基于能量修正的SPT在疏浚吹填中的应用

为了保证项目工期和控制吹填砂细颗粒含量小于20%,在开工前及施工过程中采用海上标准贯入实验SPT,并通过N值和室内筛分试验结果,对地层的土质类别及细颗粒含量等情况进行研究。同时,通过现场挖泥船实际吹填效率分析,得到实际疏浚吹填中SPT标准贯击数与不同类型挖泥船的挖掘能力的关系:当N值大于30时,现场7025型绞吸船较难开挖,需引入大型绞吸船或耙吸船开挖。相同土质耙吸船吹填料的细颗粒含量远远低于绞吸船。因此,根据SPT钻孔资料合理安排施工船舶和施工工艺,对项目顺利实施、节约成本具有重大意义。     

耙吸船浚挖含H_2S有毒气体土质的安全施工

随着疏浚工程的发展,耙吸船疏浚土质越来越复杂,对含H_2S有毒气体的土质,耙吸船现有设备及传统开挖工艺根本无法确保安全生产。针对此问题,对现有船舶进行了防护改造并制定针对性的施工工艺。采用泥舱防护、工作及生活舱室防护、人员个人防护的防护措施,运用择风向施工、薄层开挖与交替施工、满舱置换等施工工艺,成功完成了在纳米比亚鲸湾港项目工程中含H_2S气体土质的施工任务。     

连云港港30万吨级航道二期工程难挖地段的土层特性

连云港港30万吨级航道二期工程航道疏浚施工项目LYG-302-H1.1标段施工过程中,绞吸船多次发生堵管现象,影响施工效率。为避免事故频繁发生,通过整理事故多发地土质资料,分析土层特性及堵管原因,对此类难挖地段的土质指标进行归纳总结。结果表明：绞吸船施工难挖地段土层分布不均匀;同一高程下,黏土层中含有黏质粉土和砂质粉土,且混有离散的钙质胶结物;标贯击数大于20击。     

耙吸船拓宽浚深运营航道的高效施工技术

运营航道需要拓宽或加深疏浚时,常因施工船舶与运营船舶的频繁避让导致安全风险大、施工效率低。针对这一情况研究了船舶安全避让及效率提升措施,即：采用航道有效宽度计算方法,通过施工通航验算,采取科学有效的避让措施,解决耙吸船频繁驶离航道避让的问题。研发了耙吸船的堵耙快速取泥装置、耙头防溜耙装置,解决了耙吸船施工黏土堵耙清理难、边坡施工效率低下等技术难题。实践证明措施可行。     

耙吸船各类防石格栅在多石区域的应用

当疏浚工程施工区存在大量石块时,常导致耙吸船在施工过程中频繁堵耙、堵泵。为此,对不同类型的防石格栅进行试验和研究。结果表明钢丝绳格栅最适合多石区域的施工,能大幅减小堵耙几率,提高生产效率,缩短施工工期。     

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。     

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。     

肯尼亚拉姆港疏浚工程施工工艺优化

肯尼亚拉姆港疏浚及吹填工程土质以珊瑚质石灰岩混黏土为主。针对绞吸船在施工时易堵口堵泵、硬质珊瑚岩易造成绞刀损坏并严重影响船舶正常施工等问题,对绞刀的型号、防石装置及挖掘工艺进行研究。采用理论分析与现场试验相结合的方式,对绞刀和刀齿进行强度改造,有效提高生产效率;同时安装拨石碎石装置,防石效果较好;时间利用率达到75%以上,在节约施工成本的同时缩短了工期。     

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。     

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。     

饱和密砂切削过程中的孔压发展规律

密实粉砂,以其显著的剪胀特性使得自航耙吸挖泥船耙头疏浚效率大大降低,耙齿行进阻力增大,疏浚适用土质受到了较大限制。在考虑饱和密实粉砂的剪胀特性基础上,将砂土应力应变与渗流耦合,通过有限元计算,分析丫饱和砂上在切削过程中的孔压发展规律。结果表明,饱和密砂在切削过程中有着较强的剪胀效应,随着切削速度的增加,作耙街刀尖前方产生越来越高的孔隙真空负压,致使土体有效应力显著增加,从而导致切削阻力明显提高。     

耙吸挖泥船耙头内流场分析与优化

为了提升泥浆输送效率、避免泥沙淤积,采用CFD手段对耙吸挖泥船耙头的内流场进行分析优化。通过对耙头内泥浆流动特点的分析,确定了CFD分析所用多相流模型、进出口边界等条件。根据内流场分析结果提出按流线对耙头修型的优化方案。与原方案计算对比,优化后的耙头内流场实现降低流动阻力、减少涡流的目的。     

挖泥船绞刀参数化三维建模

绞刀是绞吸式挖泥船的关键机具,对提高挖掘功效具有决定性作用。根据现有土壤切削理论和疏浚施工实践,分别建立了绞刀结构形状与不同类型土质的关系,绞刀切削动力特性与土质特性关系的数学模型,以及各种绞刀刀齿模型库。在VB语言环境下对三维建模软件SolidWorks进行二次开发,实现了绞刀参数化三维建模。设计者输入土质、产量或功率等参数即可得到相应的三维绞刀。这种参数化三维建模的方法使用简便、立体感强,既缩短了设计周期,又提高了设计的精度,更便于绞刀的应力分析和优化设计。     

耙吸式挖泥船黏土耙头刀齿形态及排布方式

借助LS-DYNA数值模拟方法研究耙吸式挖泥船耙头刀齿的形态及刀齿的排布方式对挖掘过程的影响,分析不同结构耙齿的宏观切削效果和切削过程中的微观动态响应特性。结果表明:相比平齿刀具,尖齿刀具的切削阻力有所降低,切削土体的效果较好;多齿刀具在切割土块时,土体更易破碎,切削效率更高;在相同条件下,尖齿错排刀具的切削效率要强于平齿错排刀具。由此可见,实际工程中,进行耙头刀齿设计时遵循多尖齿错排的原则在一定程度上可提高耙吸式挖泥船对黏土的破碎效率。     

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。     

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.     

绞吸挖泥船吹填管线泥沙分离施工工艺

肯尼亚拉姆港疏浚及吹填项目中吹填区须进行临时围埝施工。由于当地石料价格较高,陆地砂源少,因此只能通过大型绞吸挖泥船采用水下取砂的方式进行备砂。而施工区土质为黏土混砂,且含有大量贝壳,砂层较薄,取砂效率极低。为此,研制一种管线用滤砂装置,该装置可将砂与其他废土分离,并分别吹填至不同区域。该大型绞吸挖泥船黏土与砂混挖分离施工技术,解决了砂与黏土球及贝壳分离的难题,保证了砂袋充填砂的质量,提高了充填砂袋施工效率,大大降低了施工成本。     

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.