(完整版)绞吸式和耙吸式挖泥船重点讲义资料
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耙吸挖泥船耙吸式挖泥船是吸扬式中的一种。
它通过置于船体两舷或尾部的耙头吸入泥浆,以边吸泥、边航行的方式工作。
是利用泥耙松土,船中设开底泥舱,舱容积表示船的大小。
耙吸式挖泥船是一种装备有耙头挖掘机具和水力吸泥装置的大型自航、装仓式挖泥船。
挖泥时,将耙吸管放下河底,利用泥泵的真空作用,通过耙头和吸泥管自河底吸收泥浆进入挖泥船的泥仓中,泥仓满后,起耙航行至抛泥区开启泥门卸泥,或直接将挖起的泥土排除船外。
有的挖泥船还可以将卸载于泥仓的泥土自行吸出进行吹填。
它具有良好的航行性能,可以自航、自载、自卸,并且在工作中处于航行状态,不需要定位装置。
它适用于无掩护、狭长的沿海进港航道的开挖和维护,以开挖淤泥时效率最高。
亚洲最大的是马来西亚2016年开始制作的Inai Kenanga"号耙吸式挖泥船。
基本信息•中文名称耙吸挖泥船•外文名称trailing suction hopper dredger•分类单耙或对耙•工作原理挖泥方法与真空吸尘器类似•缺点不能在范围狭窄的水域施工目录1分类2工作原理3优点及缺点4亚洲最大5禁止出口分类耙吸式挖泥船有单耙或对耙,分别布置于船中或两侧。
耙吸式挖泥船机动灵活,效率高,抗风浪力强,适宜在沿海港口、宽阔的江面和船舶锚地作业,在风浪大又无掩护的滨海和河口地区,宜选用自航式耙吸挖泥船。
适于松散和低于粘土硬度的土质作业。
工作原理耙吸装舱挖泥船,基本上是一种从海底挖泥的船,其挖泥方法与真空吸尘器类似.船上装有一台或几台离心泵,用离心泵从海底吸起水和泥,排入本船泥舱.这些操作都在航行中进行,边航边挖,泥舱装满就驶往抛泥区排泥,通过舱底门把泥例出.耙吸船一船都用其泥舱容量来表明规格大小,一般舱容为500~1000m3.最小的耙吸船能在水深3左右条件下施工.最大耙吸船挖深可达3~35以上.这种耙吸船属于海船,可在风浪相当大的海上挖泥、航行及抛泥。
优点及缺点耙吸式挖泥船多在船首装有横向推进器,操纵性能都比较好.施工时不用锚或缆索定泊,对航行干扰小,因此非常适用于在港口或通航的河道,运河中施工.耙吸挖泥船的缺点是底质硬时挖不动.在疏浚中带有大量水份的泥沙一起运往抛泥区,因此影响产量.耙吸船在基建性疏浚和维护性疏浚中都可使用,但不能在范围狭窄的水域施工.亚洲最大马来西亚巨型耙吸挖泥船:亚洲最大的"Inai Kenanga"号耙吸式挖泥船总长199米,航速可达17节,疏浚深度可达95米,该船是在马六甲海峡船舶工业集团公司旗下的Sdn Bhd船厂(SMSCSB)建造。
2017年一级建造师港口与航道工程疏浚吹填知识点汇总第六章、疏浚与吹填工程施工技术1、疏浚工程定义:采用水力或机械的方法为拓宽加深水域而进行的水下土石方开挖工程。
2、疏浚工程分类:基建性、维护性3、基建性疏浚定义:为新辟航道、港口等或为增加他们的尺度、改善航运条件,具有新建、改建、扩建性质的疏浚。
4、维护性疏浚定义:为维护或恢复某一指定水域原定的尺度而清除水底淤积物的疏浚。
