CN107938738A - 绞吸式挖泥船及其挖掘夹石硬质黏土的方法 - Google Patents

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陶冲林
杨增海
李晟
陈旭
嵇文远
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
    • E02F3/8858—Submerged units
    • E02F3/8866—Submerged units self propelled

Abstract

本申请提出了一种能够挖掘夹石硬质黏土的绞吸式挖泥船以及其挖掘方法，所述绞吸式挖泥船，包括船体，船体上设置有：吸泥口，泥泵，绞刀；所述绞刀包括：绞刀轮毂，绞刀圈，若干根铰刀臂，刀齿；所述绞刀臂共设置有五根，并且所述绞刀臂之间固定设置有防石环，所述吸泥口中固定设置有防石格栅题。本申请解决了传统绞吸挖泥船在挖掘夹石硬质黏土施工过程中，施工效率低和时间利用率低的问题。

Description

绞吸式挖泥船及其挖掘夹石硬质黏土的方法
技术领域
本申请涉及疏浚工程领域，具体涉及一种绞吸式挖泥船及其挖掘夹石硬质黏土的方法。
背景技术
现有技术中，3500m3/h大型绞吸船对于不同土质的可挖性为：淤泥质土、粉土、软质黏土、非密实沙土属较易挖掘；密实沙土、碎石、软质岩石属尚可挖掘，对硬质黏土和中等强度岩石属较难挖掘。随着水运工程的发展，疏浚吹填工程在恶劣土质工况下的工程项目越来越多，耙吸式挖泥船不适用于硬质黏土的疏浚施工，抓斗式挖泥船和绞吸式挖泥船虽可进行挖掘，但施工效率极低，生产能耗大。根据国内现有疏浚工程所遇恶劣土质，以硬质黏土夹块石、软石土质绞吸船出险问题最多，施工效率最低。
本申请由此而来。
发明内容
本申请目的是：针对上述技术问题，本申请提出一种能够挖掘夹石硬质黏土的绞吸式挖泥船，同时还公开了利用这种绞吸式挖泥船挖掘夹石硬质黏土的方法，解决大型绞吸挖泥船在挖掘夹石硬质黏土施工过程中，施工效率低和时间利用率低的问题。
本申请的技术方案是：
一种绞吸式挖泥船，包括船体，所述船体上设置有：
吸泥口，
与所述吸泥口相连的泥泵，以及
位于所述吸泥口外侧的绞刀；
所述绞刀包括：
绞刀轮毂，
绞刀圈，
连接在所述绞刀轮毂和绞刀圈之间的若干根铰刀臂，以及
设于所述绞刀臂上的刀齿；
所述绞刀臂共设置有五根，并且所述绞刀臂之间固定设置有防石环，所述吸泥口中固定设置有防石格栅。
本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：
所述刀齿由耐磨材料铸造而成。
由所述防石格栅和所述吸泥口形成的泥石通道大于由所述防石环和所述铰刀臂形成的泥石通道。
所述防石环与所述绞刀臂焊接固定，所述防石格栅焊接固定于所述吸泥口内。
所述吸泥口为圆弧形结构，所述防石格栅由沿着所述吸泥口的长度方向依次间隔布置的若干根格栅条构成，所述格栅条的长度沿着所述吸泥口的径向方向延伸设置。
任一相邻的两根所述格栅条的间距等于所述吸泥口的径向宽度。
所述防石环为圆环结构，并且所述防石环与所述绞刀轮毂和所述绞刀圈同轴布置。
所述防石环共设置有至少两个，所述防石环的间距等于所述铰刀臂的间距。
一种挖掘夹石硬质黏土的方法，采用上述结构的绞吸式挖泥船进行。
在挖掘施工过程中，如若出现绞刀压力和横移压力突然增高的情况，则判断发生了黏土包绞刀现象，对此，先采用清水对所述绞刀进行冲刷疏通，如仍未解决，则停工起桥，由人工清除包绞刀黏土；
