一种适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船及其施工方法与流程

本发明属于绞吸船领域，特别涉及一种适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船及其施工方法。

背景技术：

目前，我公司从荷兰damen公司新引进的一条设备先进的绞吸船，其型号csd500，含台车长50米，宽7.95米，总装机功率1293kw，绞刀功率180kw，绞刀直径1625mm，其上装有70个普通凿齿，钢桩长度19米，设计挖泥深度14米，且在设计过程中绞刀头前端增加15°变向短节，减少施工干出泥面时对船舶生产率的影响。然而，在施工过程中，发现该绞吸船存在以下缺点：

第一：施工过程中绞刀压力较大，数值基本上维持在130-170bar左右，部分区域绞刀压力在180-250bar范围内波动(船舶绞刀压力仪表最大值250bar)，经常造成憋绞刀现象，致使在施工中横移速度较慢，憋绞刀时横移无法连续摆动，需要立即关闭绞刀，反向摆动后再开启绞刀继续施工，影响生产率的下降。

第二：船舶挖深为-6米，加上潮位变化较大，桥梁最大下放深度达到12m，在潮水涨到一定高度后，由于绞刀前端15度弯头的缘故，在台车行进过程中，前方土层顶住桥梁绞刀头大圈前端，造成船舶进步困难，横移压力较大，速度较慢，严重影响了生产效率。

第三：大潮期间由于落水较急，且钢桩大部分(总长19米，水下部分13-15米)在水面以下且入泥不深下放不实，施工中推拉台车造成钢桩带动船舶向后移位，影响船舶进尺造成生产率的下降。

第四：施工区泥质标贯击数较大，部分区域左右横移锚下放时锚的入泥抓力较小，造成在施工中经常出现拉锚现象，致使施工浓度无法连续保持，船舶两率低下。

第五：施工中绞刀齿磨耗严重，更换周期短，绞刀齿的切泥能力同样影响船舶挖掘生产率。

因此，基于这些问题，提供一种可降低吸泥管水头损失，切泥厚度增加，间接提高船舶效率的适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船及其施工方法具有重要的现实意义。

技术实现要素：

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可降低吸泥管水头损失，切泥厚度增加，间接提高船舶效率的适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船及其施工方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船，所述适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船的绞刀头与吸泥管呈5度夹角。

本发明还可以采用以下技术方案：

在上述的适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船中，进一步的，所述绞刀头与吸泥管之间的15度变向短节被去除。

在上述的适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船中，进一步的，所述绞刀头的绞齿为长齿，所述长齿的齿刃厚度相同。

在上述的适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船中，进一步的，所述长齿的材质为25crnimo。

一种适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船施工方法，所述适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船施工方法使用了上述任一项所述的适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船，所述适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船施工方法采用分层施工。

在上述的适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船施工方法中，进一步的，所述适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船施工方法包括以下步骤：

步骤一：首先将绞吸船靠近符合水深的码头处，并安排12吨吊车岸上就位；

步骤二：其次组织人员拆卸绞刀头与变相短节连接的20个螺丝中下面半圈螺丝；

步骤三：再启动吊车将钢丝缆固定到绞刀头的固定吊点上，指挥吊车运转提起绞刀头，使钢丝缆轻微受力；

步骤四：继续组织工人拆卸剩余的半圈螺丝；

步骤五：最后将绞刀头与变相短节分离出，再组织工人将变相短节拆除。

在上述的适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船施工方法中，进一步的，所述适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船施工方法包括以下步骤：放横移锚时，把船位摆置两侧挖槽上，横移锚下放至浅水区域外，锚抓力收至80bar左右，锚下放后摆第一刀时，横移速度约0.1-0.15节的慢速摆动，横移压力不超过60bar。

在上述的适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船施工方法中，进一步的，所述适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船施工方法包括以下步骤：在高潮位时单层前进施工，待潮位较低时再施工第二、三层。

