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抓斗式挖泥船:原理、形式与优势

【摘要】:(一) 基本原理抓斗挖泥船属机械式挖泥船,在船上通过吊机,使用一只抓斗作为水下挖泥的机具。抓斗挖泥船的形式多样,用途甚广,大多数为非自航式。另外,与其他类型挖泥船相比,抓斗挖泥船的设备简单,挖泥机械的磨损部件少,船舶的造价也较低廉。当挖槽宽度大于抓斗挖泥船的最大挖宽时,应分条进行施工。

(一) 基本原理

抓斗挖泥船机械式挖泥船,在船上通过吊机,使用一只抓斗作为水下挖泥的机具。抓斗挖泥船的形式多样,用途甚广,大多数为非自航式。

(二) 技术性能

抓斗挖泥船是单斗作业,可以配备各种不同类型的抓斗,如轻、中、重型抓斗,以适应挖掘各种不同硬度的土质。所以,抓斗挖泥船的挖掘适应性较强,可以挖掘水下N 值小于15 的淤泥、一般黏土、松散的砂质土,也可以挖掘N 值为25~40 的硬黏土、夹石砂质土和砂砾等。抓斗挖泥船还可以通过更换抓斗的提升和启闭钢缆长度,来满足施工中不同挖掘深度的需要。另外,与其他类型挖泥船相比,抓斗挖泥船的设备简单,挖泥机械的磨损部件少,船舶的造价也较低廉。

(三) 生产率计算

抓斗挖泥船的挖掘量不是单纯依靠挖泥船上的动力,而首先是依靠抓斗下落时的冲力破土以及入土深度的大小,应根据不同土质选用不同类型和不同重量系数的抓斗。

抓斗挖泥船的生产率按式(5-10)计算

式中 W——抓斗挖泥船小时生产率,m3/h;

n——每小时抓取斗数;

c——抓斗容积系数,m3

B——土的搅松系数;

fm——抓斗充泥系数,对于淤泥可取1.2~1.5,对于砂或砂质黏土可取0.9~1.1,对于石质土fm可取0.3~0.6。

(四) 抓斗式挖泥船主要疏浚仪器的配置

抓斗式挖泥船主要疏浚仪器有:抓斗深度自动控制装置、抓斗深度指示器、抓斗开口度计、抓斗提升计、抓斗负荷计、抓斗机回转角度指示器,GPS定位系统等。

(五) 抓斗式挖泥船施工工艺

开工展布时,挖泥船被拖至施工区,按照绞吸挖泥船进点定位方法定位。实测水深与施工图水深核对相符后,随即放下抓斗,定住船位。然后根据水流、风向情况,依次抛锚暂泊。

1.施工方法

抓斗挖泥船一般采取纵挖式施工,根据不同施工条件采用分条、分段、分层、顺流、逆流挖泥等施工工艺。

2.施工工艺要求

(1)分条、分段、分层施工艺要求。当挖槽宽度大于抓斗挖泥船的最大挖宽时,应分条进行施工。分条的宽度,应符合下列要求:①分条最大宽度不得超过挖泥船抓斗吊机的有效工作半径;②在浅水区施工时,分条最小宽度应满足挖泥船作业和泥驳绑靠所需的水域要求;③在流速大的深水挖槽施工时,分条的挖宽不得大于挖泥船的船宽。

(2)其他工艺要求。当泥层厚度较薄、土质松软时,可采用梅花挖泥法施工。斗与斗之间的间距,视水流的大小及土质松软情况而定。

3.抓斗的选用

抓斗挖泥船应根据不同土质,选用不同抓斗。

(1)挖淤泥时,宜采用斗容较大的平口抓斗。

(2)挖中等密实的土时,宜采用带齿的抓斗。

(3)挖硬质土时,宜采用斗容较小、重量较大的全齿抓斗。