一种绞吸式挖泥船近极限挖深施工方法

摘要

本发明涉及一种绞吸式挖泥船近极限挖深施工方法，1)，根据船舶性能、土质特性、潮汐类型等制定船舶近极限开挖的施工工艺；2)，确定水下钢桩安全长度，预留足够的富余长度及强度，根据船舶是否具有缓桩机制确定其施工区域；假设船舶极限挖深施工时钢桩垂直与水平泥面，计算合理有效船位：3)，将桥梁下放至设计对地夹角最大值时，使船体重心向前移，船艏吃水加大，同时船艉吃水降低，从而使绞刀下放深度增加；4)，施工区为单条施工，也可以在施工区内含相邻平行2条作业施工。本发明可以进行大挖深疏浚吹填类工程的施工，提高了挖泥船的适应能力，可在设计挖深的基础上进行近极限开挖施工，解脱了船舶自身性能的限制，在船舶选择方面提供了极大的空间。

权利要求

1.一种绞吸式挖泥船近极限挖深施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，根据船舶性能、土质特性、潮汐类型制定船舶近极限开挖的施工工艺；

步骤2，确定水下钢桩安全长度，预留足够的富余长度及强度，根据船舶是否具有缓桩机制确定其施工区域；

预留足够的富余长度HF及强度，根据公式确定水下钢桩长度：

H＝HE+HB+h+(D-d)+HF

式中：H—钢桩总长(m)，HE—最大挖深(m)，HB—船舶甲板基线至司令绳受力状态下上沿最短距离(m)；h—钢桩插入土层深度(m)，钢桩插入土层深度取2～3m；D—船舶型深(m)；d—船艉吃水(m)；HF—富余长度(m)，富余长度(m)取值1.5～2m；

假设船舶极限挖深施工时钢桩垂直于水平泥面，根据公式计算合理有效船位：L＝l1cosα+l2cos(α+β)+l3

式中：L—有效船位(m)，l1—钢桩台车0m基准点至桥架耳轴间距(m)，l2—桥架耳轴至绞刀距离(m)；l3—安全距离，安全距离为15m；α—船舶纵倾角度，β—船舶桥架设计对地极限角度；

步骤3，将桥梁下放至设计对地夹角最大值时，利用船舱的淡水、燃油或者重质物件调整船舶的压载位置，使船体重心向前移，船艏吃水加大，同时船艉吃水降低，从而使绞刀下放深度增加；纵倾最大值取决于船体边角位置的吃水情况，水面与甲板的高度最低不宜低于50cm；

步骤4，(1)若施工区为单条施工，每当施工进尺一个有效船位，完成后，船舶则后退一船位继续开挖，并与上一船位搭接完好，保证钢桩时刻在停留在原始泥面上，单条如此反复进行；(2)若施工区内含相邻平行2条作业区域时，当有一条开挖完毕一船位，利用船舶边锚绞车将船移至相邻施工条内，然后起锚艇将船尾推至中线上，继续在第二条上施工，同理往复交替进行。

说明书

一种绞吸式挖泥船近极限挖深施工方法

技术领域

[0001] 本发明属于港口工程疏浚技术领域，特别是涉及一种绞吸式挖泥船近极限挖深施工方法。

背景技术

[0002] 我国陆续建设和升级了一批深水港以适应经济的高速发展，同时对施工挖泥船的挖深能力提出了更高的要求，因此在不改变船舶结构的基础上来增加船舶挖深能力成为一个难题。

[0003] 绞吸式挖泥船因其具备施工连续性、精度高、效率高被广泛应用于疏浚吹填工程中，但是在受潮汐影响的区域，尤其是潮差较大的地区，船舶连续性施工时开挖深度受到极大的限制，从而导致船舶施工效率低下，施工进度缓慢。

发明内容

[0004] 本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种在潮差较大的地区绞吸式挖泥船的施工方法，通过此方法可以解决在水深较大情况下船舶钢桩富余长度不够导致开挖深度受限的问题的绞吸式挖泥船近极限挖深施工方法。

[0005] 本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

[0006] 一种绞吸式挖泥船近极限挖深的施工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

[0007] 步骤1，根据船舶性能、土质特性、潮汐类型等制定船舶近极限开挖的施工工艺。

[0008] 步骤2，确定水下钢桩安全长度，预留足够的富余长度及强度，根据船舶是否具有缓桩机制确定其施工区域；

[0009] 预留足够的富余长度HF及强度，根据公式确定水下钢桩长度：

[0010] H＝HE+HB+h+(D-d)+HF

[0011] 式中：H—钢桩总长(m)，HE—最大挖深(m)，HB—船舶甲板基线至司令绳受力状态下上沿最短距离(m)，h—定位桩1插入土层深度(m)，一般取2～3m，D—船舶型深(m)，d—船艉吃水(m)，HF—富余长度(m)，最小取值1.5～2m；

