各部设备已开启并具备工作状态，下放桥架使水下泵浸入水中，合上泥泵离合器，开始吹水的操作。

第二，脱排工序。

因工作需要，使泥泵离合器脱开的操作。

5、挖泥操作流程示意图
绞吸船挖泥时，通过横移挖泥、边线换向、倒桩、移锚四个工序往复循环，进行挖泥作业。

图一挖泥操作流程示意图
6、施工方法比选
（1）绞吸式挖泥船采用横挖法施工，顺流、分段、逆流、分层挖泥。

利用一根钢桩或主锚为摆动中心，左右边锚配合控制横移和前移挖泥。

按其采用定位装置不同，分为三缆定位横挖法、对称钢桩横挖法、定从位台车横挖法、锚缆横挖法等。

（2）绞吸式挖泥船分条、分段、分层施工方法
第一，分条施工。

挖槽宽度大于挖泥船一次最大挖宽时，一次最大挖宽约如下：钢桩定位船长（水平投影）1.1~1.2倍左右摆动全幅80°。

锚缆定位，根据艏锚长而度；最大宽度可达100米左右。

三缆定位，左右摆动全幅80~100°。

当挖槽横断面厚薄悬殊也可采用此方法。

第二，分段施工。

当遇到如下情况时可采用：一、挖槽长度大于浮筒管线的有效伸展长度。

二、挖槽转向段需要分成若干
直线施工。

三、挖槽规格不一时。

四、在同一浅滩航道上，有两处或两处以上分隔浅段时。

第三，分层施工。

当遇到如下情况时可采用：一、开挖水线以上土方。

二、挖槽边坡质量要求高或复式边坡。

三、泥层厚度大于一次挖泥厚度或土质较硬。

四、在受潮汐影响区域。

高潮时挖槽水深超过挖泥船最大挖深，或低潮时施工部位水深不够挖泥船吃水需要，可根据潮位变化，分层开挖，高潮挖上层，低潮挖下层。

（3）第一，顺流施工。

适用条件：一、内河施工一般多采用。

二、工程量大，挖槽长度长。

三、挖淤泥或质量要求高的工程。

四、感潮河段可选择顺流历时长的潮流方向。

此种施工方法有利于引导水流进入挖槽，促使挖槽受到自然冲刷，对施工进度有利，而且施工超深较小，工程质量较好。

第二，逆流施工。

适用于平流或缓流区。

该方法水上浮管抛设较易，管线锚需要较少，管线弯曲均匀，不易蹩成死弯，并且船位易控制，摆动较灵活。

7、对不同土质的操作方法
（1）开挖硬质粘土操作方法。

硬粘土含水量低，粘聚力大，绞刀转动为顺时针方向，在向右横移时产生“滚刀”现象，除了适当控制左锚机制动压力外，同时要适当降低绞刀转速、横移速度，减少前移距，必要时要以加大绞刀架下放深度（以不搁绞刀架为原则）。

（2）开挖沙土操作方法。

沙土特点颗粒粗，为防止堵塞吸口或者排泥管，开挖泥层厚度不宜过大，操作时应注重压力表及真空表
等情况。

如果发现有堵管迹象时，应立即停止横移，提高绞刀架吹清水。

恢复开车时，必须打清水疏通管道。

开挖松散沙土时，绞刀可采用低速，根据吸泥口吸距和沙层厚度采用定点、定吸操作方法。

（3）开挖硬塑性或可塑性粘土的操作方法。

土块容易嵌入刀片间粘住，使绞刀转速降低，甚至失去绞切功能，应每隔一段时间将绞刀抬出水面清除堵塞物。

也可在绞刀头安装高压冲水设备冲洗。

三、施工控制要点
1、挖深的控制
（1）绞刀下放深度的校核。

施工前需校核绞刀下放深度，当船舶吃水有变化时，应及时调整。

（2）绞刀下放深度参考值。

第一，掌握土质与实际挖深的关系，土质松软时（0~3级，7~8级），可以比正常挖深浅0.2~0.4m；土质较硬时（4~6级），可以比正常挖深深0.1~0.2m。

第二，挖底层时先做一段约60m试验段，根据试验段获得数据确定下深参数。

第三，绞刀下放深度在潮位变化超过0.1m时要及时调整。

（3）底层平整度控制。

对于基槽以及其他对平整度有较高要求的特殊工程，反刀收底，可减少残留。

2、挖宽控制。

定位钢桩必须保持在挖槽中线上，出现偏差，应在倒桩过程中及时调整。

对容易塌方的土质，挖宽可超出设计边线1~3m。

不易塌方的土质，按设计边线挖掘到位。

3、边坡控制。

边坡一般分台阶开挖，根据设计坡比、土质及设备情况确定分层施工宽度。

4、其他重点注意事项。

（1）如排泥管线接有水下管，水下泵合排后，根据经验在水流经过水下管后再合1#舱内泵，水流到出口再合2#舱内泵，以保证全部管线的平稳以及设备的负荷稳定。

（2）当水上管内有空气（水上管初次合泵使用或管线故障修理后）时，采用分段合泵方式，先将水上管内的空气通过排气阀排出，避免将空气压入水下管造成起浮故障。

（3）当短管线工况需增大主机转速时，要控制泥浆浓度，使主机负荷平稳，再慢慢加快横移速度，提高浓度。

（4）舱内泵柴油机合排后应逐渐提速，先吸入少量泥浆，控制主机负荷平稳，然后再逐渐增加泥浆浓度，提高主机转速。

（5）停工时间不长时，可以根据操作经验使水上管、水下管泥浆吹净，而陆地管内不完全吹净，可避免下次再合排时出现超负荷现象。

结语
总之，只有通过潜心研究更新传统模式，大胆技术革新，不断改进施工工艺，优化船舶施工方法，不断完善施工方案，不断寻求开发疏浚工程船舶施工中的技术奥秘，才能提高生产效率，最终达到绞吸式挖泥船施工工艺的进一步提高，使绞吸式挖泥船更好的服务与工程实际。

参考文献
[1]王望金.提高绞吸式挖泥船施工能效的探讨[j].水运工
程.2012.9.
[2]王明. 绞吸式挖泥船施工的几个问题[j]. 中国水运: 下半月, 2010, 10(10): 239-240.。