一种绞吸挖泥船开挖珊瑚礁的方法

摘要

本发明涉及一种绞吸挖泥船开挖珊瑚礁的方法。包括以下步骤，(1)研究施工区资料、确定施工分条和施工方式的步骤；(2)进点驻位的步骤，由锚艇或托轮辅助进点驻位；(3)开挖施工的步骤，采取“正刀空摆、反刀挖掘”的施工方式，施工过程中控制进刀量和吃刀量，根据土质资料及试挖情况及时调整；(4)进步前移的步骤；(5)前移横移锚的步骤；(6)移船的步骤；(7)重复步骤(2)至(6)直至整个施工区域完成施工。本发明提供了一种绞吸挖泥船开挖珊瑚礁的方法，提高了绞吸挖泥船开挖珊瑚礁的生产率和时利率，解决了横移锚下锚困难无法施工的难题。

权利要求

1.一种绞吸挖泥船开挖珊瑚礁的方法，其特征是：包括以下步骤，

(1)研究施工区资料、确定施工分条和施工方式的步骤，施工区资料包括施工区域分布资料和土质资料，参考进度要求以及周围其它施工干扰因素；

(2)进点驻位的步骤，由锚艇或拖 轮辅助进点驻位，绞吸挖泥船移动至一个分条施工区域边线后在计算机辅助决策系统上量出适合下锚区域距边线的距离和角度，锚艇或拖轮配合下锚时根据横移缆所放出的圈数和目测角度指挥锚艇将横移锚下至指定位置；

(3)开挖施工的步骤，采取“正刀空摆、反刀挖掘”的施工方式，施工过程中控制进刀量在1.0m-1.5m之间，保证在开挖过程中绞刀大部分刀齿共同受力，控制吃刀量在1.0m-2.5m之间，根据土质资料及试挖情况及时调整；

(4)进步前移的步骤，反刀开挖至当前分条施工区域边线后，将绞刀提升至该层层顶标高以上，台车前移液压缸活塞顶出，使绞吸挖泥船按规定前移距前移；此步骤中，空摆时将绞吸挖泥船的横移速度调至最高，减少吹水时间，待绞刀摆至当前分条施工区域边线后降低绞吸挖泥船横移速度同时下放绞刀，绞刀下放至规定开挖深度后，继续反刀开挖施工；

(5)前移横移锚的步骤，开始抛设的横移锚位其横移缆与绞刀在边线时的船身的夹角在100°-130°之间，施工过程中绞吸挖泥船不断的前移，当绞吸挖泥船前移摆至另一边线时该横移缆与船身后夹角小于50°时，将横移锚前移设定距离；此步骤中抛锚时将绞刀移至该分条施工区域的边线，停止绞刀运转，并下放至岩面进行定位，此时锚艇配合起锚；起锚后收绞横移缆，避免缆绳勒入边线外泥层内影响移锚效果；之后放缆绳并指挥锚艇将横移锚抛至指定的抛锚位置；抛锚后收绞横移缆，待横移锚抓地固定后再将绞刀提出岩面，继续施工；

(6)移船的步骤，绞吸挖泥船完成一个分条施工区域的挖泥施工后，移船进行下一个分条施工区域，若移船距离较近，采用锚艇、绞吸挖泥船定位桩和桥梁的定位作用协助移船到位，若距离较远，则采用锚艇或者拖轮将绞吸挖泥船拖带至新的起挖点；

(7)重复步骤(2)至(6)直至整个施工区域完成施工。

2.如权利要求1所述的绞吸挖泥船开挖珊瑚礁的方法，其特征是：步骤(2)中在平整度较差的施工区域实施进点驻位时，移船应确定好钢桩所在的位置的水深，在下钢桩或下桥梁时控制绞吸挖泥船的速度，水深较大时利用防风锚或锚艇控制船位。

3.如权利要求2所述的绞吸挖泥船开挖珊瑚礁的方法，其特征是：步骤(2)中的横移锚选取为具有大抓地力的斯蒂夫普斯锚。

4.如权利要求1所述的绞吸挖泥船开挖珊瑚礁的方法，其特征是：步骤(3)中采用的绞刀其刀臂上设有防石挡板，防石挡板采用厚度为30mm-40mm的钢板制作，其高度大于等于刀臂上齿座的高度。

5.如权利要求1所述的绞吸挖泥船开挖珊瑚礁的方法，其特征是：步骤(6)中移船前应严格检查移船路线上的水深情况，移船过程中下放钢桩或桥梁时充分确认水深情况，并在允许的船速内进行操作。

