绞吸船挖泥施工工艺.ppt

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吹填工程施工,3,培训的建议：,1.疏浚概述：,总论历史各种类型的挖泥船及其特点，疏浚简介、疏浚的定义、发展历史、设备选择等基本知识。简单的介绍项目相关限制性因素，通过疏浚工程实例对重要挖泥船的种类、机械、液压和辅助设备进行综合介绍，提供有关疏浚设备的综合性基础知识。,4,2.水文地理勘查知识：,包括水文地理概述、定位、测深、密度测,量、传感器、精确度、挖泥应用、潮汐知识,等。介绍了现场勘查和测量的一般内容，泥,土和岩石上取样和钻孔的方法。,3.土壤特性：,了解土壤特性的重要性，不同土质的分类标准和不同船型的挖掘效率。将土质分为沙土、粘土、淤泥、砾石四种基本类型，测定或评定它们的试验以及它们对疏浚过程的影响。岩石的实验室，介绍了泥土评测技术；标准种类；试验进行方式。,5,4.疏浚成本与合同：,简单介绍投标过程，公司各部门与项目经理的责任分工，成本费用的组成及控制因素，疏浚合同的主要内容及风险因素。,5.泥浆输送：,介绍离心泵的关键参数、构造、气蚀产生的原因及预防，简单介绍了泥泵曲线、管线曲线和柴油机曲线的应用。介绍了对泥浆输送过程、产量计算以及估算所需泵的数量产生影响的泥土特性，如大小、形状、重量和浓度。还将介绍水下泵、舱内泵、接力泵之间的区别。,6,6.管线输送阻力：,介绍土壤的密度与产量的关系，平均粒径与,中值粒径的不同应用，颗粒形状、沉降速率,对于流速的影响，临界流速的计算。,7.泥泵性能计算：,通过绞吸船的实例，介绍泥泵的输出曲线，,三叶轮、五叶轮泥泵的应用，减小泥泵叶轮,直径的方法。论述泥泵的输出与管线长度的,关系。,7,非自航式挖泥船的设计、挖掘过程、施工、,操作和维护：,应用和限制总体布局选择方法操作方式，系统和部件：绞刀架绞刀系统泥泵系统钢桩系统锚与锚杆冷却系统柴油机绞车索具，简单介绍绞吸挖泥船。,9.疏浚电子仪器和自动化：,简单的介绍电子仪器和自动化设备以及这些设备在挖泥船上的典型应用。根据仪表读数提高疏浚性能，疏浚仪表读数与定位信息的管理。,8,9,第一章 绞吸船的简介,第一节 疏浚工程简介,第二节 什么是绞吸船,第三节 绞吸船的基本性能和分类,第四节 操作过程的概要,第五节 绞吸船的工作方法,第六节 绞吸船的发展趋势,10,第一节 疏浚工程简介,11,绞吸船,12,13,14,第二节 什么是绞吸船,主要组成部分：,1、船体,2、桥架,3、主机,4、泥泵,5、绞刀,6、钢桩等定位系统,7、管线,8、操作台,9、电子设备及应用软件,动画绞吸船的组成结构VD11201.mpg,15,16,17,第三节 绞吸船的基本性能和分类,一、基本型能,公称生产能力(m3/h),公称生产能力(m3/h)习惯上用大写英文字母W表示在特定条件下的生产率，一般在实际的施工中小于这个数值。生产能力的表达式为：,生产能力泥浆流量泥浆浓度,用公式表示为：W QP%,式中：W小时生产率(m3/h),Q泥浆流量(m3/h),P泥浆浓度（%）,提高产量的办法是在不低于临界流速的条件下 尽量提高浓度。,18,掌握一条绞吸挖泥船的基本性能了解一下参数：,1、挖深(m),挖深(m)越大，船舶主尺度就要加大，其挖掘的浓度就会降低。为此安装了水下泥泵（又称潜水泥泵），用以提高泥浆浓度。,2、排距(m),排距(m)，也就是挖泥船将从挖泥区挖掘的疏浚土用管线输送到卸泥区的水平距离。显然，在其它工况条件完全相同的情况下，排距越远，则所需配备的泥泵主机功率就越大。,3、绞刀功率（kw）,绞刀功率的大小关系到绞吸挖泥船的挖掘性能，将直接影响绞吸挖泥船的生产能力和被挖掘疏浚土的种类。,19,绞刀功率越大，船舶的挖掘能力越强，生产效率相应越高，相对的船舶适应能力就强。配备大功率绞刀的船舶，泥泵功率也应该相对较大，其船舶整体强度也要大。,20,二、绞吸船的分类：,IHC以前的分类：,1、小型：主机功率1000kw，,2、中型：主机功率10003500kw，挖深1618m，,3、大型：主机功率3500kw以上，挖深2030m,目前的分类还没有统一的标准，一般认为绞刀功率小于750kw的是小型挖泥船，大于750kw小于等于1500kw的是中型绞吸船，大于1500kw的为大型绞吸船。