【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 闊水域或海上施工，利用GPS定位儀定位導(dǎo)航，是現(xiàn)今日益廣泛使用的先進(jìn)方法。隨著工程進(jìn)展，將疏浚區(qū)的水深情況輸入電腦，及時(shí)更正圖象，挖泥船可按照水深圖紙或熒屏顯示的淺區(qū)淺點(diǎn)，由定位儀引導(dǎo)準(zhǔn)確地進(jìn)行開(kāi)挖與掃淺。用導(dǎo)標(biāo)控制船位 近岸施工，通常在陸上設(shè)疏浚導(dǎo)標(biāo)，標(biāo)示挖槽邊線和中線，起點(diǎn)與終點(diǎn)并可按照挖槽底寬、段長(zhǎng)、轉(zhuǎn)折等不同槽形與要求，視條件分設(shè)多對(duì)。前后導(dǎo)標(biāo)間距越長(zhǎng)，船位距前導(dǎo)標(biāo)越近，靈敏度越高，船位越準(zhǔn)確。用浮標(biāo)控制船位 在無(wú)陸標(biāo)可用水域，不得不設(shè)置浮標(biāo)表示挖區(qū)范圍，從而可借浮標(biāo)隨時(shí)校對(duì)自己的船位。此時(shí)，首先要求浮標(biāo)位置正確。但與其他定位方法比較，浮標(biāo)定位精度稍遜一籌，尤其在風(fēng)浪影響較大，存在潮流回轉(zhuǎn)的水域。船距浮標(biāo)較近時(shí)，可觀測(cè)浮標(biāo)方位并估測(cè)相對(duì)距離，判別船位所在。若浮標(biāo)按航道兩側(cè)成對(duì)設(shè)置時(shí)，由船上視一側(cè)邊線兩浮標(biāo)間夾角小的一側(cè)。觀測(cè)同側(cè)前方兩浮標(biāo)，其中離船較近的一個(gè)處于視野外側(cè)，兩浮標(biāo)夾角越小，表明船位在槽內(nèi)，但越向邊線趨近，如兩浮標(biāo)和本船目測(cè)者重疊成一線時(shí)，船位已出邊線之外，并與浮標(biāo)距離邊線的尺度相同。此外，也可采用觀測(cè)船前后或左右兩側(cè)兩個(gè)浮標(biāo)的方位相交法測(cè)出船位，但交角要在30186。~150186。之間。必須注意的是，在感潮河口、河段或強(qiáng)風(fēng)情況下，宜酌情修正圖上浮標(biāo)的當(dāng)時(shí)概位后加以判讀。若發(fā)現(xiàn)浮標(biāo)已經(jīng)明顯移位，則不可行。進(jìn)退挖泥法（拉鋸式） 挖槽頗短或只要浚挖某一小段或局部淺點(diǎn)時(shí)，或挖區(qū)終端水域受限，難以實(shí)施回轉(zhuǎn)調(diào)頭，或鑒于調(diào)頭航行在調(diào)頭上線挖泥方式耗費(fèi)非實(shí)挖時(shí)間過(guò)多時(shí)，往往根據(jù)水域情況和本船操縱條件，耙吸挖泥船采取進(jìn)退挖泥法。即在挖到終點(diǎn)或挖過(guò)淺點(diǎn)后，起耙并將耙頭提升到離開(kāi)河床面以上的安全高度，然后倒車(chē)使船退回并越過(guò)起挖點(diǎn)以外，確認(rèn)船已不再存在對(duì)地后退慣性運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)而微微向前之際，才能再次放耙著底挖泥，要高度注意防止耙管在倒退中折損。此外，為了浚挖孤立淺點(diǎn)或散落淺點(diǎn)，根據(jù)挖槽槽形，槽外水深和水流條件，還可以采用S形繞行耙挖法，斜交梳挖法等。逆流和順流挖泥 耙吸挖泥船施工采用逆流挖泥法為主。逆流挖泥時(shí)，挖泥船舵效好，易于控制航向、船位、作業(yè)安全。