岩石水力输送的管阻特性和阻力模型修正

岩石破碎后在排泥管线内的运动状态、管阻特性与其他土质有较大区别,岩石输送的阻力损失机理复杂,因而针对岩石输送,目前在疏浚领域内缺乏通用性的计算模型。对固体颗粒运动状态及阻力损失特性、阻力模型基本理论进行论述,对Durand经典阻力模型的特点和适用性进行分析,并基于“天鲲号”在大连大窑湾和俄罗斯某岩石疏浚工程中的输送数据,对Durand模型进行修正计算,得出杜兰德系数KD的修正值。结果表明,管阻计算精度得到较大提高,使得模型的适用范围扩展至粒径100 mm以内的岩石土质。     

基于DELFT模型的砂性土管线输送数模研究

管道输沙阻力损失计算是港口航道疏浚工程中的基本问题，是合理确定整个输送系统的重要环节，直接关系到动力设备的选型和运行的能耗。需要能够预测所需的压力和功率，以便在一个有一个或多个泥泵（通常是离心泵）系统中，在有或没有管道倾斜和或升高的情况下，将固液混合物输送到很短到很长的距离。本文根据厦门大小嶝工程的实际工程土质情况和施工设备，采用DELFT模型对管道内泥浆输送的重要参数进行数模研究，从而指导实际施工。     

振动流变对泥浆管道输送的减阻效果研究*

泥浆在管道输送中阻力大导致能耗高,严重制约疏浚生产效益。本文将泥沙流变学的振动加载流化技术应用到泥浆管道输送减阻研究中,在管道系统中开展振动流变减阻效果研究。结果表明,减阻效果随着振动频率的增大先显著提升后趋于平缓;随着体积浓度的增加而增强,但其增强的速度逐渐减小;随着输送流速的增加而不断减弱直至趋于平稳。且对于试验泥样,存在一个最优振动频率为40 Hz,此时系统达到了最佳减阻效益状态;在内径为100 mm管道中,当泥浆体积浓度为29.94%、管道输送流速为0.9 m/s、微幅机械振动频率为100 Hz时,对于中值粒径为31 μm的奉贤海滩泥沙能减小20%以上的阻力损失;最后,提出了泥浆管道输送振动流变减阻的计算模型。     

粗、砾砂水力输送特性试验

粗、砾砂水力输送具有其特点,现有的水力计算模型用于计算该类土质的水力损失和临界流速的适用性有待进一步检验。针对马来西亚新山碧桂园吹填工程中输送阻力大、堵管风险大的问题,采用大比尺、两相流动输送试验平台开展水力输送特性试验,测试不同流速、浓度情况下的水力损失,并采用高速摄影的手段观测砂土在管道内的移动形态。通过对试验数据的统计、拟合分析,研究水力输送阻力、临界流速、平均滑移率特性,提出一种用于计算该类土质的水力阻力、临界流速计算模型,并将得到的计算模型应用于实际工程中。     

长直管道输砂的沿程临界流速*

近年来，河湖水库的环保疏浚、港口航道建设与维护性疏浚工程越来越多，管道输送是疏浚泥沙搬运的主要方式，输送距离也越来越长。管道输送中流速沿程的再分布情况和临界流速尚待进一步研究。基于古雷镇填沙工程清水工况及输沙工况分层取样浓度实测数据对模型进行率定。在此基础上对长直管道输送砂类泥沙颗粒进行三维水动力及砂的运动模拟，分析了直管道沿程的剖面流速再分布特征和泥沙淤积临界流速规律，提出长管中不同断面位置发生泥沙淤积的临界流速公式，为疏浚工程设计提供参考依据。     

厦门马銮湾疏浚排泥管道注气输送技术

在湖泊清淤、航道整治、港口建设和吹填造地等工程项目中,绞吸挖泥船远距离输送泥浆存在管道阻力大、磨损严重、能耗增加等问题,限制了疏浚船舶生产率的发挥。结合工程实例对疏浚排泥管道注气输送技术进行研究,对比分析注气输送技术对疏浚船舶油耗及生产效率的影响,得出“注气输送技术在远距离疏浚中能降低船舶能耗,提升船舶生产率”的结论。     