,我局目前的分类：1600m3/h公称生产率以下的为小绞，1600m3/h与2500m3/h之间的为中型绞，大于2500m3/h的为大绞。,21,第四节 操作过程的概要,动画钢桩销子 VD13403.MPG,动画掏绞刀 VD53702.MPG,22,第五节 绞吸船的工作方法,一、进台车后的第一刀挖泥需要注意什么？为什么？,进台车后，挖泥半径减小了一个台车的距离，在挖泥边线的轨迹有重合，会产生浓度降低的现象。所以，在第一刀挖泥时，要适当加快横移速度，或者增加步进长度，以提高产量。,23,24,25,26,二、固定双桩与钢桩台车施工有什么区别？,固定双桩施工每一个进步都有漏挖或重挖的,区域。,固定双桩施工每进一步要起钢桩，挖泥不连,续，而钢桩台车施工只有在进台车时才停止,挖泥。,固定双桩施工进步的精度不如钢桩台车，小,进步时会发生钢桩重复插一个桩位的现象。,（俗称“倒眼”）,27,三、新型绞刀的设计理念是什么？,长度相对变短,开档加大,刀臂相对变薄,刀齿及座的角度优化,四、桥架的作用是什么？,固定作用,长度决定挖泥深度,重量对土壤的作用力的影响,承受横移拉力,28,五、操作时要注意甲板的仪表有哪些？,出口压力、吸入压力的显示,步进长度、挖深,横移速度及负荷,真空表,绞刀转速、负荷,反张力（备压）,流速、浓度、产量表,主机转速、负荷,平面定位系统,潮位,29,六、操作的要点,绞刀的功率,真空值,实用流速,用横移找浓度,挖泥时，几个关键因素的调整,步进长度、挖泥厚度,绞刀的转速、负荷,横移速度、拉力限制,真空度及气蚀余量,30,临界流速与实用流速的掌握,浓度、比重表变化,压力变化与管线的承受能力,产量与流速、浓度的关系,主机的转速、负荷,水下泵、舱内泵的转速,31,第六节 绞吸船的发展趋势,一、绞吸船大型化与小型绞吸船标准化,港口的建设及海岸设施油、气管的修建都需,要强力型的挖掘设备，使绞吸船迎来了一个,新的发展时代，尤其在大型绞吸船的应用方,面。现今多数绞吸船都是比较小型的（总装,机功率低于1000kw）。对大绞与小绞而言，,两者的技术发展方向是不同的。,对小绞来说，主要是着眼于低成本的投入并,在短期内收回成本；对于小绞的标准定义而,言，主要是指初期低成本的投入。IHC研发,了两类海狸型小绞吸船。,32,此种新型的小绞采用了水下泵取代了传统的舱内泵工艺使得泵效更好。用户可以根据项目的需要来选择任何一款。另一项新型的标准是同型号，不同挖深。例如：海狸6515型小绞标准挖深为16m，在基本配置不变下，可以变换不同的挖深，可增加至25m。这使得用户在挑选时有更大的余地，从而减小设计的投入成本。,对于大绞而言，主要着眼于船的长期使用，高效高产及在使用寿命期内缩小总成本的投入。例如JANDENUL集团的“JFJ DE NUL”和DEME集团的“DARTAGNAN”（全球第一绞），可以在恶劣风浪条件下施工。,33,大型自航绞“JFJ DE NUL”,34,“,DARTAGNAN”配有灵活的钢桩系统,35,现代的大绞都安装有灵活的液压钢桩系统（例如我局的“天牛”船），这使得它们可以在更恶劣的海况下进行施工（1.52.0m大浪下）。,二、挖泥机具的改进和设备使用周期,泥泵技术的发展,高效泵可以在同等的装机功率下达到比普通泵更为理想的效果，高效泵通常效率达到80%，它还特有一个大的球型通道，可以通过大的石块而避免堵泵。,36,新型绞刀的设计,针对不同的土质研发出不同类型的绞刀及绞刀驱动装置。,耐磨材料的使用,在疏浚施工中，耐磨材料的运用在降低设备的维护及使用成本方面起到关键作用。泥泵、绞刀、管线等部件使用耐磨材料，通过改进挖泥机具，部件及工艺来达到延长使用周期和提高效率。,三、挖泥操作系统的研发和模拟器的使用,对于绞吸船而言，在有效的运转时间内，达到持续稳定的产量是追求的目标。近几年绞吸船的挖泥操作系统技术研究和操作工艺取得了长足的进步，教学模拟器的大量使用，为员工提供了优越的疏浚技术培训，提高了工作效率。,37,绞吸船先进的挖泥操控系统,38,四、可持续性及环保问题,疏浚项目的可持续性及环保问题越来越引起关注，今后类似问题都要进行充分论证，针对可持续技术及环保技术上做出相应的研发也愈发重要。