適應細粉沙土質(zhì)施工的加耙改進

1、適應細粉沙土質(zhì)施工的加耙改進適應細粉沙土質(zhì)施工的加耙改進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后立即起航，于次日抵達黃驊港施工。該輪為日產(chǎn)4500m3自航耙吸式挖泥船，最大挖深22m，主機功率39002，泵機功率21502，雙耙為加里福尼亞耙頭。施工前，我們對黃驊港的土質(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)場測試泥

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日的一場大風，短短十幾個小時，就把平均水深已達9.2m的航道填為7.7m，航道一下子淤淺了1.5m。從風后開始清淤，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”——恢復到4月中旬時的

3、平均水深。這就是黃驊港航道疏浚期間的真實片段。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，相持不下。從工況條件和取樣分析來看，主要有以下幾個特點：一是回淤土質(zhì)以細粉沙為主，這種土質(zhì)在東北風和大浪的作用下掀揚，在風后的幾天內(nèi)迅速地淤積。二是該海域在導堤挑流和海潮流交匯的雙重作用下形成旋流，且當?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粉沙為粉質(zhì)較密實的土沙，密實度高、板結(jié)力強，標準貫入擊數(shù)8~15，最大可達到26，給航道的清淤帶來了極大的困難。三是疏浚的沙土進入泥艙后，又因泥沙顆粒小及水流的沖擊使粉沙變成了懸浮物而導致耙頭嚴重受損。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。耙頭由于泥泵的運轉(zhuǎn)而在內(nèi)腔產(chǎn)生真空，也即負壓，耙頭的外圍與內(nèi)腔就形成一個壓力差，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河床泥土的松散剝離作用。如果壓力差達到足夠的數(shù)值，沙粒之間粘性就會被破壞，泥沙就會隨著水流一起被吸起。沙粒越小，質(zhì)量越密實，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：當泥沙顆粒直徑減小時，泥沙就更難挖掘，就需要有更大的負壓。為此，我們對挖泥過程中各類數(shù)據(jù)進行了采集，注意觀察施工中耙頭耙齒磨損變化的狀態(tài)，并對耙頭逐步加以改進。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)生足夠的負壓，沙粒之間粘性就不會被破壞，泥沙不宜被吸上，而水流卻長驅(qū)直入。問題癥結(jié)已經(jīng)基本顯現(xiàn)，我們逐個把耙齒拆卸下來進行試驗，直至拆完全部耙齒。測試結(jié)果：挖泥效率有上升的趨勢，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，要對付這樣的土質(zhì)，必須采用更有力的方法

7、來破壞細粉沙顆粒之間的粘聚（結(jié)）力，從而加強耙頭的高速水流沖刷作用。這些方法可以用水力的，也可以用機械的。我們主要采取兩項措施：一是圍裙邊；二是加止動。根據(jù)耙頭在施工中的原理和作用，我們首先在圖紙上進行設計，將下耙深度設置為15米，耙頭吸口與海底吻合時，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潭ò疑嗷?，測量耙舌伸縮滑竿的長度為320mm。為此，我們對耙頭進行了小改進：1.為了增加耙頭與