如何确定耙吸船最佳装舱时间

提高耙吸船开挖密实粉细砂的施工效率是疏浚工程界不断探索的问题,而采用最佳装舱时间是提高耙吸船挖砂效率最有效的方法之一。结合锦州港301泊位工程港池粉细砂的疏浚施工,通过对有效载重曲线和小时效率曲线的分析,简要介绍最佳装舱时间的计算。     

耙吸式挖泥船最佳装舱时间的确定

耙吸式挖泥船溢流施工作为疏浚施工重要的方法之一,其施工效率的提高与装舱时间有关.确定最佳装舱时间及生产模式,需要对施工区土质、装舱时间、装舱效率、施工区域漂流出的土方量等要素进行分析计算,并加以工程实践验证.依据确定的最佳装舱时间组织生产施工,可以提高施工效率和经济效益.     

天津港30万吨级航道耙吸船施工工艺优化

为提高耙吸船施工生产率、降低施工成本,分析耙吸船施工数据,机具性能,进行土质采样试验,深入研究并优化耙吸船施工工艺。新的施工工艺实施后,天津港30万吨级航道耙吸船施工生产率提高了37%,加快了施工进度,节约了施工成本。     

大型耙吸船在黏性土质条件下的施工

大型耙吸船在黏性土质条件下施工易出现耙头堵塞以及泥舱疏浚土板结、固化等问题,针对这一现象,研究施工设备改造及施工工艺优化。通过引入具备水下泵等先进设备的超大型耙吸船"浚洋1"、强化高压冲水设备、改造耙头等来降低耙头堵塞影响。采用"泥沙垫舱+黏土装舱"的施工工艺,以淤泥及少量沙土作为疏浚黏土与泥舱间的润滑剂,减少黏土在船舶泥舱的滞留,缩短船舶抛泥时间,提高船舶施工效率。     

多石底质下耙吸船小流道泥泵的性能调整

针对耙吸船在俄罗斯布朗克工程中疏浚多石底质工况时,频繁出现块石堵泵、堵耙口等严重影响施工生产的难题,对耙吸船泥泵通道的通过能力及耙头格栅进行研究。采用泥泵相似性原理,从泥泵叶轮球面通道尺寸、叶轮切割对泥泵性能影响、叶片切割长度计算、叶轮切割操作等方面进行分析,调整泥泵叶轮通径以适应多石底质复杂工况。通过实施该方法,有效解决了多石底质下耙吸船小流道叶轮施工效率低的难题,单船过泵量平均提高44%,装舱生产率平均提高17%,周期生产率提高11. 5%。     

自航耙吸挖泥船浅水施工加装艏冲装置施工技术与应用

浅区疏浚一直是内河航道维护疏浚的难题。当内河航道水深不能满足自航耙吸船空载施工吃水要求时,耙吸船将无法进行上线下耙疏浚施工。为了解决该问题,将最新研制的艏冲装置系统安装于耙吸船船艏,并利用艏冲装舱施工方法成功解决了浅区疏浚的难题,取得了良好的经济效益和社会效益。     

淤泥底质航道大型耙吸船零溢流疏浚施工工艺研究

大型耙吸船疏浚施工过程中普遍采用装舱溢流工艺,因为多数采用耙吸船施工的区域都是远离抛泥区,溢流法的目的在于最大可能的利用大型耙吸船舱容,增加单船土方量,提高挖泥效率,其缺点在于溢流施工对于槽底扰动大,施工过程中大量沉积物随着溢流进入水体,对水体污染严重。如今随着各地环保政策日趋严格,对于溢流的限制不断收紧,在我公司承建的巴西巴拉那瓜港疏浚工程中,对于不同区域进行不同的溢流时间限制,2019年施工区域禁止溢流。通过对耙吸船施工工艺的优化研究在满足环保要求的前提下有效地提高了单船土方量,达到欧洲公司同类船舶先进水平,按期完成施工,并节省大量成本。     

浅谈单、双耙的使用对大型耙吸船粉细砂装舱效率的影响

针对大型耙吸式挖泥船疏浚粉细砂时普遍遇到装舱效率明显降低的情况,通过大型自航耙吸挖泥船在湛江港30万吨级航道改扩建工程中的应用,采取现场调查和数据分析的方法,对单独使用单耙和双耙时自航耙吸挖泥船的粉细砂装舱效率进行了数据分析,发现在相同施工时间下,采用单耙和双耙进行混合施工比单独采用双耙施工,自航耙吸挖泥船对于粉细砂的装载量提高了7%,表明采取单、双耙混合施工能有效的提高粉细砂的v装舱效率。     