第一节、耙吸式挖泥船一、基本原理耙吸式挖泥船是水力式挖泥船中自航、自载式挖船,除了具备通常航行船舶的机具设备和各种设施外,还有一整套用于耙吸挖泥的疏浚机具和装载泥浆的泥仓,以及舱底排放泥浆的设备等。
耙吸式挖泥船装备有耙头挖掘机具和水力吸泥装置。
在它的舷旁安装有耙臂(吸泥管),在耙臂的后端装有用于挖掘水下土层的耙头,其前端用弯管与船上的泥泵吸入管相连接。
耙臂可凭上下升降运动,其后端能放入水下一定深度,使耙头与水下土层的泥沙进行耙松和挖掘。
泥泵的抽吸作用从耙头的吸口吸入挖掘的泥沙与水流的混合体(泥浆)经吸泥管道进入泥泵,最后经泥泵排出端装入挖泥船自身设置的泥舱中。
当泥舱装满疏浚漏水泥沙后,停止挖泥作业,提升耙臂和耙头出水,再航行至指定的抛泥区,通过泥舱底部所设置的泥门,自行将舱内泥沙卸空;或通过泥舱所设置的吸泥管,用船上的泥泵将其泥浆吸出,经甲板上的排泥管系与输泥、浮管可岸管,将泥浆卸至指定区域或吹泥上岸。
然后,驶返原挖泥作业区,继续进行下一次挖泥作业。
二、技术性能●耙吸船主要技术参数舱容、挖深、航速、装机功率●耙吸船最大特点各道工序都由挖泥船本身单独完成●耙吸船优越性1、具有良好的航海性能,在比较恶劣的海况下,仍然可以进行施工作业。
2、具有自航、自挖、自载和自卸的性能,在施工作业中不需要拖轮、泥驳等船舶。
另外,因船舶可以自航,调遣十分方便,自身能迅速转移至其他施工作业区。
3、在进行挖泥作业中,不需要锚索具、绞车等船舶移位、定位等机具设备,而且在挖泥作业中处于船舶航行状态,不需要占用大量水域或封锁航道,施工中对在航道中的其他船舶航行影响很少。
人工岛建设之挖泥船抓斗式挖泥船是利用旋转式挖泥机的吊杆及钢索来悬挂泥斗;在抓斗本身重量的作用下,放入海底抓取泥土。
然后开动斗索绞车,吊斗索即通过吊杆顶端的滑轮,将抓斗关闭,升起,再转动挖泥机到预定点(或泥驳)将泥卸掉。
挖泥机又转回挖掘地点,进行挖泥,如此循环作业。
抓斗式挖泥船主要用于挖取粘土、淤泥、孵石、宜抓取细砂、粉砂。
链斗式挖泥船是利用一连串带有挖斗的斗链,借上导轮的带动,在斗桥上连续转动,使泥斗在水下挖泥并提升至水面以上,同进收放前、后、左、右所抛的锚缆,使船体前移或左右摆动来进行挖泥工作。
挖取的泥土,提升至斗塔顶部,倒入泥阱,经溜泥槽卸入停靠在挖泥船旁的泥驳,然后用托轮将泥驳拖至卸泥地区卸掉。
链斗式挖泥船对土质的适应能力较强,可挖除岩石以外的各种泥土,且挖掘能力甚,挖槽截面规则,误差极小,最适用港口码头泊位,水工建筑物等规格是要求较严的工程施,因此有着一定的应用范围。
绞吸式挖泥船是目前在疏滩工程中运用较广泛的一种船舶,它是利用吸水管前端围绕吸水管装设旋转绞刀装置,将河底泥沙进行切割和搅动,再经吸泥管将绞起的泥沙物料,借助强大的泵力,输送到泥沙物料堆积场,它的挖泥、运泥、卸泥等工作过程,可以一次连续完成,它是一种效率高、成本较低的挖泥船,是良好的水下挖掘机械。
铲斗式挖泥船是单斗挖泥船的一种,它可以集中全部功率在一个铲斗上,进行特硬挖掘。