在上述的适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船施工方法中，进一步的，所述适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船施工方法包括以下步骤：首先将所述绞吸船调遣至施工区域码头处，利用吊车将绞刀头拆除，再去除绞刀头15度变向短节，利用气焊将吸泥口进行合理切割，继而用电焊将长度调整过后的吸泥管进行焊接，最后进行绞刀总成的回装作业，使得绞刀头整体上扬。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、本发明绞刀头与吸泥管呈5度夹角，可降低吸泥管水头损失，切泥厚度增加，间接提高船舶效率。

2、本发明绞刀头的绞齿为长齿，所述长齿的齿刃厚度相同，较普通的凿齿和长齿，可延长刀齿磨损时间，减少更换齿的频率，提高了期间的生产率和工程量。

3、本发明长齿的材质为25crnimo，通过在制作过程中增加耐磨材料，以此提高刀齿耐磨性能。

4、本发明的施工方法采用分层施工，这是由于现有技术小进步大挖深法较易出现塌方，造成“扛脖子”现象，横移速度慢，生产率低，不利于效率的发挥的缺点，而分层施工则可以根据实际情况，合理下放各层桥梁深度，避免上述情况发生，生产率和时利率都明显提高。

5、本发明下放横移锚时尽量把船位摆置两侧挖槽上，横移锚下放至浅水区域外，锚抓力收至80bar左右，锚下放后摆第一刀时，慢速摆动(横移速度约0.1-0.15节)，横移压力不超过60bar，一定程度上减少活锚现象。

6、本发明针对钢桩入水较深的问题，可采取在高潮位时单层前进施工，待潮位较低时再施工第二、三层。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1是现有技术的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是现有技术在工作过程中的结构示意图；

图4是本发明在工作过程中的结构示意图；

图5是现有技术与本发明的对比图；

图6是长齿的第一个立体图；

图7是长齿的第二个立体图；

图8是长齿的第三个立体图。

图中：

1、绞刀头；2、吸泥管；3、15度变向短节。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船及其施工方法的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。

将理解，当据称将部件“连接”到另一个部件时，它可以直接连接到另一个部件或可以存在中间部件。相反，当据称将部件“直接连接”到另一个部件时，则表示不存在中间部件。

图1给出了现有技术的结构示意图，并且通过图2示出了本发明的结构示意图，并且通过图3示出了现有技术在工作过程中的结构示意图，并且通过图4示出了本发明在工作过程中的结构示意图，并且通过图5示出了现有技术与本发明的对比图，并且通过图6示出了长齿的第一个立体图，并且通过图7示出了长齿的第二个立体图，并且通过图8示出了长齿的第三个立体图，下面就结合图1至图8来具体说明本发明。

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

一种适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船，所述适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船的绞刀头1与吸泥管2呈5度夹角。

需要指出的是，所述绞刀头1与吸泥管2之间的15度变向短节3被去除。

作为举例，在本实施例中，绞吸船受客观条件限制且按要求挖深为-6米，加上潮位变化较大，桥梁最大下放深度多达-12米，在潮水涨到一定高度后，由于绞刀前端15°变向短节的缘故，在台车行进过程中，前方土层顶住绞刀头1大圈前端，加上泥质较硬缘故，造成船舶进步困难，横移压力较大，速度较慢，严重影响了生产效率。

由于此变向短节的存在，在分层施工第二层或第三层时，绞刀头1下倾角度稍大，绞刀大圈顶端易触到前方的泥面，因此决定移除此变向短节。通过分析，改造前绞刀切泥厚度为23.7cm，改造后切泥厚度为51.0cm，增加27.3cm，在其他挖泥因素相同情况下，改造后切泥厚度是之前的2.15倍。

同时，根据水力学原理，从泥水混合物流经吸泥管2路产生的水头摩阻损失考虑，改造前吸泥管2存在两个折角，其角度分别为33°(桥梁下放12米时吸泥管2角度)和15°(变向短节)，而改造后吸泥管2只存在一个折角，角度为35°(桥梁下放12米时吸泥管2角度)。