改造平板驳联合耙吸船装舱施工工艺探讨

京唐港区砂源为粉细砂，颗粒较细且不易沉淀，采用传统的吸砂船进行水下取砂溢流量极大、效率极低且装舱量少，无法提供可靠的砂源且取砂造价过高。通过增加主管分流装置对平板驳进行改造，结合同期航道疏浚的耙吸船连接管道进行吹砂，通过溢流沉淀，将耙吸船泥舱中的海砂吹至砂船船舱内，再用于防波堤筑堤冲砂。试验表明，耙吸船联合改造平板驳装舱砂船每日可提供砂源约0.93万方。将航道疏浚与防波堤冲砂施工有机结合，同时节约了吹填区围埝建设和取砂船单独水下取砂的费用。     

基于MATLAB的耙吸船施工方案优化软件的应用

针对耙吸船在浚挖水深较小、疏浚量较大、运距较远的航道作业时常常要浪费大量时间候潮的问题,开发基于MATLAB的耙吸船减载或候潮施工方案优化软件。该软件根据施工海域潮汐情况,预测耙吸船在候潮施工和减载施工2种工况下的生产率,从中选择更为高效的施工方案。同时,该软件可以精准计算挖泥时间,为施工人员提供更为合理的参考,在保障耙吸船安全施工的同时提高船舶施工效率。研究成果成功应用于马来西亚槟城吹填造地工程中,使施工周期缩短10%,生产率提高7%。     

1.1万m~3耙吸挖泥船艏吹装驳施工技术

针对充砂袋施工中砂源短缺的问题,以京唐港东南防波堤工程为例,结合另一在建的航道疏浚项目,对耙吸挖泥船艏吹装驳技术进行研究。创造性地提出将传统耙吸船靠岸艏吹施工变更为利用全新研制的海上装驳平台进行装驳作业的施工方法。该技术旨在充分利用现场自然资源,在节约成本、保护环境的基础上确保工程按期完工。目前国内针对耙吸船艏吹装驳尚无成熟的施工工艺,该技术的成功实施对类似工程有重要的参考意义。     

装舱溢流施工在航道疏浚工程中的应用

装舱溢流施工工艺是耙吸挖泥船最常采用的施工方法,该方法可增大挖泥船的装舱浓度,以提高其挖泥效率、降低疏浚费用。基于装舱溢流施工工艺特点及固体颗粒在液体中的沉降运动规律研究,以工程实例为依据,分析溢流施工工艺在航道疏浚工程中的适用性。     

耙吸挖泥船装舱溢流过程中非黏性泥沙沉积与冲刷的模拟

自航耙吸挖泥船(TSHD)在装舱周期中,在可能的情况下需要边施工边溢流以提高有效装载量.溢流损失量受到泥舱结构、泥沙组分等多重因素的影响,很难准确预测利用CFD方法结合非黏性泥沙冲淤的经验公式,建立了TSHD超大型泥舱(21 643.8 m3)二维沉积数学模型,利用该模型对装舱溢流过程进行了模拟,对产量、溢流损失进行了预测,预测结果与以往成熟模型的结果基本一致.在此基础上,分析了装舱过程中沉积面的变化过程、不同粒径组的冲淤特点.该模型的建立,有助于实现对泥舱水力布置和装舱效率进行研究,弥补空白.     

耙吸船艕带泥驳疏浚工艺在长江口维护施工中的应用研究

为有利于长江口深水航道的可持续性维护和发展,在借鉴已有工程实例的基础上,开展耙吸挖泥船艕带泥驳疏浚工艺在长江口应用的研究工作。综合现场模拟试验情况、长江口专用耙吸挖泥船及配套泥驳的设计性能等,对耙吸装驳工艺在长江口应用的施工工艺、施工时间和效率、施工作业条件和工况、经济效益等进行研究。结果表明该工艺技术上可行、安全有保障、经济效益明显,可在长江口航道维护疏浚中应用,并提出相关建议。     