应该以以技术研发为基础，以追求降低单方成本为目标，以保持可持续发展和保护环境为条件，整合出一套更科学的方法来降低疏浚成本和风险。,39,第二章 基本理论知识,第一节 土质调查与分析,第二节 输送,第三节 驱动,第四节 泥泵,40,第一节 土质调查与分析,一、土质调查的原则？,1、搞清土质调查的成本与工程的总成本的比例关系，即不进行调查、调查的不全面对于施工成本的影响程度。,2、土质基础资料的积累是长期而有意义的工作，确定土的性能指标和进行土质分类主要是为了正确选择挖泥船船型、合理安排施工工艺、确定船舶生产效率和工期、核算施工成本。,41,3、调查的内容和施工要密切相关，即土质调查要有明确的针对性，不可大而全，也不能偏僻。挖泥船施工时，必须要有详细的工程地质说明书、钻孔平面布置图、工程地质剖面图、土壤实验报告等基本技术基础资料。,施工区域土质资料一般采用实地勘察，按一定的钻探技术要求取出原状土土样，对土样进行土质分析和分类工作后，获得土壤实验报告。,有关疏浚岩土的勘察、岩土试验等的详细内容请查阅“中华人民共和国行业标准疏浚岩土分类标准JTJ/T32096”中的相关内容。,42,二、土质对于疏浚工程的影响有哪几个方面？,1、土质的密实程度和可挖掘的性能影响疏浚施工效率和工程成本。,土质决定开挖的手段，船型选择和挖掘机具，以获得最好的经济效益。,所处的地理位置不同，土受到各种风化因素不同，即土质类别不同，其切削难易程度有相当大的差别。即使是相同土质类别的土在不同的区域其抗剪强度也不尽相同。,43,2、为了提高产量，开挖不同的土质时，施工方法、操作规律需要随之改变。,土质较密实不易切削，绞刀挖掘量小于水力输送的土方量时，则需要调整横移速度，绞刀下放深度与进桩前移距等参数，以改善绞刀切削效果。,当挖掘断面土层内土质过于密实时，绞刀难以切削土层，容易加剧挖泥机具磨损及使运转设备运行工况失常，也应及时调整施工方法和工艺。,如果开挖土质颗粒大，不利于绞刀切削下来的土充分混合成泥浆，会造成泥泵及吸排管线磨损严重、输送困难，除调整绞刀挖掘参数外，应及时更换具有挖掘该类土质的绞刀。,44,3、在挖泥船施工前必须正确掌握施工区域疏浚土的各种性质、施工断面土层面貌，对于以下情况有充分准备。,开挖松软土质时，因土层支撑力不足，容易造成漏桩现象。必须考虑定位桩下落方式和下落高度，对钢桩入泥深度要合理控制，以避免溜桩。,开挖后土层三相土的比例被破坏，导致开挖土方量与吹填方量不符，影响到施工土方计量的准确性。,横移锚横移拉力与挖槽外土质有关，土质较松软则可获得较大的抓力，反之易发生走锚现象等，影响施工辅助作业占用时间。,45,三、土质调查的启示,1、所有的疏浚问题，最后都可以归结为土质问题，所以工程开始就要对土质进行深入的研究。对于土质的研究应该提高到较高的重视程度。,2、要研究泥浆的输送，泥浆浓度和流态、管路阻力，粒径、密度和管径对泥浆沉降的影响，尤其临界流速。其中：,颗粒的大小、浓度，影响其沉降速度。,沉降速度与临界速度有直接关系。,管线中的流态、分层，对于泥浆的输送影,响较大。,46,3、内聚力对于粘土非常重要，而相对于岩石影响较小。,4、透水性影响高压冲水使用的效果，对于挖掘也有一定的影响。,5、往往占少数的土颗粒，对于疏浚起着决定作用,47,四、岩石分类的标准是什么，主要辅助指标是什么？,“中华人民共和国行业标准疏浚岩土分类标准JTJ/T32096”将疏浚工程地质分为岩石类和土类两大类。,岩石应为颗粒间牢固联结呈整体或具有节理裂隙的岩体。疏浚岩石主要根据其坚固性分为硬质岩石和软质岩石。将极限抗压强度大于或等于30Mpa者列为硬质岩石，小于30Mpa者列为软质岩石。此外，尚可按风化程度分为新鲜、微风化、中等风化、强风化和全风化；按成因可分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩、变质岩；按软化系数又可分为软化岩石和不软化岩石。,48,五、土类的分类标准是什么？,土类可分为有机质土及泥炭、淤泥土类、粘,性土类、粉土类、砂土类和碎石土类，,其类别由下列指标确定：,1、土颗粒组成及其特征；,2、土的天然含水量；,3、土的塑性指标：液限、塑限和塑性指数；,4、土中的有机物存在情况。,49,IHC的分类，与我国和其他国家的分类不同，并不一定是更科学的。