適應(yīng)細(xì)粉沙土質(zhì)施工的加耙改進(jìn)

1、適應(yīng)細(xì)粉沙土質(zhì)施工的加耙改進(jìn)適應(yīng)細(xì)粉沙土質(zhì)施工的加耙改進(jìn)中港疏浚股份有限公司周毓麟航浚4008輪在2002年12月29日完成連云港工程施工任務(wù)后立即起航，于次日抵達(dá)黃驊港施工。該輪為日產(chǎn)4500m3自航耙吸式挖泥船，最大挖深22m，主機(jī)功率39002，泵機(jī)功率21502，雙耙為加里福尼亞耙頭。施工前，我們對(duì)黃驊港的土質(zhì)不甚了解，在耙頭上安裝了7只組合型耙齒：4只牛角耙齒，3只犁型耙齒，使用高壓沖水，船速2節(jié)左右。幾天下來，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試泥

2、漿濃度，施工效果不理想。疏浚儀表顯示，真空壓力150~200，（0.1Mpa），流量90~85100m3h，濃度1.08~1.10cm3，泥泵排出壓力0.6~0.70.1Mpa。4月17~18日的一場(chǎng)大風(fēng)，短短十幾個(gè)小時(shí)，就把平均水深已達(dá)9.2m的航道填為7.7m，航道一下子淤淺了1.5m。從風(fēng)后開始清淤，先后有十幾條自航耙吸式挖泥船投入了晝夜施工，并始終保持6艘船在航道中連續(xù)作業(yè)，直至9月中旬，才剛剛還掉“欠債”——恢復(fù)到4月中旬時(shí)的

3、平均水深。這就是黃驊港航道疏浚期間的真實(shí)片段。一、問題的提出黃驊港外航道自2000年1月開挖以來，航道水深始終在疏浚與回淤之間徘徊，循環(huán)往復(fù)，相持不下。從工況條件和取樣分析來看，主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一是回淤土質(zhì)以細(xì)粉沙為主，這種土質(zhì)在東北風(fēng)和大浪的作用下掀揚(yáng)，在風(fēng)后的幾天內(nèi)迅速地淤積。二是該海域在導(dǎo)堤挑流和海潮流交匯的雙重作用下形成旋流，且當(dāng)?shù)睾Ｋ戎貫?.034，高于一般海區(qū)，為加速分選泥沙和沉降提供了合適的條件，致使急淤難挖，航槽區(qū)

4、段W0000~W10000正處于該海域；經(jīng)過海浪分選后沉降在航槽中的細(xì)粉沙為粉質(zhì)較密實(shí)的土沙，密實(shí)度高、板結(jié)力強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)8~15，最大可達(dá)到26，給航道的清淤帶來了極大的困難。三是疏浚的沙土進(jìn)入泥艙后，又因泥沙顆粒小及水流的沖擊使粉沙變成了懸浮物而導(dǎo)致耙頭嚴(yán)重受損。3、耙頭與泥土的吻合面必須貼近，耙頭吸口截面積要與泥泵相匹配。耙頭由于泥泵的運(yùn)轉(zhuǎn)而在內(nèi)腔產(chǎn)生真空，也即負(fù)壓，耙頭的外圍與內(nèi)腔就形成一個(gè)壓力差，從耙頭吸入口四周的縫隙，使

5、外圍水流被壓入內(nèi)腔。這種縫隙處壓入的高速水流，在耙頭吸口面周邊起著對(duì)河床泥土的松散剝離作用。如果壓力差達(dá)到足夠的數(shù)值，沙粒之間粘性就會(huì)被破壞，泥沙就會(huì)隨著水流一起被吸起。沙粒越小，質(zhì)量越密實(shí)，要求引起沙粒之間水流的壓力差也就越大。由此可得出結(jié)論是：當(dāng)泥沙顆粒直徑減小時(shí)，泥沙就更難挖掘，就需要有更大的負(fù)壓。為此，我們對(duì)挖泥過程中各類數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集，注意觀察施工中耙頭耙齒磨損變化的狀態(tài)，并對(duì)耙頭逐步加以改進(jìn)。我們發(fā)現(xiàn)：耙頭底部平面格柵板很少

6、磨損，耙齒磨損部位主要集中在齒尖，耙齒的中部磨損較少。由于土質(zhì)較硬，5只耙齒像5只腳立在泥面上，格柵根本不能與泥面吻合，因此耙頭內(nèi)不能產(chǎn)生足夠的負(fù)壓，沙粒之間粘性就不會(huì)被破壞，泥沙不宜被吸上，而水流卻長(zhǎng)驅(qū)直入。問題癥結(jié)已經(jīng)基本顯現(xiàn)，我們逐個(gè)把耙齒拆卸下來進(jìn)行試驗(yàn)，直至拆完全部耙齒。測(cè)試結(jié)果：挖泥效率有上升的趨勢(shì)，但還不明顯。由此可見，原“加耙”在施工中的水流沖刷作用，不足以有效地破壞沙粒之間的粘性，要對(duì)付這樣的土質(zhì)，必須采用更有力的方法

7、來破壞細(xì)粉沙顆粒之間的粘聚（結(jié)）力，從而加強(qiáng)耙頭的高速水流沖刷作用。這些方法可以用水力的，也可以用機(jī)械的。我們主要采取兩項(xiàng)措施：一是圍裙邊；二是加止動(dòng)。根據(jù)耙頭在施工中的原理和作用，我們首先在圖紙上進(jìn)行設(shè)計(jì)，將下耙深度設(shè)置為15米，耙頭吸口與海底吻合時(shí)，耙舌與底面的夾角為25左右。為了不讓耙舌因流速而掀起，必須使原來可伸縮的耙舌滑竿變?yōu)橄鄬?duì)固定耙舌滑竿，測(cè)量耙舌伸縮滑竿的長(zhǎng)度為320mm。為此，我們對(duì)耙頭進(jìn)行了小改進(jìn)：1.為了增加耙頭與