说明书

一种绞吸挖泥船开挖珊瑚礁的方法

技术领域

[0001] 本发明属于疏浚施工技术领域，尤其涉及一种绞吸挖泥船开挖珊瑚礁的方法。

背景技术

[0002] 珊瑚礁多分布在赤道附近的热带和亚热带海域，近年来国内疏浚行业竞争日趋激烈，大部分疏浚企业开始向外海和海外寻求市场，越来越多的绞吸式挖泥船开始接触珊瑚礁的开挖。对于国内的大多数绞吸式挖泥船来说，开挖珊瑚礁的施工工艺和相关经验都比较欠缺，针对开挖珊瑚礁过程中出现的堵口堵泵频繁；横移锚走锚频繁；施工区水深不足；施工区摆宽不足；施工区域多为航道口门，气象、海况条件差；吸排泥管线(特别是橡胶短节)磨损严重等影响绞吸挖泥船两率的问题缺乏科学和系统的解决措施。

发明内容

[0003] 本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种绞吸挖泥船开挖珊瑚礁的方法，提高绞吸挖泥船开挖珊瑚礁的生产率和时利率，解决横移锚下锚困难无法施工的难题。

[0004] 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：一种绞吸挖泥船开挖珊瑚礁的方法包括以下步骤，(1)研究施工区资料、确定施工分条和施工方式的步骤，施工区资料包括施工区域分布资料和土质资料，参考进度要求以及周围其它施工干扰因素；(2)进点驻位的步骤，由锚艇或托轮辅助进点驻位，绞吸挖泥船移动至一个分条施工区域边线后在计算机辅助决策系统上量出适合下锚区域距边线的距离和角度，锚艇或拖轮配合下锚时根据横移缆所放出的圈数和目测角度指挥锚艇将横移锚下至指定位置；(3)开挖施工的步骤，采取“正刀空摆、反刀挖掘”的施工方式，施工过程中控制进刀量在1.0m-1.5m之间，保证在开挖过程中绞刀大部分刀齿共同受力，控制吃刀量在1.0m-2.5m之间，根据土质资料及试挖情况及时调整；(4)进步前移的步骤，反刀开挖至当前分条施工区域边线后，将绞刀提升至该层层顶标高以上，台车前移液压缸活塞顶出，使绞吸挖泥船按规定前移距前移；(5)前移横移锚的步骤，开始抛设的横移锚位其横移缆与绞刀在边线时的船身的夹角在100°-130°之间，施工过程中绞吸挖泥船不断的前移，当绞吸挖泥船前移摆至另一边线时该横移缆与船身后夹角小于50°时，将横移锚前移设定距离；(6)移船的步骤，绞吸挖泥船完成一个分条施工区域的挖泥施工后，移船进行下一个分条施工区域，若移船距离较近，采用锚艇、绞吸挖泥船定位桩和桥梁的定位作用协助移船到位，若距离较远，则采用锚艇或者拖轮将绞吸挖泥船拖带至新的起挖点；(7)重复步骤(2)至(6)直至整个施工区域完成施工。

[0005] 本发明的优点和积极效果是：本发明提供了一种绞吸挖泥船开挖珊瑚礁的方法，与传统的方法相比，本技术方案中，按照本施工方法施工时，能够在绞吸挖泥船性能尤其是绞刀功率和桥梁重量受限的情况下，大幅提高绞吸挖泥船开挖珊瑚礁的生产率和时利率；本施工方法针对绞吸挖泥船开挖珊瑚礁工区土质较硬，横移锚下锚困难无法施工的难题，提供了相关的解决办法；本施工方法针对施工区施工区域水深不足，摆宽不足，提供了相关的施工工艺；系统的研究了绞吸挖泥船开挖珊瑚礁时，不同型号绞刀及防石方式对绞吸挖泥船生产率的影响；系统的研究了绞吸挖泥船开挖珊瑚礁及珊瑚砂土质的相关施工工艺；
本工法针对绞吸挖泥船挖珊瑚礁施工时吸排泥管线磨损严重，影响时利率的问题提出了针对性的优化方案。

[0006] 优选地：步骤(2)中在平整度较差的施工区域实施进点驻位时，移船应确定好钢桩所在的位置的水深，在下钢桩或下桥梁时控制绞吸挖泥船的速度，水深较大时利用防风锚或锚艇控制船位。