,1、粘土：d0.002mm,2、砂及卵石、碎石：0.063mmd64mm,4、淤泥：0.002mm d0.063mm,5、胶结砂、软岩：介于砂及岩石之间,50,51,52,第二节 输送,一、管线输送中测量的浓度为什么大于等于实际的浓度？在什么情况下两者相等？,土质在输送过程中，一般是分层流动的，上层流动的速度大于下层流动的速度，在管线中测量浓度时，单位体积的浓度要大于实际输送的浓度。,只有在上下层的流速相等的情况下，两者才相等。,53,二、输送理论中，假设液体是不可压缩，同一个管路中，不同管径的流速、流量与截面积的关系是什么？,Q=S,1,V,1,=S,2,V,2,三、在水中的物体受到哪几个力的作用？,重力G=Vr,土,浮力,排,r,水,四、泥浆的体积浓度计算公式？,54,五、产生残留层的原因？,产生残留层的原因：,挖掘量大于吸入量,塌方量大于吸入量,六、有无吸附作用的土质，在挖掘中的区别？,有无吸附作用的土质，在挖掘中的区别：,容易糊绞刀,在输送过程中容易形成泥球,55,七、临界流速的概念？实用流速的概念？,临界流速：在一定的管径、浓度、土质等条,件下，使混合物处于悬浮状态的最低流速。,实用流速：在实际施工中，高于临界流速，,磨损适当、主机不超负荷，不会产生气蚀现,象的流速。,56,八、在堵管之前的操作方法及原因？,在堵管之前，禁止马上吹清水的做法。要逐渐降低浓度，主要靠降低横移速度来实现。浓度减低不明显时，要回摆或抬起绞刀，或后退台车。,原因：,1、泥泵对于浓度的反应较快，在由浓度较高变为浓度较低的短时间内，泥泵的流量会突然降低，压力下降。,2、管线的长度一般较长，对于浓度的变化的反应较慢。这时减小的流量会使管线中的高浓度区流速降到临界速度以下，进一步汇集，加快堵管的进程。,57,第三节 驱动,58,一、电机与液压驱动的优缺点是什么？,1、电机反应速度快，有过载保护，一般不,超过10s，可以超过额定负荷的50%。跳闸后,合闸马上恢复施工。造价较高，但故障较,少，维修方便。,2、液压驱动的反应速度慢，有过载保护，,一般需要60s 时间，可以超过额定的10%，,如果管路系统没有损坏，可以马上恢复施,工。造价较低，但维修麻1烦。,59,二、泥泵机的效率是指的什么？,三、主机的功率与转速的关系？,四、主机运转的转速有何基本规定？启动有一个,启动的最低转速，不能超过额定的转速,五、柴油机的负荷、排烟温度、爆炸压力的基本,概念？,60,第四节 泥泵,一、水下泵的优缺点？,1、优点：,提高吸入浓度,加大挖深,增加气蚀余量,加大排距,2、缺点：,造价高,维修量加大,加大桥架重量，需要加强桥架结构,61,二、气蚀是怎样产生的？如何在操作中避免？,泥泵中的流道宽窄不一样，在高流速区会形成负压，在超过一定的限度时，溶解在液体中的空气会逸出，形成小气泡，在泥泵的高压区，气泡破裂，产生较大的冲击力。作用在叶轮上会刨出小坑，出现麻面，破坏泵体。,保持适当的平稳的浓度，适当降低泥泵的转速，保证吸入真空的限度，打开真空释放阀。,62,三、泥泵的相似定律？,两台泵的性能参数：流量Q，扬程H，功率N和效率之间的关系如下：,流量Q关系：,扬程H关系：,功率N关系：,式中下标：p 表示实型泵参数；,m 表示模型泵参数。,63,四、比例定律？,同一台泵，在假设泥泵效率不变时，泥泵性,能存在如下比例关系：,流量Q与转速n一次方成正比；,扬程H与转速n二次方成正比；,功率N与转速n三次方成正比。,式中下标：1 表示原泵参数；,2 表示改变后的泵参数。,当转速变化的差值超过原转速的20%时，泥泵的效率有可能发生变化。一般来说，转速降低，泵效下降；转速增加，泵效有可能提高。,64,五、切割定律？,切割定律：,式中：Q、H、N 分别为叶轮外径D2时的流量、扬程和功率；,Q1、H1、N1分别为叶轮外径切割为时的流量、扬程和功率。,六、管线的清水扬程计算公式？,泵送清水时的泥泵扬程的一般表达式：,65,沿程摩阻水头损失Hf可按下式计算：,局部摩阻水头损失Hj可按下式计算：,流速水头损失，即离开排出口处的液体速度（m）。,66,式中：H泥泵扬程（m）；,Hf从吸入口到排出口管路沿程损失（m）；,Hj从吸入口到排出口所有局部损失之和（m）；,Z自水面起算的排出口位置高度（m）；,L吸/排泥管全长。