多泵串联技术在环保疏浚工程中的应用

在现代化的疏浚施工时,往往需要将江河湖泊的淤泥疏浚到较远的位置。针对疏浚淤泥远距离输送的问题,研究了挖泥船与多台接力泵船串联施工的工艺。结果表明：串联接力泵船可以显著提高淤泥的运输距离;管道阻力损失的理论值有助于确定接力泵船的位置;施工过程中,挖泥船与各泵船的施工配合尤为重要。结合太湖清淤工程的实施,总结得出挖泥船与多台接力泵船串联的工艺流程、管道输送阻力、位置距离等,提高了工程的施工效率和施工质量。     

挖泥船管道输泥的加气助送阻力特性试验研究

由于疏浚船舶排泥管中的泥浆在管道输送中阻力大,常常引起管道磨损、堵塞和输送功耗大等技术问题,限制了疏浚船舶作用的发挥.加气助送输泥方式是解决该问题的一种方法.能够有效地减小泥浆的管道阻力.通过试验研究了泥浆浓度、管道流量和加气压力等因素的改变对泥浆的管道阻力的影响关系,从试验数据得到在高浓度和大流量的泥浆中加入压力较低的压缩气体具有明显的减阻效果的结论.     

疏浚排泥管在不同管道组合下的输送摩阻分析

疏浚排泥管是疏浚工程介质输送的重要组成部分,其输送阻力是吹填排距和性能的决定性因素之一。以细粉砂土质的三夹沙南航道工程为依托,针对疏浚排泥管开展2 m长橡胶管和12 m长钢制管在不同连接组合方式下的输送阻力现场试验与对比分析。结果表明：管道压力损失随着输送流速和浓度的增大而增大;纯钢管组合下的输送摩阻最小,“4钢管+1橡胶管”组合的输送摩阻次之,“1钢管+1橡胶管”组合的输送摩阻最大,其相比于纯钢管组合的输送摩阻增大约6%。研究结果可为工程现场的排泥管布设与施工提供指导。     

粗砂水力输送多峰阻力特性

提出了实验中发现的一种挖泥船管道水力输送粗砂阻力特性的新类型——多峰阻力特性,而现有理论根本无法解释这一现象。应用两层模型方法,对出现多峰阻力特性的管道水力输送粗砂实验数据进行了计算,分析了多峰阻力特性与内部流动分层结构的关系。研究表明,这种新型的多峰阻力特性的出现,是由于管道内部流动结构特性,如上下两层分界面位置、两层浓度差、速度差等,随着浆体水力输送平均速度的变化,出现了增减交替而非单调的变化。     

重型绞吸挖泥船1m直径排泥管线输送微风化岩特性

以国外某疏浚工程为例,对自航式重型绞吸挖泥船"天鲲号"采用1m管径的排泥管线输送坚硬微风化岩的施工数据进行分析,计算所给工况下的泥泵扬程和泥泵效率,得出密度、流速与摩阻系数的关系,给出土质换算系数、实验系数的推荐值.结果表明,该技术充分发挥重型绞吸船可直接开挖并吹填微风化岩的特点,在节约成本、保护环境的基础上提高施工效...     

港珠澳大桥岛隧工程沉管基槽开挖回淤强度研究

通过分析港珠澳大桥沉管隧道附近水沙条件及沉管开挖位置试挖槽回淤特征及影响因素,利用二维潮流及泥沙扩散数学模型模拟了沉管开挖前后水流变化及疏浚船舶施工溢流泥沙扩散淤积分布,综合考虑疏浚溢流因素及自然泥沙回淤因素,结合回淤公式对沉管基槽开挖回淤进行了分析研究和估算,结果显示挖槽后沉管基槽开挖位置流速减小40%～60%,流向更偏向垂直于挖槽基线;疏浚溢流泥沙扩散呈"窄条"型分布,泥沙扩散0.005 g/L浓度线最远范围不超过2 km,溢流泥沙主要沉淤至槽底内,两侧边坡也有所淤积,淤强低于挖槽底部。通过计算,基槽开挖后年淤积强度1.3～2.8 m/a。     