它利用吊杆及斗柄将铲斗伸入水中,插入河底,海底进行挖掘,然后由绞车牵引将铲斗连同斗柄,吊杆一起提升,吊出水面,至适当高度,由旋回装置转至卸泥或泥驳上,拉开斗底将泥卸掉,再反转至挖泥地点。
如此循环作业。
铲斗挖泥船适用于挖掘珊瑚礁、孵石、砾石、大小块石和粘土、粗砂及混合物。
耙吸式挖泥船是吸扬式中的一种。
它通过置于船体两舷或尾部的耙头吸入泥浆,以边吸泥、边航行的方式工作。
耙吸式挖泥船机动灵活,效率高,抗风浪力强,适宜在沿海港口、宽阔的江面和船舶锚地作业。
我国各种挖泥船资料“新海蚌”号抓斗挖泥船2009年6月,上海振华重工建造的27m3抓斗挖泥船“新海蚌”正式交付中交上航局使用。
我们看见江河湖泊上边的船只除了客船、货船、渔船,还有一些作业船,比如绞吸挖泥船。
绞吸挖泥船是在江河湖泊中的一种工作船,它负责清理河道中的淤泥,拓宽航道,疏通交通,防止在河道中的船只因为交通拥挤发生以外。
江河湖泊是大自然给与我们的天然交通通道,挖泥船起到了很大作用,那绞吸挖泥船和耙吸挖泥船有什么区别?绞吸挖泥船哪家好?绞吸挖泥船和耙吸挖泥船的区别绞吸挖泥船的工作是通过一根吸管和吸管头部的搅拌器进行工作的。
将吸管伸到水底,开动搅拌器将水底的泥沙搅成泥浆后,用吸管将泥浆吸出,通过管道送到堆积场地。
耙吸挖泥船是通过安装在链上的挖泥斗将水底的淤泥挖出,存放在船上或挖泥船边的驳船上。
绞吸挖泥船和耙吸挖泥船的各自特点是绞吸挖泥船工作效率高,能在相对较深的水底挖泥,但因为是管道运送淤泥,离淤泥堆积场不能太远。
耙吸挖泥船的特点正好相反。
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挖泥船资料1定义:中文名称:挖泥船英文名称:dredger定义1:借机械或流体动力的挖泥设备,挖取、提升和输送水下地表层的泥土、沙、石块和珊瑚礁等沉积物的船。
所属学科:船舶工程(一级学科);船舶种类及船舶检验、国际公约和证书(二级学科)定义2:采用各种斗、铲或水枪等装置,挖掘并从水中提取泥沙的工程船舶。
所属学科:电力(一级学科);水工建筑(二级学科)定义3:装有挖泥机械设备,专门用于挖取水下泥沙的船舶。
所属学科:海洋科技(一级学科);海洋技术(二级学科);海洋工程(三级学科)定义4:装有专门设备、用以挖起水下泥、沙或卵石、软石的工程船。
所属学科:水利科技(一级学科);航道与港口(二级学科);疏浚(水利)(三级学科)工作方式挖泥船工作示意图有些挖泥船本身没有动力,它每换一处工作位置,总是靠拖船带动;从水底挖出的泥沙倾入在旁等待的驳船里拖走。
本身有动力的挖泥船在通行较大船舶的航道上施工,用粗大的软管抽吸淤泥。
挖泥船把泥沙存在舱中,装满后开往海外倒掉。
侧伸吊杆挖泥船是清理狭窄水道最有效的工具,它平稳地缓行,每小时约走3700米,在湖底铲出一条宽约35米的水道,泵将吸出的泥沙沿着长长的吊杆,喷回到离水道较远的水中。
吃水较深的大船尤其需要倚重这种挖泥船。
耙吸式挖泥船是吸扬式中的一种。
它通过置于船体两舷或尾部的耙头吸入泥浆,以边吸泥、边航行的方式工作。