对于船上管、水上管、水下管由于摩阻较大，一般将这部分管线长度乘以相应的系数换算成管线折算长度再行计算。,D吸/排泥管直径（注意吸/排泥管直径是否相同）（m）；,v排泥管中液体的平均流速（m/s）；,g重力加速度（9.81 m/s2）；,w清水摩阻系数。,局部水头损失系数。,67,不同管径的w值,a.疏浚工程手册推荐使用的不同管径w的经验数值见表，此表所荐数值未考虑粗糙度对w值的影响。,清水沿程摩阻系数w的选用值,68,b.疏浚工程技术规范JTJ 31999推荐使用的不同管径w的经验数值 不同管径的w值表4-3-3,清水沿程摩阻系数w的选用值,69,c.疏浚工程手册推荐使用的不同管径w的经验数值的计算公式：,式中：D排泥管内径（mm）;,C管壁粗糙系数，管壁光滑C=1.6767，新制焊接管C=1.948，修补后旧管C=2.219（适用管径4001000 mm）。,清水及泥浆局部水头损失系数的选定,是一个无因次的系数，通常是根据不同的管件由实验测定得到的。不同管件的值可从表4-2-5查取。对于弯管也可以采用下式进行计算：,式中：不同管件的值,D排泥管直径（m）；,R弯管曲率半径（m）；,弯曲角度（）。,70,在管路系统的设计计算中，常常按损失能量相等的观点把管件的局部损失换算成等值长度的沿程损失，也称折算长度。以Le表示折算长度，则可得到折算长度关系式：,71,七、泥泵泵送泥浆时的泥泵扬程计算公式,式中：H 泥泵扬程（m）；,Hf 从吸入口到排出口的管线全程摩阻水头损失（即管路沿程损失）（m）；,Hj 从吸入口到排出口所有局部损失之和（m）；,Z1 从泥面到泥泵中心线的垂直距离（m）；,Z2 从泥泵中心线起算的到排出口位置高度（m）；,72,v1 泥泵吸入管内流速（m/s）；,v2 泥泵排出管内流速（m/s）；,m 泥浆重度；,w 清水重度。,当泥浆在管道中均匀流动时，排清水和排泥浆的水头损失可按下式换算：,Hm=Hm,式中：Hm泥浆水头损失（m）；,m泥浆重度。,73,第一节 切削过程,第二节 混合物,第三节 吸入过程,第四节 输送过程,第三章 挖泥过程的讨论,74,75,一、绞刀的旋转可以分为两个运动：,沿着绞刀轴向的旋转，,横移方向的圆弧平移，,绞刀齿的运动合起来是一个摆线运动。,第一节 切削过程,76,77,三、正刀挖泥与反刀挖泥的区别,动画向下、上切削分析6.DAT,正刀挖泥，刀齿向下开挖。绞刀旋转产生额,外的横移力，一般情况下浓度低，在挖硬土,质时受力不好，容易跑刀。,反刀挖泥刀齿向上开挖。受力较好，不易跑,刀，浓度相对较高,78,三、如何避免跑刀？,1、应设定反张力，使绞刀在有反作用力的状态下运动。使之处于一个动平衡的状态。,2、如果反张力设定极限时，还是跑刀，则减小挖泥的横移速度、适当降低绞刀转速。,3、否则，采取减小步进长度和挖泥厚度，还可以尝试大挖深、高转速的挖泥方法。,4、最后的选择：正刀空摆，反刀挖泥。,79,80,四、绞刀的间隙角、切削角概念,间隙角relevant angles,81,切削角 cutting angles,原则：,间隙角尽可能的大，切削角尽可能的小。,间隙角小于5度大于12度时，摩擦力加大。,82,五、绞刀齿磨损对于挖掘角度的影响。,1、磨损后，间隙角变小，增加阻力，加大磨损。,2、齿尖变钝，影响切削力，绞刀功率变大。,3、如果磨损到齿座，会影响到绞刀的整体挖泥角度和效果。,83,84,六、转速、横移速度对于切削角、横移角的影响,85,86,87,七、非粘性土、粘性土的切削过程,.挖泥技术1MPEGAVAVSEQ15切削过程.DAT,要分清粘性土与非粘性土的区别：破碎的方,式不同，需要大量的实际经验。,粘性土：有吸附力，必须切松，切块不能太,大，可以加大绞刀的转速，减小切片厚度来,实现。,非粘性土：不用切松，只是打乱排列次序。,88,89,90,91,八、切削的影响因素,动画切削因素10.DAT,1、正确地选取切削角，减小切削阻力，减缓刀刃的钝化速度，在密实土作业中，要使用扁齿。,2、选择绞刀刀片的曲率和绞刀的开档，减小挖掘土块的粒径，避免阻塞绞刀和吸口。,3、正确的倾角和交错的刀齿位置，可以减小单方土的切削力。