专利名称：一种无泥舱双体耙吸挖泥船及其施工方法
技术领域：
本发明涉及超长运距大规模吹填工程疏浚设备和施工方法。
背景技术：
围海造地是人类海洋开发活动中的一项重要的海洋工程，是人类向海洋拓展生存空间和生产空间的一种重要手段。随着全球对土地资源需求的不断增加，全球各地都在开展着吹填造陆工程。由于现代化自航耙吸挖泥船集挖、运、抛、吹等功能于一身，长期以来一直是沿海大型陆域形成工程中的主力疏浚设备。为了满足大型疏浚与吹填工程建设的需要，自航耙吸挖泥船不断向大型化发展。但是，超大型自航耙吸挖泥船的造价十分昂贵，一艘舱容为30，OOOm3的超大型自航耙吸挖泥船的造价高达2. 2亿欧元。此外，疏浚设备的规模效应也不是无止境的，自航耙吸挖泥船的尺度也会受到现场水深、航道尺度等条件的约束而只能限制在一定的规模以内。随着近海沙源的不断枯竭以及对环境保护的关注，今后吹填工程的沙源将不断移向远离海岸的外海深水区域。因此，对于工程量高达数亿立方米和运距长达数百海里的大型吹填工程来说，仅依靠自航耙吸挖泥船大型化的规模效应已经无法达到提高疏浚效率和降低疏浚单价的目的。因为集挖、运、抛、吹等功能于一身的自航耙吸挖泥船在整个作业周期中使用其价格昂贵的疏浚设备进行疏浚作业的时间所占比例甚小，大部分时间不得不像一艘散装货船那样进行泥沙的长距离运输作业，使其最重要的疏浚功能无法得到充分利用。为了有效解决大型吹填工程超长运距的难题、进一步降低疏浚单价和提高疏浚设备的利用率，必须开创一种新型自航耙吸挖泥船和新的作业方式。
发明内容
本发明需要解决的问题是设计一种新型无泥舱双体耙吸挖泥船与自航泥驳船队优化组合的疏浚方式，使其在远距离、超远距离取砂疏浚工程中降低疏浚单价和提高疏浚设备的利用率。本发明的技术方案采用装备有推进装置、耙吸疏浚系统及装驳系统、甲板机械及系结泥驳的装置的耙吸挖泥船进行疏浚取砂作业，其特征是该耙吸挖泥船是无泥舱双体双边耙吸挖泥船，挖掘的泥砂通过设置在两边船体甲板上的装驳系统装入系泊在耙吸挖泥船两船体之间的自航泥驳内，泥驳装载后自航至吹填处。本发明的突出特点是耙吸挖泥船自身无泥舱，但通过双船体结构或中间开槽型式内置泥驳，可将疏浚作业与疏浚物运输作业分离，与国外取沙装驳施工工艺的突出不同之处在于该挖泥船将所挖掘的泥砂通过分别设置在两边船体甲板上的装驳系统装入系泊在挖泥船双船体之间的泥驳内，泥驳满载后自行至远离取砂现场的吹填处。由于泥驳是系泊在挖泥船的双体之间，突破传统方式将泥驳靠泊在挖泥船外侧的装驳方式，无泥舱双体耙吸挖泥船风浪中的良好性能特征，能使得恶劣海况下的作业条件得以改善，同时由于实施双耙作业施工，有利于提高施工效率和延长可作业时间，其工效显然高于目前国外单耙挖泥船的装驳作业。在整个作业过程中，只要根据吹填工程的运距和产量要求，配备数量与之相适应的驳运船队，就能使该型耙吸挖泥船在规定工期内连续进行专项取砂作业，最大限度地发挥其疏浚功能，不仅能使疏浚产量得到大幅度提高，也可以使疏浚成本明显降低。在超长运距的大规模吹填工程，以驳运取代常规耙吸挖泥船的泥砂输送，可减少对造价昂贵的超大型自航耙吸挖泥船数量的需求。且这种挖泥船自身无泥舱也无须排岸装置，无泥舱耙吸挖泥船的浅吃水特征十分明显，大大减少了对疏浚范围的限制，与现今大型超大型耙吸船相比，具有吃水浅和作业灵活性的优势，其造价也明显低于与其规模相当的耙吸挖泥船。
图1表示的是无泥舱双体耙吸船示意图。图2表示的是无泥舱双体耙吸船取沙装驳作业示意图。
具体实施例方式无泥舱双体耙吸挖泥船(参见图1、图2)采用船首连接桥及其上层建筑1、船舯连接架、尾部连接框架3并通过纵向梁结构将两个分隔距离较大的船体连成刚性连接。船艏为球鼻艏可提高航行性能。船艏设有侧推装置10，以提高动力定位能力，有助于泥驳进出双体间。推进装置分设在两船体后部，尾部推进器7采用可变螺距螺旋桨，以增强该船的操纵性能，方便泥驳的安全进出。船艉采用导流尾鳍船艉设计，两船体艉部均有一个尾鳍，可增强艉部结构强度，方便泥驳进出双体间和保护推进器和舵。船中后部位机舱内分别设置主机，辅发电机组和高压冲水泵。甲板上设置双耙吸疏浚系统。船舯部位跨两边船体之间设置行走式吊机2，以便服务于全船的维修工作。