順流挖泥時(shí)，船受水流助推，可用較小推進(jìn)功率，獲得較高的對(duì)地航速 ，挖泥效果相對(duì)較好，但船舶舵效差，若流速較快，往往難以控制避讓?zhuān)龅剿渍系K物，對(duì)耙頭耙管更不利。一般認(rèn)為順流挖泥宜在流速不大于2kn、水域?qū)掗?、無(wú)慮船舶航行干擾的情況下酌情實(shí)施，仍需做好應(yīng)急避讓準(zhǔn)備，并注意確保本船機(jī)械設(shè)備良好，遇有較大流壓角情況，要避免在浮筒上游近側(cè)耙挖通過(guò)。帶耙調(diào)頭 耙吸挖泥船作業(yè)時(shí)掉頭操作很頻繁，如24小時(shí)作業(yè)可能達(dá)到幾十次乃至上百次。為此，挖泥船都配置雙推進(jìn)器。主推進(jìn)器采用可變距螺旋槳的更趨普遍。這些設(shè)備的改進(jìn)，不僅大大縮短掉頭耗用時(shí)間，～。但因疏浚水域過(guò)分狹隘，依靠上述措施，仍難實(shí)現(xiàn)自由回轉(zhuǎn)。每逢航槽狹長(zhǎng)，槽外兩側(cè)水深有小于挖泥船重載吃水的場(chǎng)合，挖泥船裝艙結(jié)束，常需遠(yuǎn)航到挖槽盡端或挖槽中某一專(zhuān)設(shè)掉頭區(qū)掉頭后，才能航行到挖泥區(qū)段挖泥，或外航拋泥。在這種情況下，常采用帶耙掉頭方法，挖泥船能夠在槽寬等于本船水線船長(zhǎng)的條件下實(shí)現(xiàn)180176。掉頭。其操作是將一舷的耙頭留在水底，將另一舷耙頭提升到離開(kāi)水底的安全高度，用另一舷的推進(jìn)器慢速前進(jìn)，必要時(shí)，可增加船首橫向推進(jìn)器助推，使挖泥船船體圍繞水底耙頭為中心逐漸朝向該舷方向旋回，完成掉頭。在掉頭過(guò)程中泥泵仍可吸泥。在風(fēng)流影響較大的場(chǎng)合，帶耙掉頭時(shí)，宜使用上風(fēng)上流側(cè)耙頭，如挖泥船只有單耙，亦宜根據(jù)上風(fēng)上流的原則用耙。掉頭時(shí)，要始終密切觀察耙頭與船體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況，調(diào)節(jié)兩舷用車(chē)用舵。耙管與船舷邊線的外張交角，應(yīng)控制在該船耙管撓性接頭設(shè)計(jì)規(guī)定的允許平面擺動(dòng)角幅度內(nèi)（可查閱該船設(shè)計(jì)內(nèi)容），若耙管具有兩道撓性接頭，自前部撓性接頭至耙頭全身長(zhǎng)計(jì)算，外擺角不應(yīng)超過(guò)約15186。風(fēng)流較強(qiáng)，更要防止船體壓向耙頭，造成耙頭進(jìn)入船底，損壞耙管和船殼板。往返挖法 往返挖泥法有二種：挖槽較短或一個(gè)船次需要裝艙溢流時(shí)間較長(zhǎng)，若第一次逆流挖到終點(diǎn)，仍須繼續(xù)第二次，第三次開(kāi)挖才能完成船次裝艙時(shí)，水流緩慢，槽內(nèi)無(wú)其他船舶航行干擾影響安全，挖泥船可以起耙小調(diào)頭，進(jìn)行與第一次相反航向的第二次挖泥。如此往返疏浚以迄完成裝艙。所需次數(shù)為：每船次挖泥次數(shù)=實(shí)踐表明，一次航向耙挖長(zhǎng)度越短，施工效率越低。第一次挖泥達(dá)到終點(diǎn)后，起耙調(diào)頭，航行返回到上一次起挖線并超過(guò)后，再調(diào)頭上線進(jìn)槽，槽外水深常淺于槽內(nèi)，往往出現(xiàn)船首向槽里深水側(cè)偏轉(zhuǎn)動(dòng)向，艉則趨向槽外，不但會(huì)影響浚挖難以到位，尚需防止因水位變化導(dǎo)致艉部擦淺。為此，宜根據(jù)挖槽要求結(jié)合自然條件，安排浚挖時(shí)機(jī)和措施。挖泥作業(yè)時(shí)，對(duì)地航速相比自由航行要慢很多，受風(fēng)流影響的作用程度從而也大得多。