,92,一、挖掘量的计算公式,Q=L步进B挖厚V横移,二、挖掘操作的原则,操作中要注意以下问题和相互的关系：,1、步进长度和挖泥厚度,2、横移速度和浓度,3、真空和气蚀,4、泥泵转速和负荷、排烟温度、爆炸压力,5、泥泵功率和管线压力、排距,6、土质、浓度与临界速度,第二节 混合物,93,94,三、挖掘操作遇到问题的判断及解决方法,95,1、绞刀有杂物可以通过绞刀负荷有规律的变化来判断，一般其变化的频率与绞刀的转速相等。,2、吸口堵塞时即使吸清水，真空也居高不下。可以停泵让排泥管中的水倒流冲刷障碍物，不奏效时，只能人工掏吸口。,3、泥泵堵塞时，压力、真空度降低，伴随有震动声音。,4、排泥管堵塞时，压力升高，即使吸清水，压力也居高不下。应判断堵塞的位置，以便清理。,96,四、硬壳的砂的施工方法,1、先起坡，挖到硬壳层的下面。,2、掏着挖泥，使硬壳靠塌坡破碎，步进长度以不抗脖子为原则。,3、注意不要掏挖太远，以免塌坡后的土层太多，压桥梁。,97,98,五、岩石挖掘的施工方法,1、切削的过程和基本原则,.挖泥技术1MPEGAVAVSEQ16岩石的挖掘.DAT,A、岩石切削需要较大的挖掘力，要限制挖掘的厚度，控制进入吸口的粒径，否则会堵绞刀、堵泵。,99,B、绞刀负荷不规律的变化，为了不超负荷，会留有一定的富裕量，因此，实际有效的绞刀功率比挖掘软土时反而减小了。,C、开始切削削时，抗压强度起到主导作用。抗拉强度、风化程度、裂隙的发育对于切削也起到很大的作用。,D、一般认为大于40MPa的岩石必须采取其他的方法施工。,100,2、指标,可以量化的指标：抗压强度、抗拉强度、两者,的比率决定断裂、破碎的模式。,不易量化的指标：层化性质、风化程度对于挖,掘能力影响很大。,3、受力的分析,4、切削的尺度,5、其他方法,动画AVSEQ17岩石清除方法.DAT,101,102,第三节、吸入过程,一、影响吸入的六个主要因素及作用,1、土质：颗粒的大小、破散的特性等，挖,泥厚度一般是与绞刀直径相匹配，决定残留,层的大小。,2、横移速度：吸入的量、挖掘的量与残留,层。,103,3、步进长度：决定于土质及绞刀的长度，过,长则后面的不能吸入，在浅水域挖泥时会产生,扛脖子的现象。但是在首次下绞刀时，根据土,质可以超过绞刀长度。一般来说，松散土质步,进长度是绞刀长度的5060%时，残留层是15%,左右，步进长度是绞刀长度的100%时，残留层,为4050%左右。,4、泵的入口压力：与三个因素有关：流速、,浓度及据泥面的深度。,104,5、绞刀转速：速度慢，在相同的横移速度的,情况下，切削的泥片较厚，但是绞刀转速越,大，越会产生离心力，对于吸入浓度有影响。,6、绞刀的形状：关键是挖掘能力和吸入性,能，切削力的大小及吸入的浓度是主要指,标。,105,二、产生残留层的原因,1、挖掘的土没有全部吸入，挖掘量大于吸入,量。,2、破散后留下的，水流的冲涮或土体滑坡,造成的。,106,107,三、如何利用残留层的影响？,1、数倍于绞刀直径开挖松散的砂，可以利用,塌坡，提高浓度。小心塌方压住桥梁和抗脖子,现象。,2、适当超深，保证质量。同一位置的超深，,也可以整个区域重做一遍，保证挖深，要根据,实际情况作比较。,3、一般情况下，由于回淤量与施工期长短成,正比，故挖备淤深度时，应考虑在施工期内采,取“先深后浅”的质量控制措施进行施工为宜。,108,109,第四节 输送过程,110,一、影响排泥的因素有5个,1、流速,2、密度,3、土质粒径,4、管线直径,5、泵的扬程,111,112,二、泥泵的特性,1、浓度与负荷的关系,2、堵管与过载、气蚀的原因,3、在堵管之前的操作方法及原因,4、缩口的使用,5、叶轮的切割原理,113,第四章 操作的影响因素,第一节 绞吸船上要了解的内容,第二节 甲板的仪表和操作,第三节 横移对于生产的影响,第四节 操作的要点,114,115,第一节 绞吸船上要了解的内容,要认真了解船舶特性。作为驾驶员,应该熟悉船舶的性能、设备的参数，每个部位的结构：,绞刀的直径,几个刀片,吸口的隔栅形状,泥泵流道大小，主机的转数、负荷等等。,116,1、眼看、耳听、鼻子闻异味、用脑思考、动手操作是驾驶员应必备的素质，也是合理利用时间，提高产量，发现安全隐患的重要手段。,2、了解液压与电机设备的性能，例如液压操作会有延时，电机突然加大电流,有可能会导致电机掉闸。提前做出动作，对有延时的设备操作，要有提前量。