在两边船体甲板内侧设置装驳系统9和甲板机械；外侧设置耙臂及其吊架8。深水取沙需要使用安装有水下泵的长臂，在两边船体内艏部设双泥泵，泥泵的首置也有利于长耙臂的安装，以增大挖深。泥泵采用电驱动方式，不仅有利于泥泵的平稳工作，同时还增加了泵舱布置的灵活性，有利于纵向浮态的平衡。船体两内侧设置快速液压联接装置为系结泥驳装置4，使泥驳11与双体船进行快速联接，为稳固和快速的联接，采用液压夹钳式联接器，联接器通过液压缸将夹钳推向泥驳的各个联接导柱后，关闭夹钳，由于泥驳的导柱有一定自由高度，可满足泥驳装载过程的吃水变化上下移动；另外夹钳器内侧有弧度可允许泥驳一定的纵倾和横倾。待装泥驳系泊在挖泥船的两片体之间。为避免泥驳在两边船体之间出入时与挖泥船船体碰撞，在挖泥船两边船体艉端内侧和转角处设置滚动橡胶安全护舷和橡胶滚筒式缓冲器5、6。当泥驳进入船体间合适位置后，缓冲器的顶推油缸将橡胶滚筒顶向泥驳外舷，夹紧泥驳。以方便液压夹钳式联接器准确对准导柱。这样的布置有助于满足船体的纵向平衡， 满足泥驳装载过程的吃水变化上下移动。在无泥舱双体耙吸挖泥船与自航驳船联接后，疏浚作业或航行时耙吸挖泥船与自航泥驳可联合推进。
自航泥驳可采用具有V型泥舱的船体开体泥驳，以便泥沙的抛卸，也可采用底部设有泥门的泥驳。此外，为了提高泥驳的装载量，宜在泥舱内设置溢流装置，以便装舱过程中将低浓度泥浆排出舷外。无泥舱双体耙吸挖泥船及配套泥驳施工工艺按以下步骤进行1、由空泥驳进至无泥舱双体耙吸挖泥船双船体中间，泥驳就位后，通过固定装置将泥驳和无泥舱双体耙吸船连接好。2、无泥舱双体耙吸挖泥船带着空泥驳抵达取砂现场。无泥舱双体耙吸挖泥船将位于两侧船体上的装驳系统的排泥管下放到泥驳泥舱的上方，随后将两耙臂下放到海底并在航行过程中进行取砂和对泥驳进行装舱作业。3、第一艘泥驳完成装舱任务后驶离无泥舱双体耙吸船，无泥舱双体耙吸船收起两侧耙吸臂。另一艘空泥驳靠泊在无泥舱双体耙吸船两船体之间。4、空泥驳通过固定装置和无泥舱双体耙吸船连接好，无泥舱双体耙吸船夹带泥驳进行又一次的取沙作业。
权利要求
1.一种无泥舱双体耙吸挖泥船及其施工方法，采用装备推进装置、耙吸疏浚系统及装驳系统、甲板机械及系结泥驳装置的耙吸挖泥船进行疏浚取砂作业，其特征是该耙吸挖泥船是无泥舱双体双边耙吸挖泥船，挖掘的泥砂通过设置在两边船体甲板上的装驳系统装入系泊在耙吸挖泥船两船体之间的自航泥驳内，泥驳装载后自航至吹填处。
2.根据权利要求1所述的一种无泥舱双体耙吸挖泥船及其施工方法，其特征是该耙吸挖泥船船艏为球鼻艏，船艏设有侧推装置；尾部推进器采用可变螺距螺旋桨，船艉有导流尾鳍。
3.根据权利要求1所述的一种无泥舱双体耙吸挖泥船及其施工方法，其特征是该耙吸挖泥船在两边船体内艏部设双泥泵。
4.根据权利要求1所述的一种无泥舱双体耙吸挖泥船及其施工方法，其特征是该耙吸挖泥船的系结泥驳装置为液压夹钳式联接器。
5.根据权利要求1所述的一种无泥舱双体耙吸挖泥船及其施工方法，其特征是挖泥船两边船体艉端内侧和转角处设置滚动橡胶安全护舷和橡胶滚筒式缓冲器。
6.根据权利要求1所述的一种无泥舱双体耙吸挖泥船及其施工方法，其特征是疏浚作业或航行时耙吸挖泥船与自航泥驳联合推进。
7.根据权利要求1所述的一种无泥舱双体耙吸挖泥船及其施工方法，其特征是自航泥驳采用具有V型泥舱的船体开体泥驳或底部设有泥门的泥驳，泥驳的泥舱设置溢流装置。
全文摘要
一种无泥舱双体耙吸挖泥船及其施工方法，涉及疏浚设备及其施工方法。本发明的技术方案采用装备有推进装置、耙吸疏浚系统及装驳系统、甲板机械及系结泥驳的装置的耙吸挖泥船进行疏浚取砂作业，其特征是该耙吸挖泥船是无泥舱双体双边耙吸挖泥船，挖掘的泥砂通过设置在两边船体甲板上的装驳系统装入系泊在耙吸挖泥船两船体之间的自航泥驳内，泥驳装载后自航至吹填处。本发明可应用在大型吹填工程、远离海岸的深海区取砂工程。
文档编号E02F7/02GK102261086SQ20101018909
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者侯晓明, 刘厚恕, 周海, 张鸿文, 杨尊伟, 林风, 罗日佳, 蒋基安, 黄中立 申请人:中交上海航道勘察设计研究院有限公司