超大型绞吸船长吹距黏土混姜结石复杂土质施工工艺

以连云港港赣榆港区10万吨级航道延伸段工程施工（HD-SG-2标段）为例,针对绞吸船在长吹距工况下（标准岸管长度7 km）施工4、5级黏土混姜结石的问题,从挖掘工艺、输送工艺两方面进行分析,在施工参数优化方面,在黏土混姜结石工况运用自动挖泥技术,通过多组参数对比分析,实现自动挖泥技术最优施工参数组合;并基于自动挖泥数据,修正施工流速与泥浆密度计算模型以及Durand水力梯度计算模型。结果表明,该技术的成功实施可提高超大型绞吸船长吹距输送黏土混姜结石产能的测算精度,并确定该类土质最优施工参数组合,保证该类土质在管道中输送的平稳性,避免堵管现象发生。     

连云港赣榆港区一期工程绞吸船施工工艺优化

连云港赣榆港区一期工程土质为5、6级黏土,绞吸船在施工该土质时受黏土黏性的影响,容易糊绞刀且输送极为困难,施工流速、浓度控制不好就会存在堵管的风险,严重影响船舶正常施工。重点对绞吸船的挖掘方式和输送理论进行研究,通过改变切泥厚度、进尺、浓度、流速等参数,解决上述问题。     

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。     

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。     

马来西亚碧桂园疏浚工程绞吸船施工工艺优化

马来西亚碧桂园疏浚项目具有工程土质复杂、存在干出泥面等特点,绞吸船在该工地施工时,容易出现堵管、流速波动幅度大、塌方闷口等一系列问题,严重影响船舶施工效率。为解决上述问题,通过研究绞吸船的挖掘控制手法、输送技术等,改变了挖掘分层方式、输送流速、输送浓度等施工参数,优化其施工工艺。工艺优化后,马来西亚碧桂园疏浚工程绞吸船施工时再未出现过塌方、堵管等问题,加快了施工进度,节约了施工成本。     

基于机器学习的排泥管线压降预测

福建沿海地区的吹填工程中，主要的土质颗粒为中粗砂。该类型土质在输送过程中阻力大较易发生堵管，导致施工进程延缓。在输送环境下施工，掌握管路内输送阻力的实时信息至关重要。粗颗粒条件下，常用的经验方法如Durand公式法的计算精度较差。基于已有的管路输送研究，以及福建沿海工程的测试数据，使用高斯过程回归方法和支持向量机方法建立管路压降预测模型。两种回归模型均能在训练期得到较为理想的效果，模型R2指标达到0.80以上。在模型的预测期，支持向量机回归模型的R2指标为0.78，高斯过程回归预测模型的R2指标达到0.95。结果表明：基于高斯过程回归的机器学习模型能够较好地预测中粗砂吹填工程的疏浚参数。     

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。     

耙吸船艏吹粉质黏性土疏浚物的管线清堵装备及实施方法

粉质黏土在中大型耙吸船艏吹施工过程中输送阻力大,会形成球块状聚集体堵塞吹泥管路,进而影响艏吹施工效率。在系统论述国内外已有的输泥管路堵塞防治方法的基础上,研制了一种耙吸船艏吹管线清堵装备及清堵作业方法,并依托青岛港某疏浚吹填工程进行现场原型试验研究。结果表明,与传统技术相比,此方法施工简易、快速灵活、可操作性强、经济适用且安全可靠;粉质黏土疏浚物艏吹作业在短、中长和长距离条件下均可开展;该方法极大提高了粉质黏土疏浚物艏吹作业实施效率。     

耙吸挖泥船艏吹生产效率计算方法与分析

受限于两相流的复杂性,耙吸挖泥船艏吹产量计算还没有成熟的商业软件或计算模型,其工程适用性及施工效率分析以定性和经验为主。针对这一现状,对耙吸挖泥船艏吹产量分析及计算方法展开研究,结合已有研究成果和工程经验,推荐泥泵输送泥浆扬程-流量特性及管道输送摩阻损失经验公式,并采用粗砂、中砂、细砂3种典型土质工程案例"新海凤"轮、"新海马"轮实测数据进行验证。结果表明:3个案例测算产量与实测数据整体符合较好,仅个别排距下出现一定偏差,推荐计算公式用于案例土质艏吹产量计算具有较高的精度;计算得到的产量曲线,也为类似土质工程施工船舶及其作业模式的选择提供有价值的参考。     

管道输送硬塑性黏土水力计算

在连云港港30万吨级航道先导试挖工程疏浚工程H1.1标段,施工区土质以黏性土为主,部分区域为硬塑性黏土并夹含有一定量的钙化质石块.由于施工区硬塑性黏土土质的级配不均匀、黏性力强、易沉淀等因素的影响,使得利用管道介质均匀质流理论计算方法得到的水力计算结果与实际施工参数值相差很大.根据新海豚轮挖泥船在该工程实际施工情况,讨论符合该类土质的水力输送模拟计算,调整水力计算中相关参数值,使理论计算值和挖泥船实际施工情况相符,可供在建工程及后续工程参考.