耙吸式挖泥船机动灵活,效率高,抗风浪力强,适宜在沿海港口、宽阔的江面和船舶锚地作业。
挖泥船(浙江产)ν链斗式挖泥船是利用一连串带有挖斗的斗链,借上导轮的带动,在斗桥上连续转动,使泥斗在水下挖泥并提升至水面以上,同进收放前、后、左、右所抛的锚缆,使船体前移或左右摆动来进行挖泥工作。
挖取的泥土,提升至斗塔顶部,倒入泥阱,经溜泥槽卸入停靠在挖泥船旁的泥驳,然后用托轮将泥驳拖至卸泥地区卸掉。
链斗式挖泥船对土质的适应能力较强,可挖除岩石以外的各种泥土,且挖掘能力甚,挖槽截面规则,误差极小,最适用港口码头泊位,水工建筑物等规格是要求较严的工程施,因此有着一定的应用范围。
一、工程概况本工程的水下清淤工程采用200m3绞吸式挖泥船进行挖泥,挖泥量为406901立方米。
清淤疏浚时,为保证开挖边坡稳定,挖深的边坡按设计要求控制。
二、工艺流程工艺流程图三、排泥管线的布设本工程排泥管由河道清淤区到排泥场区,输泥管线长初步估算最长约25km(具体根据现场实际情况量测确定)。
根据排泥需要拟采用在陆上设置1 级泵压接力输送;输泥管为优质钢管,钢管直径450mm,壁厚8 mm,耐压1.0MPa 以上。
排泥管线是挖泥船输送砂泥浆到吹填区内的管道线路,主要包括:陆上管线(包括管架线)、水上管线(即浮管)二种,主要以浮管为主。
1、陆上吹泥管线(岸管)的设置吹泥管线的平面布置根据挖泥船的总扬程、围堰的面积、形状、吹泥距离、吹填高程、潮位变化等方面的情况,加以综合考虑,来选定吹泥管线的位置。
陆上部分采用岸管明敷。
陆上岸管采用钢管,规格为φ450mm×40~45m。
岸管间距200m左右。
管线布设尽量避免穿越障碍物,但要尽量避免管道形成过急弯曲。
对跨越围埝的排泥管段,要选用较新的弯道与管件、并保证接头紧固严密、无漏水、漏泥现象、水陆接头入口处避免浮管出现死弯、水陆接头入口角应大于45度,减少排泥阻力;。
陆上布管线在进入吹填区内的布设。
要考虑工程竣工后,应符合设计要求的高程与平整度。
管线的布设高程,除考虑吹填设计高程外,还应考虑沉降量(包括排泥场内地基沉降时及吹填土本身的固结沉降量)及吹填超高量等因素;为使吹填区获得较好的平整度,除干线管道外还要布设支线。
管线的布设,主要是考虑管线的间距,即管口的间距,而管口间距的大、小是与绞吸船的泥泵马力、吹填区地形及吹填土质等因素有关。
弃土场围堰与吹砂管口的距离随土质、围埝结构、高度不同而有差别,以不使水流冲刷弃土场围堰为原则,通常多保持在15~20 m的范围。
排泥管线布设线路为:施工区→沿金清大港至K16+600附近处→转入老湾河一转至廿四弓河—转入五湾河至5#船闸→转入雨伞浦至三洞闸-沿二线塘→转至团结塘与五塘交界处一至东海塘北片围垦区,线路全长约25km,具体可结合现场情况调整。
第三章绞吸式挖泥船图3-1 目前世界上最大的绞吸式挖泥船“Mashhour”号3.1 概述一、应用领域绞吸式挖泥船被广泛应用于港口、航道疏浚及吹填工程。
绞吸式挖泥船从挖泥到排泥场的距离一般小于耙吸式挖泥船。
使用绞吸式挖泥船的最大优势是能获得准确的挖掘轮廓。