輕載時(shí)，干舷大，風(fēng)的影響增大，重載時(shí)，吃水深，流的影響增大，在風(fēng)流斜交挖泥船縱向中心線較大較強(qiáng)情況下，要保持預(yù)定航行軌跡挖泥，一定得考慮必要的流壓差，并隨時(shí)注意修正船首方向，如挖槽狹窄，船向與航槽軸向相差大，挖泥船往往難免在槽內(nèi)橫亙，要慎重處理船舶避讓?zhuān)⒎乐癸L(fēng)流下側(cè)耙頭壓進(jìn)船底。錨纜施工法：耙吸式挖泥船也可利用錨纜進(jìn)行挖泥。采用這種方法施工，將耙頭換成專(zhuān)設(shè)的吸泥頭，或不另?yè)Q專(zhuān)門(mén)設(shè)備也可，施工時(shí)頂風(fēng)（流）拋出本船航行用錨，并松出一定長(zhǎng)度的錨鏈，有條件的地區(qū)再適當(dāng)帶邊纜，然后下放耙頭進(jìn)行吸泥。船只擺動(dòng)和前進(jìn)均用錨鏈?zhǔn)辗胚M(jìn)行控制。此法用于局部回淤性地區(qū)的施工。第三節(jié) 絞吸挖泥船絞刀是絞吸挖泥船的主要挖掘設(shè)備，安裝于絞刀架的最前端。它主要有輪轂、大圈、刀臂和絞刀片（齒）等組成。用軸與絞刀原動(dòng)機(jī)相連接。在施工中，靠原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)水下挖掘，被攪松或切削下來(lái)的疏浚物與水混合后形成漿體送入絞刀腔內(nèi)，通過(guò)置于絞刀腔內(nèi)的吸泥口進(jìn)入泥泵。絞吸挖泥船的施工作業(yè)首先是由絞刀來(lái)完成的，故此，絞吸挖泥船絞刀挖掘性能的好壞，將直接影響船舶的生產(chǎn)效率和施工成本。 按絞刀的基本結(jié)構(gòu)形式來(lái)分，可分為開(kāi)式、閉式、籃式、皇冠式、齒式等多種絞刀，如圖431所示。其中開(kāi)式絞刀早已不再使用，故不再介紹。圖431 不同結(jié)構(gòu)形式的絞刀示意圖按挖掘的疏浚物來(lái)分，絞刀又可分為挖泥絞刀、挖砂絞刀、挖粘土絞刀和挖巖絞刀等幾種。斗輪的切土方法和鏈斗挖泥的泥斗相似，它結(jié)合了鏈斗和絞刀兩種裝置的優(yōu)點(diǎn)。斗輪挖掘裝置，主要是由旋轉(zhuǎn)式斗輪、滾柱軸承式驅(qū)動(dòng)軸、鋼質(zhì)受泥斗和吸泥管等主要零部件組成。其旋轉(zhuǎn)式斗輪是由若干個(gè)鋼質(zhì)無(wú)底泥斗和兩只組裝圈焊接成為一個(gè)整體，在無(wú)底泥斗的邊上裝有可拆卸式的耐磨刀刃，以便于刀刃磨損后易于進(jìn)行調(diào)換。旋轉(zhuǎn)式斗輪挖掘裝置的旋轉(zhuǎn)方向是縱向的，由多臺(tái)低速、大扭矩、徑向活塞式液壓馬達(dá)（或電機(jī)）驅(qū)動(dòng)。其固定式不旋轉(zhuǎn)的受泥斗，則安裝于旋轉(zhuǎn)式斗輪的內(nèi)部，采用鋼質(zhì)焊接結(jié)構(gòu)，在它容易磨損的部位，還裝有可更換的防磨板。 斗輪在水下土層進(jìn)行挖掘泥沙時(shí)，斗輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，當(dāng)其無(wú)底泥斗轉(zhuǎn)至下部時(shí)，進(jìn)行土層泥沙的挖掘，并使之裝入泥斗內(nèi)。當(dāng)該無(wú)底泥斗繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至上部時(shí)，泥斗內(nèi)所載有的疏浚泥沙就通過(guò)泥斗下端的開(kāi)口（無(wú)底），受一個(gè)固定刮板的作用，強(qiáng)制卸入兩轉(zhuǎn)動(dòng)圈之間的固定式受泥斗。