[0012] 假设船舶极限挖深施工时钢桩垂直与水平泥面，根据公式计算合理有效船位：

[0013] L＝l1cosα+l2cos(α+β)+l3

[0014] 式中：L—有效船位(m)，l1—钢桩台车0m基准点至桥架耳轴间距(m)，l2—桥架耳轴至绞刀距离(m)，l3—安全距离，宜15m左右，α—船舶纵倾角度，β—船舶桥架设计对地极限角度；

[0015] 步骤3，将桥梁下放至设计对地夹角最大值时，利用船舱的淡水、燃油或者重质物件等调整船舶的压载位置，使船体重心向前移，船艏吃水加大，同时船艉吃水降低，从而使绞刀下放深度增加；纵倾最大值取决于船体边角位置的吃水情况，水面与甲板的高度最低不宜低于50cm；

[0016] 步骤4，(1)若施工区为单条施工，每当施工进尺一个有效船位(钢桩台车至桥架极限下放后绞刀的横向垂直距离L，按照船舶结构参数制定)完成后，船舶则后退一船位继续开挖，并与上一船位搭接完好，保证钢桩时刻在停留在原始泥面上，单条如此反复进行(2)若施工区内含相邻平行2条作业区域时，当有一条开挖完毕一船位，利用船舶边锚绞车将船移至相邻施工条内，然后起锚艇将船尾推至中线上，继续在第二条上施工，同理往复交替进行。

[0017] 本发明具有的优点和积极效果是：本发明可以进行大挖深疏浚吹填类工程的施工，提高了挖泥船的适应能力，可在设计挖深的基础上进行近极限开挖施工，解脱了船舶自身性能的限制，在船舶选择方面提供了极大的空间。

[0018] 本工法以传统吹填项目的成熟做法为基础，针对补吹工程土质特点进一步优化施工工艺，合理有效的控制了吹填区平整度，流程简捷可控，基本保证了社会资源最大化利用，提高了整体运作效率。

附图说明

[0019] 图1是本发明的施工工艺图(单条)；

[0020] 图2是图1开挖后侧视图；

[0021] 图3是本发明的施工工艺图(两条以上)；

[0022] 图4是钢桩总厂分解图。

[0023] 图中；1、钢桩；2、耳轴；3、桥梁；4、铰刀；5、桥梁起落钢缆；6、船首；7、船尾；8、原始泥面；9、船舱；10、甲板；具体实施方式：

[0024] 为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，并配合附图详细说明如下：

[0025] 步骤1，合理制定船舶近极限开挖的施工工艺；

[0026] 步骤2，预留足够的富余长度HF及强度，根据公式确定水下钢桩1长度(见图4)：

[0027] H＝HE+HB+h+(D-d)+HF

[0028] 式中：H—钢桩1总长(m)，HE—最大挖深(m)，HB—船舶甲板基线至司令绳受力状态下上沿最短距离(m)，h—定位桩1插入土层深度(m)，一般取2～3m，D—船舶型深(m)，d—船艉吃水(m)，HF—富余长度(m)，最小取值1.5～2m。

[0029] 假设船舶极限挖深施工时钢桩1垂直与水平泥面8，根据公式计算合理有效船位：

[0030] L＝l1cosα+l2cos(α+β)+l3

[0031] 式中：L—有效船位(m)，l1—钢桩1台车0m基准点至桥架耳轴2间距(m)，l2—桥架耳轴2至绞刀4距离(m)，l3—安全距离，宜15m左右，α—船舶纵倾角度，β—船舶桥架设计对地极限角度。

[0032] 步骤3，将桥梁3下放至设计对地夹角最大值时，利用船舱9的淡水、燃油或者重质物件等调整船舶的压载位置，使船体重心向前移，船首6吃水加大，同时船尾7吃水降低，从而使绞刀4下放深度增加。纵倾最大值取决于船体边角位置的吃水情况，水面与甲板10的高度D最低不宜低于50cm。

[0033] 步骤4，(1)图1为单条施工时，每当施工进尺一个有效船位完成后，船舶则后退一船位继续开挖，并与上一船位搭接完好，保证钢桩1时刻在停留在原始泥面8上，单条如此反复进行，开挖后为图2所示；

[0034] (2)图3为相邻平行2条及2条以上时，当有一条开挖完毕一船位，利用船舶边锚绞车将船移至相邻施工条内，然后起锚艇将船尾7推至中线上，继续在第二条上施工，同理往复交替进行。

[0035] 以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。