绞吸式挖泥船基本适合挖掘各种类型的土壤,当然这也决定于切削功率的配置。
绞吸式挖泥船类型和尺寸范围很广,绞刀头功率最小可为20KW,最大可达约4000KW。
但挖泥深度一般较有限,最大挖深为25~30 m,最小挖泥深度通常取决于船体(平底船)的吃水深度。
绞吸式挖泥船属静态挖泥船。
至少有两套对挖掘过程非常重要的锚缆系统。
但锚缆却为其它船舶航行带来障碍。
某些大型绞吸式挖泥船为减少被“绊住”的危险而安装了推进器系统;推进器系统可用于帮助绞吸式挖泥船离开挖掘区域,当然也可帮助绞吸式挖泥船从一工作点移动到另一工作点。
小中型绞吸式挖泥船可制造为可拆卸式的。
这种方式较适合由公路到内陆区域而无水路时的运输,如,为公路铺沙层、为建筑工程公司挖掘沙子和砾石等。
安装了波浪补偿器的绞吸式挖泥船可在有波浪的开放水域施工,较之耙吸式挖泥船其局限性是显而易见的。
图3-2 Simon Stevin号自航式绞吸挖泥船图3-3 船体可升降式绞吸挖泥船二、历史绞吸式挖泥船起源于美国。
1884年第一艘绞吸式挖泥船在美国加利福尼亚州西部港市奥克兰使用。
这艘绞吸式挖泥船装有液压绞刀头并被用于疏浚泥沙和岩石。
其输泥管直径为500 mm,泥泵叶片直径为1.8 m。
其设计的主要缺点是绞刀头易被堵塞。
在19世纪末20世纪初,绞吸式挖泥船得到了发展。
如,1896年Beta 号绞吸式挖泥船是为美国芝加哥疏浚公司建造。
这艘挖泥船吃水1.95 m,横梁长12 m,在当时是最大的绞吸式挖泥船。
Beta 号具有两个独立的泥泵并配有直径为850 mm的吸泥管,每个吸泥管分为三段直径为500 mm的管子。
在每个管口处垂直安装了一个直径为1500 mm的绞刀头。
第三章绞吸式挖泥船图3-1 目前世界上最大的绞吸式挖泥船“Mashhour”号3.1 概述一、应用领域绞吸式挖泥船被广泛应用于港口、航道疏浚及吹填工程。
绞吸式挖泥船从挖泥到排泥场的距离一般小于耙吸式挖泥船。
使用绞吸式挖泥船的最大优势是能获得准确的挖掘轮廓。
绞吸式挖泥船基本适合挖掘各种类型的土壤,当然这也决定于切削功率的配置。
绞吸式挖泥船类型和尺寸范围很广,绞刀头功率最小可为20KW,最大可达约4000KW。
但挖泥深度一般较有限,最大挖深为25~30 m,最小挖泥深度通常取决于船体(平底船)的吃水深度。
绞吸式挖泥船属静态挖泥船。
至少有两套对挖掘过程非常重要的锚缆系统。
但锚缆却为其它船舶航行带来障碍。
某些大型绞吸式挖泥船为减少被“绊住”的危险而安装了推进器系统;推进器系统可用于帮助绞吸式挖泥船离开挖掘区域,当然也可帮助绞吸式挖泥船从一工作点移动到另一工作点。
小中型绞吸式挖泥船可制造为可拆卸式的。
这种方式较适合由公路到内陆区域而无水路时的运输,如,为公路铺沙层、为建筑工程公司挖掘沙子和砾石等。
安装了波浪补偿器的绞吸式挖泥船可在有波浪的开放水域施工,较之耙吸式挖泥船其局限性是显而易见的。
图3-2 Simon Stevin号自航式绞吸挖泥船图3-3 船体可升降式绞吸挖泥船二、历史绞吸式挖泥船起源于美国。
1884年第一艘绞吸式挖泥船在美国加利福尼亚州西部港市奥克兰使用。