[0007] 优选地：步骤(2)中的横移锚选取为具有大抓地力的斯蒂夫普斯锚。

[0008] 优选地：步骤(3)中采用的绞刀其刀臂上设有防石挡板，防石挡板采用厚度为30mm-40mm的钢板制作，其高度大于等于刀臂上齿座的高度。

[0009] 优选地：步骤(4)中空摆时将绞吸挖泥船的横移速度调至最高，减少吹水时间，待绞刀摆至当前分条施工区域边线后降低绞吸挖泥船横移速度同时下放绞刀，绞刀下放至规定开挖深度后，继续反刀开挖施工。

[0010] 优选地：步骤(5)中抛锚时将绞刀移至该分条施工区域的边线，停止绞刀运转，并下放至岩面进行定位，此时锚艇配合起锚；起锚后收绞横移缆，避免缆绳勒入边线外泥层内影响移锚效果；之后放缆绳并指挥锚艇将横移锚抛至指定的抛锚位置；抛锚后收绞横移缆，待横移锚抓地固定后再将绞刀提出岩面，继续施工。

[0011] 优选地：步骤(6)中移船前应严格检查移船路线上的水深情况，移船过程中下放钢桩或桥梁时充分确认水深情况，并在允许的船速内进行操作。

具体实施方式

[0012] 为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明如下：

[0013] 本发明的绞吸挖泥船开挖珊瑚礁的方法包括以下步骤：

[0014] (1)研究施工区资料、确定施工分条和施工方式的步骤；

[0015] 施工区资料包括施工区域分布资料和土质资料，参考进度要求以及周围其它施工干扰因素。

[0016] 开挖珊瑚礁施工在确定施工分条时，既要考虑常规的几项分条原则，即选择合适分条宽度充分发挥绞吸挖泥船效率、减少移船次数保证连续施工、考虑风向、流向对施工绞吸挖泥船和浚后水深的影响等；更要充分考虑施工过程中单条内土质变化问题和横移锚下锚问题。单条内土质变化较大时可能在施工过程中需要不断的更换绞刀和调整施工工艺，不利于连续高效施工；而对横移锚下锚问题的考虑必须细致而长远，自第一施工条至最后一条均要保证施工时横移锚有合适的下锚区域。

[0017] 珊瑚礁土质表层坚硬、中部珊瑚碎屑层和下部珊瑚礁灰岩层三层。一般情况下同一深度的土质变化相对较小，此时宜进行大分层开挖，即选择土质相近的一层，根据土质资料和施工经验选择合适的绞刀采取相应的施工工艺，开挖完毕后再更换绞刀调整施工工艺进行下一层的开挖；当然也有在平面和深度上土质变化都较大的复杂工况的存在，此时在施工过程中工艺的调整(尤其是桥梁下放深度的调整)应该更加灵活。

[0018] (2)进点驻位的步骤；

[0019] 一般珊瑚礁施工区区域内的平整度较差，在此区域移船应确定好钢桩所在的位置的水深情况，在下钢桩或下桥梁时应严格控制绞吸挖泥船速度，水深较大时禁止抛桩作业，可利用防风锚或锚艇控制船位，必要时进行缓桩作业，避免因土质过硬对绞吸挖泥船钢桩或绞刀造成损伤。

[0020] 由锚艇或托轮辅助进点驻位，绞吸挖泥船移动至一个分条施工区域边线后在计算机辅助决策系统上量出适合下锚区域距边线的距离和角度，锚艇或拖轮配合下锚时根据横移缆所放出的圈数和目测角度指挥锚艇将横移锚下至指定位置。

[0021] 步骤(2)中在平整度较差的施工区域实施进点驻位时，移船应确定好钢桩所在的位置的水深，在下钢桩或下桥梁时控制绞吸挖泥船的速度，水深较大时利用防风锚或锚艇控制船位。

[0022] 步骤(2)中的横移锚选取为具有大抓地力的斯蒂夫普斯锚。

[0023] (3)开挖施工的步骤；

[0024] 采取“正刀空摆、反刀挖掘”的施工方式，施工过程中控制进刀量在1.0m-1.5m之间，保证在开挖过程中绞刀大部分刀齿共同受力，控制吃刀量在1.0m-2.5m之间，根据土质资料及试挖情况及时调整。

[0025] 步骤(3)中采用的绞刀其刀臂上设有防石挡板，防石挡板采用厚度为30mm-40mm的钢板制作，其高度大于等于刀臂上齿座的高度。

[0026] 此步骤下，绞刀转数应适当降低，使得绞刀系统的扭矩输出得以充分地发挥。施工过程中应密切关注绞刀功率和横移转矩，及时调整横移速度，在确保设备安全的前提下尽量的将绞吸挖泥船的挖掘潜能发挥到最大，从而保证施工的生产率。