,117,3、观察各仪表的关系,弄明白所有的仪表的意义,如:泥泵封水压力,观察个部位仪表,停止工作时,是否回零位。施工中，先看绞刀仪表，入口仪表（真空，浓度，流速，流量）。加转和降转的时候要慢，不要太快。,4、接班时候要认真仔细做全面的检查,发现问题要报告分管该设备的人或报告领导。接班要接清,问清,交班要交清。,5、施工中移船定位等，要提前找好定位标，以免GPS突然失灵造成无谓的停工，不要过分依赖设备。,118,第二节 甲板的仪表和操作,一、出口压力、吸入压力的显示,二、步进长度、挖深,三、横移速度及负荷,四、真空表,五、流速、浓度、产量表,六、主机转速、负荷,七、平面定位系统,八、潮位,119,第三节 横移对于生产的影响,一、横移过程中应注意哪些事项？,1、左右的横移缆和锚头缆的收放要适当，避,免锚头缆放的过多被绞刀缠绕，也不可忘记放,锚头缆，以免走锚。,2、注意横移锚后，要下放桥梁施加一定的拉,力，一般为额定拉力的1/32/3，与土质有,关，第一刀横移稍慢，来固定横移锚，防止施,工中发生走锚现象。,120,3、正常施工时，注意不要超过额定的拉力,值，液压绞车注意压力表，电动绞车注意电流,表。,4、推荐使用反张力来控制绞刀的横移，可以,保证挖泥施工的动态平稳性，到边线时可以较,快地回摆，克服没有反张力时的惯性力。,5、关键是横移速度来控制连续平稳的挖泥浓,度。,121,二、横移速度是挖泥浓度的决定因素：,1、挖泥浓度的主要控制因素横移，在步进,长度、挖泥厚度确定之后，横移速度是主要的,控制因素。,2、横移的功率、强度限制。在施工过程中，,长时间的横移速度较大或较小时，要适当改变,步进长度、挖泥厚度，来调整横移速度在容易,操作的范围内。,122,3、在许可的范围内，以横移速度来调节浓,度，尽量不抬高、降低桥梁，改变挖深来控,制，避免造成泥面的高差，对于下层的施工效,率造成不利影响，对质量控制也没有好处。,4、绞刀功率、尺寸的大小决定挖泥厚度和步,进长度。,5、泥泵的功率、气蚀余量对于浓度的限制,123,6、不能低于临界速度：在一定的管径、浓,度、土质等条件下，使混合物处于悬浮状态的,最低流速。,7、管线承受的压力限制输送的浓度和长度,8、注意横移中浅层挖泥的问题扛脖子,124,第四节 操作的要点,125,一、绞刀的功率,二、真空值,三、实用流速,决定因素：,土的性质、颗粒的大小,泥浆的浓度,管线的长度、直径、斜度,126,四、管线的直径与阻力的关系,较小的直径阻力较大，但在相同的流量情况,下，可以保持较高的流速，对于防止堵管有,利。,较大的直径阻力减小、流量相同的情况,下，流速较低，容易堵管。,127,五、挖泥时，几个关键因素的调整,1、步进长度、挖泥厚度,2、绞刀的转速、负荷,3、横移速度、拉力限制,4、真空度及气蚀余量,5、临界流速与实用流速的掌握,6、浓度、比重表变化,7、压力变化与管线的承受能力,8、产量与流速、浓度的关系,9、主机的转速、负荷,10、水下泵、舱内泵的转速,128,129,130,第五章 挖泥船操作的基本方法和技巧,第一节 挖泥船施工基本方法,第二节 施工的准备,第三节 一般的操作方法,第四节 研究限制产量的因素,第五节 特殊的操作方法,131,第一节 挖泥船施工基本方法：,一、横移方法：,1、在一般施工地区，应采用对称钢桩横挖法,或钢桩台车横挖法进行施工；,2、在风浪较大的地区，采用三缆定位横挖法,施工；,3、在水流流速较大或风浪较大的地区，应采,用锚缆横挖法施工。,132,二、分条施工：,1、分条的宽度宜等于钢桩中心到绞刀头水平,投影的长度；最大挖宽一般不宜超过船长的,1.11.2倍，视当地水流流速及横移锚缆抛放,长度而定。当流速较大时，应减少开挖宽度,2、分条最小宽度应大于挖泥船的最小挖宽，,最小挖宽按以下方法确定：当浚前水深小于,挖泥船的吃水时，最小挖宽等于绞刀头挖到,边线时，艏船体两角不至于碰撞岸坡时的最,小宽度。当浚前水深大于挖泥船的吃水时，,最小挖宽采用等于挖泥船前移换桩时所需的,摆动宽度。,133,3、采用三缆横挖法施工时，分条宽度由船的,长度和摆动角确定，摆动角宜选用70,90，最大宽度不宜大于船长的1.4倍；,4、采用锚缆定位横挖法施工时，分条宽度应,根据主锚缆抛放的长度决定。最大宽度宜100m,左右。