其中：hj为水头损失为吸泥管2局部水头损失系数；v为泥水混合物的流速。

通过上式计算，改造前摩阻系数为0.1063，改造后摩阻系数为0.1023，在泥泵机转速相同情况下，略微降低吸泥管2水头损失，间接提高船舶效率。

通过去除绞刀头1前端15°变向短节，在施工中统计实际生产数据，发现改造后船舶生产率由原来的260m³/h提升为287m³/h，并且在泥泵机转速相同情况下，略微降低吸泥管2水头损失，间接提高船舶效率。同时确定使用绞刀齿型为长齿，是符合此工程的最佳齿型，加入耐磨材料后，延长刀齿磨损时间，减少更换齿的频率，提高了期间的生产率和工程量。

本发明绞刀头1与吸泥管2呈5度夹角，可降低吸泥管2水头损失，切泥厚度增加，间接提高船舶效率。

需要指出的是，所述绞刀头1的绞齿为长齿，所述长齿的齿刃厚度相同。

本发明绞刀头1的绞齿为长齿，所述长齿的齿刃厚度相同，较普通的凿齿和长齿，可延长刀齿磨损时间，减少更换齿的频率，提高了期间的生产率和工程量。

需要指出的是，所述长齿的材质为25crnimo。

本发明长齿的材质为25crnimo，通过在制作过程中增加耐磨材料，以此提高刀齿耐磨性能。

表1：不同齿型的效果对比表

综上实际数据对比可得，使用绞刀齿型为长齿，是符合此工程的最佳齿型，加入耐磨材料后，延长刀齿磨损时间，减少更换齿的频率，提高了期间的生产率和工程量。

综上所述，本发明可提供一种可降低吸泥管2水头损失，切泥厚度增加，间接提高船舶效率的适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船。

一种适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船施工方法，所述适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船施工方法使用了上述任一项所述的适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船，所述适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船施工方法采用分层施工。

表2：现有技术-“小进步大挖深法”参数表

表3：分层施工方法参数表

本发明的施工方法采用分层施工，这是由于现有技术小进步大挖深法较易出现塌方，造成“扛脖子”现象，横移速度慢，生产率低，不利于效率的发挥的缺点，而分层施工则可以根据实际情况，合理下放各层桥梁深度，避免上述情况发生，生产率和时利率都明显提高。

需要指出的是，所述适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船施工方法包括以下步骤：

步骤一：首先将绞吸船靠近符合水深的码头处，并安排12吨吊车岸上就位；

步骤二：其次组织人员拆卸绞刀头1与变相短节连接的20个螺丝中下面半圈螺丝；

步骤三：再启动吊车将钢丝缆固定到绞刀头1的固定吊点上，指挥吊车运转提起绞刀头1，使钢丝缆轻微受力；

步骤四：继续组织工人拆卸剩余的半圈螺丝；

步骤五：最后将绞刀头1与变相短节分离出，再组织工人将变相短节拆除。

更进一步来讲，还可以在本发明中考虑，所述适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船施工方法包括以下步骤：放横移锚时，把船位摆置两侧挖槽上，横移锚下放至浅水区域外，锚抓力收至80bar左右，锚下放后摆第一刀时，横移速度约0.1-0.15节的慢速摆动，横移压力不超过60bar。

本发明下放横移锚时尽量把船位摆置两侧挖槽上，横移锚下放至浅水区域外，锚抓力收至80bar左右，锚下放后摆第一刀时，慢速摆动(横移速度约0.1-0.15节)，横移压力不超过60bar，一定程度上减少活锚现象。

更进一步来讲，还可以在本发明中考虑，所述适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船施工方法包括以下步骤：在高潮位时单层前进施工，待潮位较低时再施工第二、三层。

本发明针对钢桩入水较深的问题，可采取在高潮位时单层前进施工，待潮位较低时再施工第二、三层。

更进一步来讲，还可以在本发明中考虑，所述适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船施工方法包括以下步骤：首先将所述绞吸船调遣至施工区域码头处，利用吊车将绞刀头1拆除，再去除绞刀头1的15度变向短节3，利用气焊将吸泥口进行合理切割，继而用电焊将长度调整过后的吸泥管2进行焊接，最后进行绞刀总成的回装作业，使得绞刀头1整体上扬。

综上所述，本发明可提供一种可降低吸泥管水头损失，切泥厚度增加，间接提高船舶效率的适用于标贯基数较大泥质下的绞吸船施工方法。

以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。