抓斗挖泥船疏浚工艺研究与设计.pdf

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1、第38卷第2期武汉理工大学学报(交通科学与工程版)Vo1．38No．22014年4月JournalofWuhanUniversityofTechnologyApr．2014(TransportationScience&Engineering)抓斗挖泥船疏浚工艺研究与设计*邹晟”李竹森肖汉斌¨路世青”(武汉理工大学物流工程学院武汉430063)(营口港集团股份有限公司固机分公司营口115000)摘要：通过总结抓斗挖泥船目前主要的疏浚方法、特点及适用范围，并结合工程实例，设计研究了钢桩式抓斗挖泥船的新型疏浚工艺，并以节能为目标，

2、对抓斗排斗数与分条挖掘宽度的关系进行了分析，提供了挖掘工艺的优化设计方法．关键词：抓斗挖泥船；挖泥法；疏浚工艺；疏浚优化中图法分类号：U615．35+1；TP391．9doi：10．3963／j．issn．2095—3844．2014．02．0320引言挖槽主要尺寸设计目前国内外常见的挖泥船型式有绞吸式，斗底标高指设计基准与挖槽设计底平面之间的轮式，链斗式，铲斗式，抓斗式等．抓斗式挖泥船主距离，底宽指挖槽设计底平面的宽度．如图1所要是用于挖取海底各种淤泥、泥砂、砾石、碎石、巨示，挖槽的底标高和底宽为挖槽横断面梯形的高石等物料

3、，也可以用于航道疏浚、码头施工和海床和底．它们的尺寸很大程度上决定了疏浚的工程工程的挖掘[1]．抓斗挖泥船运用抓斗的自身重力作用，使抓量．斗能够下降插入水下泥层，通过抓斗的闭合，来挖掘泥沙．相对于其他挖泥船而言，抓斗挖泥船具有挖深大、对泥沙适应性强、挖掘量大的特点．同时，钢桩式抓斗挖泥船摈弃了靠抛缆定位的繁琐做法，采用定位桩定位的方式，既提高了定位精度和图1挖槽底宽和底标高示意图生产效率，又降低了对航道其他船只的通航影为了提高挖槽的稳定性，边坡的设计是必不响引．可少的．表1所列为各种土质的设计边坡坡比．但是，随着钢桩式抓斗挖

4、泥船的技术不断进表1各类土质设计的水下边坡步，抓斗挖泥船的挖掘量逐渐增大，挖掘精度逐渐土质坡度(1：m)土质坡度(1：m)提高，疏浚抓斗平挖研究[3的出现，传统的抓斗挖基岩1：0．2～1l1．0沙质粘土1：2．0块石1：1．O～1：1．5粗沙1：3．0泥船的疏浚工艺已经跟不上挖泥船技术的发展．碎石1；1．5～1：2．5细沙1：5．0本文结合近年来有关抓斗挖泥船疏浚工艺的卵石1：2．5～1：3．0软塑淤泥1：10．0案例，总结出钢桩式抓斗挖泥船的施工工艺．同时硬质粘土1：1．5流塑淤泥1：20．0～1：50．0将其应用于曹妃甸

5、区航道施工中，设计出合理的由于抓斗形状的限制，其所挖掘边坡不能成施工工艺．最后，对于施工工艺中的优化问题进行为理想平面，所以只能采用分层开挖的方法，依靠探讨．自然坍塌最终形成边坡．图2所示为开挖断面示收稿日期：2013-12—10邹晟(1990一)：男，硕士，主要研究领域为结构动力学及仿真国家“863”计划项目资助(批准号：2012AA112603)·380·武汉理工大学学报(交通科学与工程版)2014年第38卷意图．中，根据水流的大小及图纸松软情况，合理确定斗设与斗之间的间距，并控制好开挖深度．计河追心线设计底高程辩1黻图

6、3梅花挖泥法不意图图2航道疏浚开挖断面示意图2．3顶滩挖泥法图2中，5d一超宽量，m；c一超挖面积，m。；q-欠浅滩短挖槽上、下游都受施工吃水限制，无法挖面积，m顺岸线展布施工，都要采用顶滩挖泥法．利用高潮Ad一(∑c一∑q)／h(1)位分层向前抢挖出1条泥驳不致搁浅的挖槽落潮通常情况下，为保持挖槽边线能达到要求的时，挖泥船移到起点开挖，挖泥船与泥驳相互调深度，而挖泥船对边线导标和操作上又必然会出档，到高潮位时，继续分层开挖，待到再落潮，如不现偏差，也只能超过挖槽的边线进行施工，即超影响泥驳吃水，可继续挖或挖下1层．如继续挖

7、泥宽．竣工验收时在施工区域内是不允许出现浅点会影响泥驳吃水，到挖泥船与泥驳互相调档，循此的，由于船舶施工误差引起，疏浚工程方量的计算法挖完为止．都要计算一定的超深．达不到要求，质量不合格；2．4留埂挖泥法超出太多，疏浚成本增大．为了满足这一点，抓斗在水深条件许可时，挖泥进关采取跳一关退挖泥船只能超过设计深度进行施工．但是随着定一关依次前进的方法，称谓留埂挖泥法．即挖完第位技术的发展以及抓斗平挖技术的应用，挖掘精一关进到第三关，挖完第三关，退到第二关，挖完度有了很大的提高，过去的一些超宽超深规范也第二关跳到第五关．这种挖法，当

8、挖去第一、三、五需要做相应调整．关后留下的二、四关即为土埂，容易抓挖，如图4所示．2常用挖掘方法介绍抓斗2．1一般挖泥法抓斗挖泥船一般采取纵挖式(即沿航道方向)线施工，根据不同施工条件可分为顺流挖泥、逆流挖泥、分条挖泥、分段挖泥、分层挖泥等方法：(1)一图4留埂挖泥法示意图般情况下，抓斗挖