在挖掘施工过程中，如若出现真空增高、排压降低且流速降低的情况，则判断发生了吸泥口堵塞或泥泵堵塞现象，对此，先采用清水对所述吸泥口和所述泥泵进行冲刷疏通，如仍未解决，则停工起桥，由人工清除堵塞吸泥口的块石和堵塞泥泵的块石；
在挖掘施工过程中，如若出现排压增高且流速降低的情况，则判断发生了排泥管堵管现象，对此，通过拆管线的方式进行堵塞部位疏通。
本申请具有以下有益效果：
本申请通过采用五臂绞刀、耐磨性刀齿、加装防石环和吸口格栅、更换高效泥泵并采用特定施工参数进行夹石硬质黏土的疏浚施工，实现了大型绞吸挖泥船对夹石硬质黏土的高效挖掘。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步介绍：
图1为本申请实施例中绞吸式挖泥船绞刀的轴向平面视图，其中防石环的结构未画出；
图2为本申请实施例中绞吸式挖泥船绞刀的立体结构示意图，其中防石环为简单示意；
图3为本申请实施例中绞吸式挖泥船吸泥口的结构示意图。
其中：1-绞刀轮毂，2-绞刀圈，3-绞刀臂，4-刀齿，5-防石环，6-吸泥口，7-防石格栅。
具体实施方式
图1至图3示出了本申请这种绞吸式挖泥船的一个具体实施例，其为处理能力约3500m3/h的大型绞吸船。与传统挖泥船相同的是，该挖泥船也包括船体，船体设置有：吸泥口6、与吸泥口相连的泥泵、位于吸泥口外侧的绞刀。其中，绞刀包括：绞刀轮毂1、绞刀圈2、连接在绞刀轮毂和绞刀圈之间的多根铰刀臂3，铰刀臂3上设置有众多刀齿4。绞刀轮毂1和绞刀圈2同轴布置而且在轴向隔开一定距离，铰刀臂3为螺旋形结构，而且各根铰刀臂3沿周向均匀排布。
本实施例的关键改进在于，将绞吸式挖泥船的绞刀由传统的六臂绞刀更换为五臂绞刀，即绞刀臂3共设置有五根而非传统的六根，五臂绞刀相对于传统的六臂绞刀，刀臂间距更大，降低了黏土包裹绞刀头现象的发生，同时增强了块石、黏土的通过性，提高了施工效率。并且，在各绞刀臂3之间加焊防石环5，加装的防石环5可将大体积块石和黏土挡在绞刀外，防止大体积块石和黏土堵塞吸泥口和泥泵。
上述防石环5为圆环结构，并且防石环5与绞刀轮毂1和绞刀圈2三者同轴布置。而且防石环5共设置有两个，这两个防石环5的间距与各铰刀臂3的间距基本相等，使防石环和绞刀臂构成近似正方形的泥石通道。
而且，绞刀臂3上的刀齿4为耐磨性刀齿，其采用耐磨材质铸造，从而可降低挖掘夹石硬质黏土的磨损，延长了起桥换齿时间间隔(减少换齿次数)，增加了时间利用率。
此外，本实施例在吸泥口6中还加焊了防石格栅7，防石格栅7可对意外通过绞刀的长条形块石进行再过滤，进一步降低大体积块石进入泥泵的概率。
显然，防石格栅7并不会完全堵住吸泥口6，其与吸泥口6共同形成有多个泥石通过的泥石通道。自然，防石环5也不会完全堵住绞刀的，防石环5和铰刀臂3之间也形成有泥石通道。本实施例中，由防石格栅7和吸泥口6形成的泥石通道略大于由防石环5和铰刀臂3形成的泥石通道(单个泥石通道的面积)。
如图3所示，本实施例中，上述吸泥口6为圆弧形结构，防石格栅7由沿着吸泥口6的长度方向依次间隔布置的多根格栅条构成，格栅条的长度沿着吸泥口6的径向方向延伸设置。并且，相邻两格栅条的间距与吸泥口6的径向宽度基本相同。
此外，本实施例还对绞吸船的上述泥泵进行改造，该泥泵为大功率的高效泥泵，其直径更短、叶轮间距更大，可有效增加泥浆的通过率并降低泥泵油耗。高效泥泵的大通过性和大功率使绞吸船对硬质黏土的输送更加流畅，增加了泥浆浓度、降低了堵管几率。