这艘绞吸式挖泥船装有液压绞刀头并被用于疏浚泥沙和岩石。
其输泥管直径为500 mm,泥泵叶片直径为1.8 m。
其设计的主要缺点是绞刀头易被堵塞。
在19世纪末20世纪初,绞吸式挖泥船得到了发展。
如,1896年Beta 号绞吸式挖泥船是为美国芝加哥疏浚公司建造。
这艘挖泥船吃水1.95 m,横梁长12 m,在当时是最大的绞吸式挖泥船。
Beta 号具有两个独立的泥泵并配有直径为850 mm的吸泥管,每个吸泥管分为三段直径为500 mm的管子。
在每个管口处垂直安装了一个直径为1500 mm的绞刀头。
绞刀头转数为12 r/min,如图3-4。
图3-4 Beta号绞吸式挖泥船平面布局图此挖泥船在密西西比河上工作2年后,绞刀头被换成水激器。
当时此方法在绞吸式挖泥船设计中常被使用。
绞吸式挖泥船在美国疏浚行业成为主力军,就如同当时的链斗式挖泥船在欧洲的角色一样。
三、特征绞吸式挖泥船的特性是:她属于静态挖泥船,安装绞刀头/绞刀作为挖掘工具,使泥土在切削后被吸入。
在吸泥过程中,绞吸式挖泥船是以定位桩为中心通过固定在侧边绞盘上的锚缆按圆弧形旋转,如图3-7所示。
绞吸式挖泥船非常易于与吸扬式挖泥船区分,因后者是没有定位桩系统的(但某些绞吸式挖泥船工作时是由缆绳定位的,而不是定位桩定位)。
图3-5 “RAM”号绞吸式挖泥船布局图绞刀支臂悬挂在支臂支架上,绞刀头、驱动器和吸泥管都置于其上。
对于中小型绞吸式挖泥船,一般采用A型支架,而对于大型绞吸式挖泥船,一般支架较重。
因部分切削力需由平底船及定位桩平衡,所以绞吸式挖泥船的平底型船体比其它静止型挖泥船较重。
挖掘的泥水混合物由水力式吸泥管输送到排泥场。
但也有某些绞吸式挖泥船配套有驳船卸泥系统。
绞吸式挖泥船安装一个或多个泥泵,其中一个放置在绞刀支臂上。
自航绞吸式挖泥船的推进器装置既可置于挖泥船前部靠近绞刀头处,也可置于其后部靠近定位桩处。
四、工作方式在绞吸式挖泥船绞刀支臂放入水中后,泥泵开始工作,绞刀头开始旋转。
然后支臂向下转动直到绞刀头接触河床,或直到其达到最大挖深处。
挖泥船绕定位桩的初始运动是通过放松右舷锚缆、拉紧左舷锚缆完成的。
这些锚缆由靠近绞刀头的滑轮与甲板上的绞盘(靠近挖泥一侧的绞盘)连接。
放松绞盘保证两边缆绳的准确张力,这在挖掘坚硬岩石时尤为重要。
1.绞刀头的旋转方向相对于其横移运动的方向有时相同,有时相反。
在第一种情况下,绞刀头作用在土壤上的反作用力带动船体运动,因此其横移作用力要小于第二种情况。
当绞刀头运动方向与挖泥船横移方向一致时,保证锚缆的预紧力是非常重要的。
如果绞刀头作用力推进挖泥船移动快于绞盘拉拽速度时,拉拽绞盘的缆绳将被绞刀头卷起并剪断,这是非常危险的;2.锚的位置对挖泥船所需横移力影响大。
绞刀头到边缆的距离越近,所需的横移力越小;3.横移力也受外界自然条件的影响,如风、水流及波浪等。
当然,绞刀支臂沿弧形摆动一次绞刀支臂,挖泥厚度由绞刀头直径及土壤类型决定。
当一次摆动后没有达到所需的挖泥深度,绞刀支臂将被放下更深,且绞刀支臂将向相反的方向摆动。