這樣，就能夠使各個(gè)旋轉(zhuǎn)的無(wú)底泥斗所挖掘和載運(yùn)的泥沙，幾乎可以全部倒入其固定的受泥斗中，該泥沙和水的混合體通過(guò)受泥斗而進(jìn)入吸泥管的吸口，最后被泥泵吸入。美國(guó)ELLicott公司資料，在挖堅(jiān)硬土質(zhì)時(shí)斗輪與基本型絞刀相比，生產(chǎn)率之比可達(dá)2：1～3：l，其泥漿濃度可達(dá)30～33％，而一般絞刀僅為15％左右。 斗輪和一般絞刀相比有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）斗輪沒(méi)有斗底，挖掘性能好，斗輪的切削力比絞刀大，適宜于挖掘硬土及密實(shí)的砂，并對(duì)各種土質(zhì)，都可獲得持續(xù)的高濃度產(chǎn)量。 （2）斗輪挖泥平整度較好，斗輪泄漏少。 （3）斗輪上裝有刮土刀、能將粘在斗體上的余土括入吸入腔室。 （4）挖泥不受擺動(dòng)方向變化的影響，均能連續(xù)地有效地進(jìn)行挖掘，切泥方向始終自下而上。 （5）在挖泥作業(yè)中運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動(dòng)和噪音都很小。 （6）總裝機(jī)功率可較一般絞吸挖泥船有所減小。 荷蘭IHC公司的標(biāo)準(zhǔn)斗輪外形如圖432所示。圖432 荷蘭IHC標(biāo)準(zhǔn)斗輪絞刀橋架又稱(chēng)絞刀架，通常為一箱型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，它可以在一個(gè)垂直于水面中做上下運(yùn)動(dòng)。在絞刀橋架上除了安裝絞刀外，還裝有吸泥管、絞刀動(dòng)力設(shè)備（絞刀電機(jī)或液壓馬達(dá)）、水下泵（早年的絞吸挖泥船一般不安裝水下泵）、水下泵動(dòng)力設(shè)備（水下泵電機(jī)或液壓馬達(dá)）、齒輪箱等。 橋架有兩個(gè)重要作用，其一是滿(mǎn)足安裝上述設(shè)備所需強(qiáng)度要求；其二是滿(mǎn)足挖掘所需重量要求。因?yàn)橐诰虻耐临|(zhì)越硬時(shí)所需橋架越重，這主要是絞刀在切削泥土的過(guò)程中要克服泥土對(duì)絞刀產(chǎn)生反作用力的緣故。所以，具有挖巖能力的絞吸挖泥船不但絞刀功率要大，而且橋架重量也必須要大，如“ NUL”號(hào)絞吸挖泥船的橋架重為1550t。 絞刀橋架大多數(shù)都安裝在船艏開(kāi)槽的耳軸處，前端用滑輪組吊在A字架上（或門(mén)字架上），并用鋼絲繩與起橋絞車(chē)相連。絞刀橋架的長(zhǎng)度決定船舶的挖深，（橋架與水平夾角呈45176。時(shí)）。在施工中要合理控制橋架的下放深度，一般控制橋架的下放角度不宜超過(guò)45176。角，特別是在開(kāi)挖硬質(zhì)土?xí)r更應(yīng)如此。因?yàn)閮A角過(guò)大，在涌浪的作用下，當(dāng)絞刀觸到挖掘海底基床且船舶整體下沉?xí)r，將在耳軸處產(chǎn)生較大的反力，對(duì)船舶安全形成隱患。但現(xiàn)代船舶為追求挖深，其橋架的下放角度有向最大50176。角方向發(fā)展趨勢(shì)。絞刀吊架是用型鋼或鋼管焊接而成，用于支持絞刀橋架升降，它的高度決定于絞刀橋架的長(zhǎng)度，使吊架向前傾角與水平面成45176?！?60176。，絞刀橋架的吊纜一般與水平面成50176。左右角。吊架形式有以下二種： （1）A字形吊架：吊架支座位于船首兩舷與甲板活動(dòng)聯(lián)接，吊架上端用二根鋼纜向后拉緊，鋼纜末端系于上層建筑扣環(huán)上。 （2）門(mén)式吊架：吊架支座位于船艏凹槽兩側(cè)與甲板聯(lián)接，吊架頂部裝有拆裝絞刀用的旋轉(zhuǎn)式起重吊桿。