长江口深水航道疏浚土“十三五”造地利用研究Ⅱ——疏浚吹填工艺和方案

在分析评价长江口不同疏浚吹填工艺的特点及适用性的基础上,结合疏浚土资源供需关系和圈围工程现状条件,提出"十三五"期长江口深水航道疏浚土造地利用的初步技术方案。结果表明:1)长江口航道常用的"挖运抛+挖吹"和"挖运吹"工艺仅适用于较短运距的疏浚吹填工程;新研制的"耙吸装驳"工艺能适用于长运距的疏浚吹填工程,"十三五"投入应用后可显著拓展深水航道疏浚土的利用空间。2)"十三五"期间,横沙东滩七、八期圈围工程可利用深水航道北槽段疏浚土,采用"挖运抛+挖吹"和"耙吸装驳"的"挖+运+吹"工艺实施疏浚吹填;南汇东滩圈围工程N1库区可部分使用深水航道疏浚土,采用"耙吸装驳"工艺实施吹填;其他零星建设用地圈围工程可使用深水航道南港圆圆沙段疏浚土,采用"挖运吹"工艺吹泥上滩。     

耙吸挖泥船浅窄航道施工技术

针对耙吸挖泥船自身体积大、吃水深、不适宜浅窄水域施工的问题，进行了耙吸船浅窄航道施工技术研究。通过分析潮汐、水深条件、耙吸船特性、施工工艺等要素，得出结论：确保选定的船舶上线位置不仅要满足上线时刻的船舶航行挖泥水深需要，还要保证在施工航速下各个时段的船舶富余水深要求。该施工技术以船底富余水深为关键控制量，尽量延伸上线位置，保证可施工区段长度，逐渐拓展工作面，突破了耙吸船浅窄航道水域施工的技术瓶颈。     

耙吸船艏喷喷距计算及泥浆运动轨迹分析

针对喷距制约耙吸船艏喷驻船位和施工船布置问题,通过分析艏喷喷距影响参数,推导理想状态下喷距的计算模型;通过引入空气阻力公式,建立考虑空气阻力的喷距计算模型,经实船测试和验证,考虑空气阻力的喷距模型计算精度明显高于理想模型。在此基础上分析空气阻力系数、泥浆密度及喷射角度等参数对泥浆运动轨迹的影响,这有利于耙吸船艏喷施工获得最佳的艏喷控制点和驻船位。     

耙吸式挖泥船及耙头耦合运动数值模拟

耙吸式挖泥船是航道与水下沟槽开挖、航道疏浚与水下挖泥等工程中广泛采用的施工设备,深水及复杂作业环境下耙吸式挖泥船的挖掘精度控制是挖泥船施工作业需解决的重要问题.在考虑风、浪、流、船舶操作力、海床反力、波浪补偿器及其滞后等影响因素的情况下,建立了耙吸式挖泥船与耙头耦合运动的数学模型,并用实船测试数据对数值模型进行检验.通过实例计算,研究不同水深和不同风、浪、流等环境因素对耙头运动的影响,为挖泥船—耙头运动的预测及超深、超宽开挖控制提供了依据.     

大型耙吸式挖泥船在浅水区疏浚工艺的应用

针对大型耙吸式挖泥船大面积浅水区施工的问题,基于船舶的施工特性及项目工况条件,探讨在水深不满足船舶设计最小吃水的环境中,利用抽舱旁通与打开前泥门装舱的方法结合疏浚集成控制系统形成的浅水区疏浚工艺进行疏浚作业的可行性。依托非洲东部某港池疏浚工程项目实践,说明浅水区疏浚工艺可以优化船舶吃水,提高大型耙吸式挖泥船大面积浅水条件下的疏浚能力。     

耙吸挖泥船艏喷轨迹曲线及流场特性的数值模拟

通过CFD数值模拟方法模拟了耙吸挖泥船艏喷不同工况时的喷射轨迹曲线及流场特性,得到了不同工况下的艏喷喷射距离及流场特征,对比数值结果与施工现场测量结果,显示数值模拟结果与现场试验结果基本相符,数值模拟基本可以预测艏喷的喷射距离和流动特征。在此基础上,对艏喷轨迹线和喷射距离的影响因素进行了分析,结果表明：45°喷角比30°喷角喷射距离要远,但是30°喷角有利于回淤与流失量的控制。因此在不同的施工阶段,可调整喷射角度,达到最佳施工效果。