如前所述,绞吸式挖泥船是以定位桩/ 工作桩为固定支点做圆弧形摆动。
大多数绞吸式挖泥船的定位桩放置在可移动钢桩台车上。
另一只桩为辅助桩,置于中心线外,一般置于船尾右舷一侧。
钢桩台车利用液压缸可移动4-6 m的距离。
因为钢桩立于河床上,通过向船艉方向推动钢桩台车即可推动绞吸式挖泥船向前移动。
绞刀头的尺寸和土壤硬度决定了钢桩台车移动的步长。
钢桩台车每移动一步,在每次沿弧形摆动末端放低绞刀支臂,绞刀可切削一层或多层土壤。
图3-6 步长和切层支臂每向前一步,绞刀头以定位桩为中心绘出一个同心圆弧,其半径随步长的增加而增加,如图3-7所示。
如果钢桩台车液压缸已移到尽头,则必须要移动钢桩了。
在步进前,绞刀头移到切削中心线上,放下辅助桩,抬起工作桩,向前移动钢桩台车。
然后再次放下工作桩,抬起辅助桩。
挖泥船就又可以开始工作了。
步进后的第一次切削不是一个同心圆弧。
图3-7 绞吸式挖泥船工作方式3.2 设计设计绞吸式挖泥船时,重要的设计参数包括:1.生产量2.挖泥深度3.影响挖泥船尺寸的工作条件4.土壤类型5.输泥距离如前所述,绞吸式挖泥船适用于挖掘各种类型的土壤,从粘土到坚硬岩石。
土壤类型对绞吸式挖泥船的设计和建造有很大影响。
当挖掘岩石时会产生相当大的反作用力,这些力由绞刀头产生,通过绞刀支臂和侧边绞盘传到陆地,或由平底船和定位桩克服。
绞吸式挖泥船的设计也由所需的切削功率决定。
一、生产量如同其他类型的挖泥船,生产量由市场需求及根据具体的工程项目可使用的挖泥船决定。
因许多绞吸式挖泥船要在使用年限中挖掘各类土壤,挖泥船的设计参数设定就必须得考虑其必须能够挖掘的土壤类型。
一艘设计用来挖掘岩石的绞吸式挖泥船也应能挖掘沙,但一艘设计用来挖沙的绞吸式挖泥船则不能挖掘岩石。
另外,沙型绞吸式挖泥船比岩石型的绞吸式挖泥船更便宜。
换句话说,绞吸式挖泥船的生产量与能挖掘的土壤硬度有关。
例如,10 Mpa岩石型绞吸式挖泥船的生产量是100 m3/hr。
生产量的单位被定义为m3/星期,/小时或/秒是很重要的。
时间单位选择的越小,生产量的值越大。
(因此长期平均生产量较小)。
当根据挖掘指定的土壤类型所需生产量已知时,则更需关注绞刀头切削产量。
因为不是所有被切削的土壤都能通过吸嘴吸入,所以切削产量远大于挖泥生产量。
一般溢出后仍残余20–30 %。
决定绞吸式挖泥船生产量时必须考虑这个因素。
如上所述,时间单位较小时最大切削产量较高。
对于绞吸式挖泥船这主要体现在工作方式上。
在一次切削的中间位置时产量通常是最高的。
在切削边角时,主要由绞刀支臂或钢桩台车操纵,切削产量较低甚至为0,在实践中,将导致当切削产量单位为m3/sec时的值比以m3/h为单位时的值高20 – 30%。
为提高实用性,绞吸式挖泥船设计用于挖掘岩石时,应同样适于挖掘其它类型的土壤。
这意味着,被设计用来挖掘岩石的切削设备,仍需适用于挖掘其它类型的土壤。
二、挖泥深度当设计绞吸式挖泥船时,需考虑最大和最小挖泥深度,因为这些都影响挖泥船的可用性。
当挖泥深度增大,导致平底船吃水需更深,从而最小挖泥深度将增大。
