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耙吸式挖泥船施工与吹填工程P131、147

一、耙吸式挖泥船

耙吸式挖泥船是水力式挖泥船中自航、自载式挖泥船，除了具备通常航行船舶的机具设备和各种设施外，还有一整套用于耙吸挖泥的疏浚机具和装载泥浆的泥舱，以及舱底排放泥浆的设备等。

耙吸式挖泥船装备有耙头挖掘机具和水力吸泥装置。在它的舷旁安装有耙臂（吸泥管），在耙臂的后端装有用于挖掘水下土层的耙头，其前端用弯管与船上的泥泵吸入管相连接。耙臂可作上下升降运动，其后端能放人水下一定深度，使耙头与水下土层的疏浚工作面相接触。通过船上的推进装置，使该挖泥船在航行中拖曳耙头前移，对水下土层的泥沙进行耙松和挖掘。泥泵的抽吸作用从耙头的吸口吸入挖掘的泥沙与水流的混合体（泥浆）经吸泥管道进入泥泵，最后经拥泵排出端装入挖泥船自身设置的泥舱中。当泥舱装满疏浚泥沙后，停止挖泥作业，提升耙臂和耙头出水，再航行至指定的抛泥区，通过泥舱底部所设置的泥门，自行将舱内泥沙卸空；或通过泥舱所设置的吸泥管，用船上的泥泵将其泥浆吸出，经甲板上的排泥管系与输泥浮管或岸管，将泥浆卸至指定区域或吹泥上岸。然后，驶返原挖泥作业区，继续进行下一次挖泥作业。

二、技术性能

把吸挖泥船主要技术参数有舱容、挖深、航速、装机功率等，其在挖泥作业中的最大特点是各道工序都由挖泥船本身单独完成，不需委其他辅助船舶和设备来配合施工，它有很多优越性，具体如下：

1．具有良好的航海性能，在比较恶劣的海况下，仍然可以继续进行施工作业。

2．具有自航、自挖、自载和自卸的性能，在施工作业中不需要拖轮、泥驳等船舶。

另外，因船舶可以自航，调遣十分方便，自身能迅速转移至其他施工作业区。

3．在进行挖泥作业中，不需要锚缆索具、绞车等船舶移位、定位等机具设备，而且在挖泥作业中处于船舶航行状态，不需要占用大量水域或封锁航道，施工中对在航道中的其他船舶航行影响很少。

鉴于耙吸挖泥船的以上优点，它被世界上各疏浚国家所广泛使用，其自航自载性能使其特别适合于水域开阔的海港和河口港较长距离的航道施工。耙吸挖泥船最早多用于疏浚中挖掘淤泥和流沙等，近年来，由于疏浚技术的发展，耙吸挖泥船性能得到不断改进，如安装各种新型耙头、各种不同形式的耙齿，以及运用高压冲水和潜水泵等，也能够挖掘水下的黏土，密实的细沙，以及一定程度的硬质土和含有相当数量卵石、小石块的土层等。

耙吸挖泥船也存在一些不足之处，主要是在挖泥作业中，由于船舶是在航行和漂浮状态下作业，所以挖掘后的土层平整度要差一些，超挖土方往往比其他类型的挖泥船要多一些。

耙吸挖泥船一般以其泥舱的容量来衡量挖泥船的大小，按舱容来进行标定公称规格，小型耙吸挖泥船的舱容仅有几百立方米，而大型挖泥船舱容达到几千立方米至几万立方米，目前世界上最大的耙吸挖泥船舱容已达33000m3最大挖深已超过100m。

三、生产率计算

耙吸船装舱施工的循环运转小时生产率计算：

式中  W——耙吸船装舱循环运转小时生产率（m3/h）；

      Q1——泥舱装载土方量（m3）；

      L1——重载航行地段长度（Km）；

      V1——重载航速（km／h）；

      L2——空载航行地段长度（km）；

      V2——空载航速（km／h）；

      L3——挖泥地段长度（km）；

      V3——挖泥航速（km／h）；

      T1——抛泥及抛泥时的转头时间（h）;

      T2——施工中转头及上线时间（h）。

四、时间利用率计算

各种挖泥船的时间利用率计算方法基本相同、所用公式一致，只是挖泥船运转时间对不同类型的挖泥船所指的作业过程不同，在此一并叙述。绞吸、链斗、抓斗挖泥船的时间利用率计算参考此节内容。