,134,三、挖槽分段进行施工,1、挖槽长度大于挖泥船水上管线的有效伸展,长度时，应分段施工；,2、挖槽转向曲线段需分成若干直线段开挖,时，将曲线近似按直线分段施工；,3、挖槽规格不一或工期要求不同，应按合,同的要求进行分段施工；,4、受航行或其它素因干扰，可按需要分段,施工。,135,四、分层施工,1、当疏浚区泥层厚度很厚时，应按下列规,定分层施工：,1.1、分层挖泥的厚度应根据土质和挖泥船绞刀的性能确定，宜取绞刀直径的0.52.5倍，对坚硬土取较低值，对松软土取较高值；,1.2、分层的上层宜较厚，以保证挖泥船的,效能；最后一层应较薄，以保证工程质量,1.3、当浚前泥面在水面以上，或水深不足,挖泥船的吃水时，最上层开挖深度应满足,挖泥船吃水和最小挖深的要求。,1.4、当泥层过厚时应在高潮挖上层，低潮,挖下层，以减少坍方；,136,137,2、当工程对边坡的质量要求较高，需要分层,分阶梯开挖边坡时，应根据工程对边坡的要,求、土质情况和挖掘设备尺度确定分层的厚,度；,动画斜坡挖泥.DAT,3、当合同要求分期达到设计深度时，应进行,分层施工；,4、当挖泥船的最大挖深在高潮时达不到设计,深度，或在低潮时疏浚区的水深不足挖泥船的,吃水或最小挖深时，可利用潮水的涨落分层施,工，高潮挖上层，低潮挖下层。,138,139,5、顺流、逆流施工应符合以下规定：,5.1、在内河施工，采用钢桩定位时，宜采用,顺流施工；采用锚缆横挖法施工时，宜采用逆,流施工；当流速较大情况下，可采用顺流施,工，并下尾锚以策安全；,5.2在海上施工时，宜根据涨落潮流冲刷的作,用大小，选择挖泥的方向。,140,6、定位与抛锚应满足下列要求：,6.1、采用定位钢桩施工时，挖泥船被拖至挖槽起点后，拖轮应减速、停车，待船速消除后再下定位钢桩，抛设横移锚。移船时严禁在挖泥船行进中下放钢桩。,6.2、采用锚缆横挖法施工时，应根据风流情况先抛设尾锚，或将绞刀桥架下放至水底定位，再抛设其它锚缆；,6.3、抛锚后，应重新定位、校正船位，确认绞刀处于挖槽起点位置。,141,第二节 施工的准备,一、了解相关事宜、分析并优化施工条件,1、土质的特性,2、原泥面的情况,3、最大、最小挖深,4、挖泥区域的划分,5、分条的尺度与船舶性能的匹配,142,6、锚位,7、浮管、水下管、岸管的连接及长度,8、潮汐、水流、风浪情况,9、施工的干扰,10、交通情况,143,二、挖泥设备机具的选择,1、应根据土质选用不同类型的绞刀：,1.1、对淤泥、淤泥质土、泥炭、松散到中,密的砂等松软土质，应选用前端直径较大的,冠形绞刀；,1.2、对粘土、亚粘土宜选用开挡较大的绞,刀；,144,1.3、对于坚硬土质，宜选用直径较小的尖齿绞刀；,1.4、对岩石宜采用可换齿的岩石绞刀。凿形齿；对石灰岩等无渗透性的坚硬物质宜用凿形齿；对有渗透性的坚硬物质，如珊瑚，宜用尖齿。,2、应根据不同的排距、排高、土质和泥泵、,管路特性计算，确定合理的工况，以求达到最,佳输送的生产率。,3、在新工地施工时，应通过试挖，以达到最,佳挖掘生产率的前移量，切泥厚度、绞刀转速,和横移速度等操作参数。,145,三、挖泥前的准备,1、挖泥船水尺零点位置挖泥船水尺零点位置,1.1、绞吸挖泥船绞刀开挖的起点位置，称为,零点。由于开挖土质不同，吸口有效吸入半,径也不同，所以挖泥船水尺的零点真正位置,也不相同。为便于施工，一般采用假定位,置，即以绞刀的吸口中心为零点假定线，如,图所示。,1.2、开工前，驾驶员应首先校正挖泥船水尺,零点，以避免由于水尺不准造成超挖或欠挖,1.3、施工中，必须掌握挖泥船前后吃水的变,化，以防造成超深过多或发生漏挖出现浅点,146,挖泥船水尺零点位置,147,2、开车前检查的项目,2.1、操纵台的手柄是否在零位,2.2、绞车的速度是否在最低档位,2.3、流速、浓度、压力、转速、负荷等仪表,是否接通、是否归零,2.4、泥泵、绞刀、横移、起桥驱动器是否正,常,2.5、锚位与挖泥船的位置，并做记录。,2.6、钢桩的状态、台车的位置，主桩应位于,挖泥中心线上，辅桩应离开泥面一定的安全距,离,2.7、浮管、岸管的情况，并做记录。,2.8、吹填区的情况,148,149,3、放下桥架，开动泥泵打水，逐渐增加泥泵,转速，泥泵运转正常后，要记录的数据：,3.1、主机的转速,3.2、泥泵的真空度