、吸泥頭及接頭吸泥管是泥泵吸取河底泥漿的通道，由固定在絞刀橋架中間的吸泥管和船體內(nèi)泥泵前的吸泥管二部分組成。目前其聯(lián)接方式有二種： （1）橡膠軟管接頭。 （2）球形接頭。 吸泥管直徑與泥泵功率有關(guān)，要求既能保證管路內(nèi)泥漿流暢通，又能使能耗盡量減少，所以吸泥管直徑不宜過(guò)小也不宜過(guò)大，一般可以根據(jù)泥泵設(shè)計(jì)流量和啟動(dòng)泥漿流的最低界限流速來(lái)考慮吸泥管的面積。吸泥管直徑應(yīng)略大于排泥管直徑，～。例如，荷蘭1600m3/h絞吸挖泥船，吸管 750mm、排管700mm；日本2500m3/h絞吸挖泥船，吸管800mm、排管800mm；荷蘭3500m3/h絞吸挖泥船，吸管900mm、排管850mm；德國(guó)2700m3/h絞吸挖泥船，吸管850mm、排管800mm。 吸泥頭（咀）安裝在吸泥管前端，絞刀下方。吸泥口一般為橢園形，且做成喇叭口形狀以減少吸泥時(shí)阻力損耗，增加吸泥面積。～。排泥裝置主要有船體排泥管、水上排泥管、水下排泥管、陸上排泥管四部分組成，其作用是將離心泵排出來(lái)的壓力泥漿通過(guò)輸泥管輸送到排泥區(qū)。排泥管直徑與泥泵性能有關(guān)，一般為泥泵葉輪直徑的1/3～2/5。水上、水下和陸上排泥管總長(zhǎng)度要根據(jù)泥泵的揚(yáng)程、排泥的高度、管線的走向、沿線阻力等情況因素來(lái)確定。目前使用的排泥管，～、。 （1）船體排泥管：一般由鑄鋼管或焊接鋼管組成，有直管、彎管、橡膠軟管等組成。 （2）水上排泥管：由浮筒和排泥管組成，每組浮筒管由一對(duì)浮筒上擱置一節(jié)排泥管組成，節(jié)與節(jié)之間用橡膠軟管接頭連接組成，可在水面浮動(dòng)的柔性管，如圖433所示。浮筒的形式按其橫斷面形狀可分為：橢園形、園形、矩形、船形四種，如圖434所示。為了減少水流阻力，有的浮筒兩端作成斜面形狀，一般以船形浮筒為最佳，有的浮筒上設(shè)有系纜樁。圖433 水上浮筒排泥管構(gòu)造圖1－排泥管；2－浮筒；3－橡膠軟管。圖434 浮筒型式 目前大型絞吸挖泥船一般多采用自浮管，其型式為浮體套入式即浮體內(nèi)壁為聚酯并用玻璃鋼補(bǔ)強(qiáng)，外噴聚胺脂泡沫，其外用二層聚乙烯或一層聚脂，保護(hù)層兩端要加強(qiáng)。優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格較低，管子修換時(shí)易折下。缺點(diǎn)：水流流速大時(shí)阻力大，拖帶困難。 （3）陸上排泥管：陸上排泥管又稱(chēng)岸管，用于陸上吹填。 （4）水下排泥管。定位裝置又稱(chēng)為定位系統(tǒng)，是絞吸挖泥船的主要生產(chǎn)設(shè)備之一。它與絞車(chē)錨纜系統(tǒng)一起實(shí)現(xiàn)挖泥操作（絞刀及船體的橫移和前移）的正確定位，保證挖泥操作按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。定位裝置的好壞直接關(guān)系到施工作業(yè)能否正常進(jìn)行，目前常用的定位裝置主要有鋼樁定位系統(tǒng)和三纜定位系統(tǒng)。鋼柱定位裝置主要有：定位樁、鋼樁架、錨、錨纜。 定位樁又稱(chēng)鋼樁，用于固定船位和挖泥作業(yè)時(shí)船體的橫移和前移。它是由鋼板彎成管形并焊接而成。其下端頂部安裝有錐形鑄鋼樁頭，以利于定位鋼樁插入水下土層。定位鋼樁一般都安裝在挖泥船艉部端壁兩側(cè)的卡箍?jī)?nèi)；或者安裝在艉部凹槽中的定位樁臺(tái)車(chē)上，用卡箍加以固定，以防止定位鋼樁搖擺。一般絞吸挖泥