1．影响挖泥船时间利用率的客观因素

工程施工进度中需要考虑的另一重要因素是挖泥船的时间利用率。条件许可时应尽量增加抛泥船施工运转时间，减少停歇时间，特别是减少非生产性停歇时间。影响挖泥船时间利用率应考虑下列主要客观因素。

（1）强风及其风向情况，风的影响主要限于高速风引起的水面状况造成操作上的困难。

（2）当波高超过挖泥船安全作业的波高时，应停止施工作业。

（3）浓雾，当能见度低，看不清施工导标或对航行安全不利时，应停止施工。

（4）水流，特别是横流流速较大时，对挖泥船施工会造成影响。

（5）冰凌，当冰层达到一定厚度时，挖泥船就不宜施工。

（6）潮汐，在高潮位时，挖泥船可能因其挖深不够需候潮。而当低潮位时有可能使疏浚设备搁浅也需候潮。

（7）施工干扰，如避让航行船舶等。

2．时间利用率计算

按上述影响时间利用率的7种因素，可计算整个施工期间的客观影响时间，并根据对工程施工条件和类似工况的统计资料求得挖泥船生产性停歇和非生产性停歇时间以及运转时间后，时间利用率可按下式计算：

式中S－一挖泥船时间利用率（％）；

    T1——挖泥船运转时间（h）；

          不同类型的挖泥船运转的作业过程时间不同；

          把吸挖泥船指挖泥、溢流、运泥、卸泥以及返回挖泥地点的转头和上线时间；

          绞吸挖泥船指挖泥及其前后的吹水时间，也即泥泵运转时间；

          链斗、抓斗挖泥船指主机运转时间；

    T2——挖泥船的生产性停歇时间（h）；

    T3——挖泥船的非生产性停歇时间（h）。

3．挖泥船时间利用率也可按影响时间利用率的客观因素，计算出整个施工期间的客观影响时间所占百分率，参照规范有关表格确定其工况。

五、耙吸式挖泥船主要疏浚仪器配置

耙吸式挖泥船主要疏浚仪器仪表有：压力表（含真空表），浓度计，流量计，产量计，  吃水装载监视仪，纵横倾指示仪、耙头深度位置指示仪，疏浚过程监视系统，无线电定位仪，电子图显示系统，差分全球卫星定位系统（DGPS）等。

（一）压力表（含真空表）

在疏浚挖泥中，广泛使用弹性压力仪表。根据传感器的类型不同，压力计通常可分为波登管压力表，波纹管压力表及膜片压力表等几种类型。

（二）装载指示仪

耙吸挖泥船上通常装有装载指示仪，可自动记录疏浚土方的装载量。该装置利用安装在船底的多个压力传感器测量船舶吃水，通过转换器把压力信号转换成电流信号，由计算机经过处理，计算并记录挖泥船排水量和载泥量，实时显示装载过程。

（三）差分全球卫星定位系统tDGPS）

差分全球卫星定位系统由差分台和移动台（船台）组成，差分台和移动台均包括GPS接收机和数传电台，移动台还包括用来进行导航的电子计算机和显示器，差分台和移动台的GPS接收机同步观测同一组（不得少于四颗）卫星，由差分台求出观测值进行实时修正，以确定移动台相对于差分台的位置，进而求得移动台船位坐标，同时通过计算机进行航迹自动绘图，显示计划挖泥区段、计划航线、实时导航数据（航速、航向、偏航数据及坐标等），若与测深仪、水位、遥报仪、挖深自动控制系统相连接，还可显示挖深、水位、横断面图或水下三维立体图。

六、耙吸式挖泥船施工工艺

耙吸式挖泥船是边航行边挖泥的自航纵挖式挖泥船，施工作业无需抛锚展布，也不需要辅助船舶配套行动。一般只需在岸上设置具有相当灵敏度的导标，包括边界标、中线标、起点标、终点标等。近年来，随着DGPS推广使用，疏浚作业的导航定位得到了极大便利，不仅提高了定位精度，随时掌握本船作业运行的轨迹，目前疏浚木再预设水陆疏浚标志，直接运用DGPS控制船位挖泥的。

耙吸挖泥船航行到接近起挖点前，应对好标志（航线）、确定船位、降低航速、放耙入水、启动泥泵吸水，待耙头看底，然后适度增加挖泥船对地航速，吸上泥浆，按照预定的前进航向驶入挖槽，耙挖泥沙。

耙吸挖泥船的主要施工方法有：装舱（装舱溢流）施工法、旁通（边抛）施工法、吹填施工法；挖泥采用分段、分层等工艺施工。

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