[0027] 在挖珊瑚礁施工中必须考虑到的一点是：开挖珊瑚礁土质时，土质较硬，按照正常施工情况下锚，现有宽鳍三角锚横移锚抓力不足，不能满足施工需要，造成频繁走锚，严重影响生产率。在传统的采用锚杆抛锚不能满足正常施工需要时，可尝试采取以下抛锚方式解决。

[0028] 通过对施工区域内土质资料的分析，将横移锚抛在距船一定距离的土质较松软的适合抛锚的地点，从而增加了锚的抓力。锚位与施工边线增加了距离，同时可减少移锚次数，增长一次锚位开挖时间。需要注意的是抛锚地点的选择应结合土质,以是否适合抛锚为标准，在横移缆长度允许的情况下锚距船的距离可灵活掌握。

[0029] 更换抓力较大的斯蒂夫普斯锚(萨克锚)作为施工绞吸挖泥船的横移锚。斯蒂夫普斯锚两个锚爪距离较大，锚爪与锚杠夹角为固定角度，锚爪和锚杠构成三角形且锚杠较重，横移缆收力时锚爪可以一直保持较好的切入角度，使得在土质较硬的情况下，锚更容易切入土壤，为绞吸挖泥船横移提供拉力。

[0030] (4)进步前移的步骤；

[0031] 绞吸挖泥船完成一个开挖断面后需进步前移。当绞吸挖泥船摆到施工边线后，进行换向和进台车操作。若采取“正刀空摆、反刀挖掘”的施工工艺时，在反刀开挖某层至边线后，将绞刀提升至该层层顶标高以上后，台车前移液压缸活塞顶出，使绞吸挖泥船按规定前移距前移。空摆时要将绞吸挖泥船横移速度发挥至最高，减少吹水时间，待船正刀摆至边线后控制绞吸挖泥船横移速度同时下放绞刀，此时应注意控制下桥梁速度，注意绞刀电流变化和跑刀现象的发生。绞刀下放至规定开挖深度后，继续反刀开挖。施工绞吸挖泥船前移一个前移距后即完成一个挖泥循环，以此反复直至台车走完一个行程。

[0032] 在挖珊瑚礁过程中，为减少倒桩移锚及移船移锚次数，常采取单台车内拉抽屉施工，即单台车内分层施工。分层施工时应注意潮水的影响，在落潮过程中开挖下层最后一刀时应根据实际绞刀电流情况适当减少前移距。

[0033] 反刀开挖至当前分条施工区域边线后，将绞刀提升至该层层顶标高以上，台车前移液压缸活塞顶出，使绞吸挖泥船按规定前移距前移。

[0034] 步骤(4)中空摆时将绞吸挖泥船的横移速度调至最高，减少吹水时间，待绞刀摆至当前分条施工区域边线后降低绞吸挖泥船横移速度同时下放绞刀，绞刀下放至规定开挖深度后，继续反刀开挖施工。

[0035] (5)前移横移锚的步骤；

[0036] 开始抛设的横移锚位其横移缆与绞刀在边线时的船身的夹角在100°-130°之间，施工过程中绞吸挖泥船不断的前移，当绞吸挖泥船前移摆至另一边线时该横移缆与船身后夹角小于50°时，将横移锚前移设定距离。

[0037] 步骤(5)中抛锚时将绞刀移至该分条施工区域的边线，停止绞刀运转，并下放至岩面进行定位，此时锚艇配合起锚；起锚后收绞横移缆，避免缆绳勒入边线外泥层内影响移锚效果；之后放缆绳并指挥锚艇将横移锚抛至指定的抛锚位置；抛锚后收绞横移缆，待横移锚抓地固定后再将绞刀提出岩面，继续施工。

[0038] (6)移船的步骤；

[0039] 绞吸挖泥船完成一个分条施工区域的挖泥施工后，移船进行下一个分条施工区域，若移船距离较近，采用锚艇、绞吸挖泥船定位桩和桥梁的定位作用协助移船到位，若距离较远，则采用锚艇或者拖轮将绞吸挖泥船拖带至新的起挖点。

[0040] 步骤(6)中移船前应严格检查移船路线上的水深情况，移船过程中下放钢桩或桥梁时充分确认水深情况，并在允许的船速内进行操作。

[0041] 大部分的珊瑚礁施工区内水深和土质情况差异较大，移船前应严格检查移船路线上的水深情况，如有需要必须进行缓桩等操作。移船过程中下放钢桩或桥梁时应充分确认水深情况，并在允许的船速内进行操作。

[0042] (7)重复步骤(2)至(6)直至整个施工区域完成施工。