长江口疏浚土综合利用技术试验研究*

针对长江口二期吹泥上滩存在的问题及不足,开展了疏浚土综合利用的技术试验研究。试验研究结果表明:涉及疏浚土用于吹填造陆的吹泥上滩工艺、疏浚土专用吹输泥设备及机具、疏浚施工工艺、疏浚泥沙运动监测、水沙分离等关键技术问题总体上在长江口深水航道治理工程实践中得到了解决,为我国疏浚土综合利用水平的提高奠定了良好的技术基础。     

成球黏性土水力输送阻力特性计算方法

密实黏性土在管路水力输送过程中会形成球块状,成球黏性土水力输送计算是国内外疏浚界的难题。立足浆体输送理论,以大型绞吸式挖泥船施工数据为基础,对成球黏性土的管路输送阻力特性进行研究,分析已有各种土质浆体输送理论用于成球黏性土管路阻力特性计算可能产生的偏差,并根据分析结果对成球黏性土输送计算公式进行研究,进而提出可用于成球黏性土输送的计算公式,供工程界与理论界参考。     

水位变动较大河道环保疏浚与底泥处置方案

为解决水位变动较大河道的环保疏浚与底泥处置问题,基于山美水库进库河道段疏浚工程,总结如何合理地选择疏浚时机,采用适合特定水位下的疏浚设备统筹施工,利用太阳能自然干化降低底泥含水率,从而提高生产效率、节约成本,为后续工程提供经验借鉴。     

疏浚清淤脱水工艺及工程应用进展

目前针对疏浚底泥的减量化与资源化技术研究成果颇多,工程应用却依然存在较多技术难题。针对疏浚技术成果工程化应用难的问题,对目前疏浚清淤工程常用的疏浚方法、底泥脱水工艺、絮凝药剂的选配以及后期的余水深度处理技术工程应用进展进行总结分析,指出研究成果工程化应用的难点,并对今后疏浚工程管理与研究提出建议：一方面,应加强内河湖库底泥污染基础调查及治理规划,完善和健全相关法律法规与技术标准;另一方面,应加强设备智能化与自动化研发,促进产学研合作,加强成果转化。     

2000年疏浚设备和技术发展的研究

自五十年代以来,微处理机和液压传动技术的问世和应用,以及对冲淤特性和水流,泥沙输移特性的深入了解,促进了疏浚设备与技术的迅速发展。主要方面有: 1.疏浚船的型式和功能; 2.疏浚作业自动化和疏浚数据处理自动化; 3.优化疏浚; 4.疏浚土处理技术; 5.疏浚土的再循环和利用。本文介绍了国外技术发展水平与我国现状,并建议,在2000年前应重点开展12个方面的研究工作。     

河湖污染底泥环保疏浚设计深度研究

生态清淤作为湖泊底泥污染治理的重要手段已取得共识,但清淤深度设计并无统一标准。针对此问题,以某工程为例,分析底泥受到的污染情况,对比常用的清淤计算方法包括沉积学法、背景值法、拐点法和分层释放速率法,提出污染过渡层清除程度综合系数K,改进了生态清淤深度设计方法。可以将该设计方法推广到整个工程区进行疏浚深度设计,既减少大规模实验室分析的工作量、降低工程研究费用,又便于应用在工程设计中。     

国内外疏浚挖泥设备的对比与分析

通过对国外绞吸船、耙吸船及疏浚技术资料的分析,并参与天津港航道疏浚工程中租用国外挖泥船的实际施工经验,对比分析国内外挖泥机具的技术研究与应用情况。提出应提高挖泥船的实用性和适用性,研发适用不同工况条件的疏浚设备及操作技术。为进一步提高我国疏浚设备技术水平提供参考和借鉴。