这样,挖泥深度增加可提高挖泥船的可用性,但同时最小挖泥深度将增大。
同样,市场需求决定最佳选择。
1. 最大挖泥深度最大挖泥深度是一个重要的设计参数。
因为在绞吸式挖泥船中,平底船和定位桩将绞刀头挖掘土壤时产生的作用力传递到土壤,产生的力矩大小和挖泥深度是成比例的。
因而随着挖泥深度的增大,不仅船体变得更大更宽(为了提高船体的稳定性),因此船体结构会更重。
此外挖泥深度对绞刀支臂结构也有重大的影响:为了检修,绞刀支臂必须能够被抬出水面。
图3-8 最大挖泥深度与船自重的关系从生产量的角度说,为获得所需生产量,吸泥深度决定是否需要安装水下泵。
很明显,装备一个水下泵会增大支臂重量。
如果没有水下泵,吸泥管直径和泥泵功率必须增加以使挖掘的泥水混合物浓度减少,从而避免出现气蚀现象。
但同时,泥水混合物浓度降低是很不经济的。
根据气蚀公式,某一限定的空气分离压和最高浓度值可决定是否需要水下泵,也可决定泥泵应放置在水下何处。
当然,仍有一个经济学的问题,不论水下泵是否合适,水下泵一般都很昂贵(密封性要求)。
2. 最小挖泥深度最小挖泥深度需根据平底船的吃水深度、冷却水进口的位置形状和绞刀支臂的结构决定。
很明显即使在最小挖泥深度施工时平底船也必须有足够的底部间隙。
对于大型绞吸式挖泥船这将导致船体变宽。
最小挖泥深度必须比船体最大吃水至少小1m。
冷却水入口的设计必须适合阻止泥土从底部进入。
图3-9 绞刀功率与平底船最大吃水的关系当在最小挖泥深度挖泥,最小挖泥深度比船体吃水还浅时,则必须选择合适的绞刀支臂形状,否则会出现支臂被拖拽的现象。
为防止拖拽现象的发生,支臂下边线和水平线之间的夹角至少应为5º,见图3-10。
图3-10支臂下边线和水平线之间的夹角如图3-11所示,为在挖掘非粘性土壤时获得更高的吸入率,绞刀头的轴线应与水平线间存在一倾斜角度。
绞刀头的挖掘量由斜坡倾斜度β和绞刀支臂角θ之和(θ+β)决定。
图3-11斜坡倾斜度和绞刀支臂角之和θ+β≧90º时,吸入率达100% 三、切削宽度绞吸式挖泥船的可用性也取决于设备的最小切削宽度,与其最大切削宽度关系不大。
图3-12 最小切削宽度最小切削宽度取决于平底船前部与绞刀头或外侧绞盘滑轮的外表面相交的直线,如图3-12所示。
为减小最小切削宽度,常对平底船前端两侧进行倒角,如图3-13所示。
绞刀头在平底船前伸出越远,最小切削宽度越小。
在美国和日本普遍使用这种解决办法。
图3-13 船艏倒角的平底船图3-14 切削宽度的计算钢桩和绞刀头间的距离决定了最大切削宽度。
为确保侧边绞盘的工作效率,最大横移角度应限制在45º以内;所以最大切削宽度 B = 2L*sin(450),L是钢桩和绞刀头间的距离。
L取决于水深和钢桩位置。
从生产的角度看,需要大的切削宽度,因为切削宽度较大时,挖掘每方土壤需步进而停止工作、抛锚和其他操作所需的时间较短;但长的绞吸式挖泥船最小切削宽度较大。
在这种情况下,要权衡利弊。
四、土壤类型土壤类型对绞刀头功率、绞刀支臂的长度、平底船和钢桩的设计影响都很大。
某种程度上,土壤类型也影响吸泥管和水力输泥管直径的选择。