宿鸭湖水库装配式绞吸挖泥船选型及参数配置论文_贾志杰

中铁二十局集团第五工程有限公司 云南省昆明市 650200

摘要：采用绞吸式工作原理疏浚的挖泥船于1880 年首次在英国得到使用，距今已有100多年的历史，是当今世界上数量最多的一种挖泥船。绞吸式挖泥船主要用于河道开挖、航道疏浚、沟塘洼地吹填等工程的施工，其挖泥、输泥、卸泥均由挖泥船自身连续完成，是一种工效较高的土方施工机械，因而在疏浚与吹填工程中得到广泛的使用。本文以中铁二十局集团有限公司驻马店市宿鸭湖水库清淤扩容工程为例。探讨了绞吸式挖泥船选型，为相关部门提供参考。

关键词：绞吸式；挖泥船；选型

1项目概况

项目位于河南省驻马店市汝南县城西6km处，开挖土方9102万m3，其中清淤3775万m3，扩容5327万m3，利用扩容区开挖土方堆筑三座人工岛1222万m3，堆筑库区湿地巡护及防汛道路工程374万m3，坝后淤泥堆填围堰工程372万m3，工程监测设施等。

2地质概况

工程区广泛出露第四系松散沉积物。将工程区地层划分为两层，即淤积土及重粉质壤土。

第①层：淤积土根据该层土物理性质，有机质言量等指标，该层土划分成①1层和①2层。第①1层，混或泥质土，岩性主響为粉周粘土，灰色，灰黑色，言水量较大，流软望，含腐质及质壳，具复，该层主要分布在润道，河道入库口及水库库底，分布厚度不等，沿老汝河古道，桂庄渠首南北及库区中部分布较厚，为1.0～-2.5m。按淤积厚度不同，将库区划分为5个区域，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ区，各区淤积等值深度分别为2.0～2.5、1.5～2.0、1.0～1.5、0.5～1.0、0.0～0.5m。

第①2层：淤积中轻粉质壤士，主要分布在库区西部52.00m高程以上及汝河入库口，该层土呈灰黄色、灰褐色，土质疏松，软塑，局部可塑，主要为上游地表迳流携带的泥土进入库区后，水流减缓沉积而成，厚度约0.0-1.0m。

第②层：重粉质壤土（Q4a1）

褐黄色，灰黄色，上部可塑，下部硬可塑，含铁锰质结核，中等干强度，中等韧性，无摇震反应，揭示厚度2.5m，该层主要分布于第①层淤积土之下及水库西部和大下游，其中水库西部和大坝下游出露于地表。

第③层：粉质粘土（QMa1）

黄褐色、灰黄色，含褐色斑点、灰色条带。土质不均，含铁锰结核，具团粒状结构，大孔和裂隙较发育，以裂隙为主，裂隙多为竖直方向，沿壁面多附有一层浅灰色泥膜，壁面光滑，有明显的流水痕迹，且部分已被后期的灰色泥质充填。中等干强度，中等初性，无摇震反应，揭示最大厚度5.0m。

3绞吸式挖泥船选型

根据清淤工程量（3775万m3）及工期（按30个月计算），年清淤工程量需达到1510万m3，排送距离3～7km，清淤范围内边缘水深1.3～1.5m，湖中心2～2.5m，清淤要求在现有淤泥顶标高向下平均1m。根据现场勘查及地质资料，1m内上部0.6～0.7m厚为淤积土即淤泥，下部0.3～0.4m为重粉质壤土及粉质黏土。本项目在清淤面积（大）、清淤深度（浅）、清淤工程量（大）、排距（远）等方面均为国内之最，在设备选型的适应性、先进性、参数确定的合理性、施工组织的条理性等方面有很高的要求。结合业主划分的清淤区域及现场平面布置情况，投入4艘大型装配式绞吸挖泥船同步连续施工最为合理，设备及人员成本最低，按此计算单船年疏浚量需达到400万m3，故设备需选择净出泥量800m3的绞吸式挖泥船（每小时生产量×日平均工作小时×月工作天数×年工作月数，800m3×20×25×10=400万m3），方可满足30个月的工期要求。同时考虑水库水位因淤积水位较低（平均水深仅2米），排距最远7km，而800 m3/h绞吸式挖泥船（按20%出泥量计算需要流量4000～5000m3/h的挖泥船）参数中自重及排距矛盾，对于大于3km小于7km的排距在中途增加4艘接力泵站船进行管道加压。因施工区域较大，输送挖泥船燃料及驳接排淤管道，需配置2艘30吨抛锚船。

4绞吸式挖泥船主要设备配置及参数计算

绞吸式挖泥船各设备之间技术参数、性能指标是相互协调、相互匹配的。根据驻马店市宿鸭湖水库清淤工程的工程量及排距主要设备配置情况如下：

（1）主机功率与泥泵扬程的匹配

泥泵的匹配是绞吸式挖泥船通过管道实现连续输送泥浆的关键设备。在泥泵装置的设计中，合理解决泥泵与驱动柴油机、泥泵装置及管路的匹配问题，才能使泥泵装置工作在泥泵特性的最佳效率区，同时，充分利用柴油机的全部功率，从而提高挖泥裝置的经济性和工作的可靠性。以下理论计算是在假定体积浓度 20%左右，比重 1.25，排管内径 600mm 基础上的计算。

整装待发的韶山01号装配式绞吸挖泥船

5结语

在实际工程中，对于各类挖泥船的选型是个复杂的课题，一定要先熟悉各类船舶的硫浚特性，再仔细对各具体工程进行详细的劫探，结合工程特点，综合分析，才能选取合理、适当的疏没设备，实现有效、高效低耗的目标。本文所说的挖泥船选型及配置是根据中铁二十局集团有限公司驻马店市宿鸭湖水库清淤工程清淤浅、工程量大、排距远等特点，针对性较强，总之，只有通过潜心研究更新传统模式，大胆技术革新，不断改进施工工艺，优化船舶施工方法，不断完善施工方案，不断寻求开发疏浚工程船舶施工中的技术奥秘，才能提高生产效率，最终达到绞吸式挖泥船施工工艺的进一步提高，为企业创造更好的效益。

论文作者:贾志杰

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年21期

论文发表时间:2020/2/28

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