采用本实施例这种绞吸式挖泥船挖掘夹石硬质黏土时，可采用不同的施工参数进行试挖，以得到最优施工参数。经过试挖，我们发现:绞刀转速控制在20～25rad/min、横移速度控制在8～10m/s、水下和舱内泵柴油机转速控制在960～1000rad/s、绞刀压力控制在10～15MPa、横移压力控制在5～10MPa、水下泵真空控制在40％～60％、舱内泵排压控制在0.95～1.05MPa、流速控制在5.3～5.8m/s、浓度控制在20％以下、水下泵机电流控制在190～200A进行施工时，效果较好。
而且，在挖掘施工过程中，如若出现绞刀压力和横移压力突然增高的情况，可判断发生了黏土包绞刀现象，对此，先采用清水对绞刀进行冲刷疏通，如仍未解决，则停工起桥，由人工清除包绞刀黏土。如若出现真空增高、排压降低且流速降低的情况，可判断发生了吸泥口堵塞或泥泵堵塞现象，对此，先采用清水对吸泥口和泥泵进行冲刷疏通，如仍未解决，则停工起桥，由人工清除堵塞吸泥口的块石和堵塞泥泵的块石。如若出现排压增高且流速降低的情况，可判断发生了排泥管堵管现象，则通过拆管线的方式进行堵塞部位疏通。
当然，上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种绞吸式挖泥船，包括船体，所述船体上设置有：
吸泥口(6)，
与所述吸泥口相连的泥泵，以及
位于所述吸泥口外侧的绞刀；
所述绞刀包括：
绞刀轮毂(1)，
绞刀圈(2)，
连接在所述绞刀轮毂和绞刀圈之间的若干根铰刀臂(3)，以及
设于所述绞刀臂上的刀齿(4)；
其特征在于，所述绞刀臂(3)共设置有五根，并且所述绞刀臂(3)之间固定设置有防石环(5)，所述吸泥口(6)中固定设置有防石格栅(7)。
2.根据权利要求1所述的绞吸式挖泥船，其特征在于，所述刀齿(4)由耐磨材料铸造而成。
3.根据权利要求1所述的绞吸式挖泥船，其特征在于，由所述防石格栅(7)和所述吸泥口(6)形成的泥石通道大于由所述防石环(5)和所述铰刀臂(3)形成的泥石通道。
4.根据权利要求1所述的绞吸式挖泥船，其特征在于，所述防石环(5)与所述绞刀臂(3)焊接固定，所述防石格栅(7)焊接固定于所述吸泥口(6)内。
5.根据权利要求1所述的绞吸式挖泥船，其特征在于，所述吸泥口(6)为圆弧形结构，所述防石格栅(7)由沿着所述吸泥口(6)的长度方向依次间隔布置的若干根格栅条构成，所述格栅条的长度沿着所述吸泥口(6)的径向方向延伸设置。
6.根据权利要求5所述的绞吸式挖泥船，其特征在于，任一相邻的两根所述格栅条的间距等于所述吸泥口(6)的径向宽度。
7.根据权利要求1所述的绞吸式挖泥船，其特征在于，所述防石环(5)为圆环结构，并且所述防石环(5)与所述绞刀轮毂(1)和所述绞刀圈(2)同轴布置。
8.根据权利要求1所述的绞吸式挖泥船，其特征在于，所述防石环(5)共设置有至少两个，所述防石环(5)的间距等于所述铰刀臂(3)的间距。
9.一种挖掘夹石硬质黏土的方法，其特征在于，采用如权利要求1至7中任一所述的绞吸式挖泥船进行。
10.根据权利要求9所述的挖掘夹石硬质黏土的方法，其特征在于，
在挖掘施工过程中，如若出现绞刀压力和横移压力突然增高的情况，则判断发生了黏土包绞刀现象，对此，先采用清水对所述绞刀进行冲刷疏通，如仍未解决，则停工起桥，由人工清除包绞刀黏土；
在挖掘施工过程中，如若出现真空增高、排压降低且流速降低的情况，则判断发生了吸泥口堵塞或泥泵堵塞现象，对此，先采用清水对所述吸泥口和所述泥泵进行冲刷疏通，如仍未解决，则停工起桥，由人工清除堵塞吸泥口的块石和堵塞泥泵的块石；
在挖掘施工过程中，如若出现排压增高且流速降低的情况，则判断发生了排泥管堵管现象，对此，通过拆管线的方式进行堵塞部位疏通。
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