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      小型雙體組裝式工程鉆探清渣船的研制與應(yīng)用

      2012-08-15 00:52:53郝榮春
      科技傳播 2012年5期
      關(guān)鍵詞:雙體水域研制

      郝榮春

      遼寧省有色地質(zhì)局一0三隊(duì),遼寧丹東 118002

      0 引言

      小型雙體組裝式工程鉆探淸渣船的研制是針對(duì)遼寧省重點(diǎn)工程,撫順大伙房水庫輸二期取水口前沿引水溝槽爆破清渣工程需求,由我院自行研制建造的,我院在承接此項(xiàng)工程的施工任務(wù)后,對(duì)本院現(xiàn)已投入使用的水域工程船進(jìn)行了分解篩選,認(rèn)為完成該工程面臨最大的難題是在用的工程船,都不具備可拆解組裝性,強(qiáng)行拆解不但破壞了結(jié)構(gòu),而且拆解組裝難度大、時(shí)間長、不易恢復(fù)原設(shè)計(jì)強(qiáng)度和結(jié)構(gòu),成本過大,并存在著陸路運(yùn)輸更大的難題。鑒于上述原因,我院決定自行設(shè)計(jì)制造小型雙體組裝式工程清渣船,用于此項(xiàng)工程的施工。設(shè)計(jì)建造工作于2009年3月初開始,于同年6月底完成全部設(shè)計(jì)建造設(shè)備配套與安裝工作。于7月初拆解并運(yùn)抵大伙房水庫,進(jìn)行拆解后的第一次組裝下水應(yīng)用。

      1 研制目標(biāo)與時(shí)間要求

      1.1 研制目標(biāo)

      為滿足該工程施工條件要求,小型雙體組裝式工程鉆探清渣船研制設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下條件要求、

      1)為施工機(jī)器設(shè)備的安裝,人員、材料店提供足夠的作業(yè)存放空間,為水上施工作業(yè)提供安全可靠的工作平臺(tái);2)總體給設(shè)計(jì)要求滿足適用、結(jié)構(gòu)簡單、方便快捷的拆解組裝性能;3)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求拆解部件要少,單一部件質(zhì)量要輕,最大外形尺寸應(yīng)滿足陸路運(yùn)輸條件要求;4)雙體應(yīng)有防破艙設(shè)計(jì),滿足水域施工時(shí)對(duì)船舶安全性、機(jī)動(dòng)要強(qiáng)、在滿足施工條件最大化,控制總質(zhì)量要最小。

      1.2 研制工作時(shí)間要求

      依據(jù)施工期要求,小型雙體組裝式工程鉆探淸渣船的研制與制造工作也需滿足時(shí)間條件的要求,設(shè)計(jì)與制造工作在2009年6月初完成,在6月底前完成了設(shè)備配套安裝。7月初拆解運(yùn)抵大伙房水庫進(jìn)行組裝,等待汛期水庫蓄水水位上漲時(shí),將小型雙體組裝式工程鉆探淸渣船自浮于水面,并進(jìn)入施工區(qū)水域,于7月下旬正式投入工程施工實(shí)踐。

      2 工程鉆探淸渣船簡介

      2.1 主要用途

      該設(shè)備是作為水域施工時(shí)機(jī)械設(shè)備、人員、材料的裝載工作平臺(tái)。主要適用于內(nèi)陸水域,一般水域工程船不能進(jìn)入的江河、湖泊、水庫等水域展開各類勘察,工程爆破鉆探施工,根據(jù)施工實(shí)際要求,可隨需要進(jìn)行改造安裝,來完成其他水域的工程施工。其適用范圍可以進(jìn)一步擴(kuò)大。

      2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)

      小型雙體組裝式工程鉆探淸渣船主要特點(diǎn):1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采取了雙浮體鋼制結(jié)構(gòu);2)為鉆探、清渣作業(yè)所需要設(shè)備機(jī)器安裝存放、人員的做作業(yè)等提供可靠的安裝工作平臺(tái)。;3)具有很好的水上工作穩(wěn)定性;4)拆裝結(jié)構(gòu)簡單、方便快捷、便于陸路運(yùn)輸。

      3 主要部件結(jié)構(gòu)作用

      3.1 左右舷體

      為滿足陸路運(yùn)輸和水上作業(yè)的需求條件,設(shè)計(jì)時(shí)將左右舷體設(shè)計(jì)成對(duì)稱的單浮體,舷體的內(nèi)側(cè)高于外側(cè),并設(shè)計(jì)有3組加強(qiáng)連接座4組輔助連接座,左右舷體主要作用是承擔(dān)所有外加載荷能力,并具有一定的儲(chǔ)備能力。

      3.2 加強(qiáng)連接梁

      加強(qiáng)連接梁是由3組H型鋼組合焊接而成,通過3組加強(qiáng)連接梁兩端的連接孔,通過M24×70×50的高強(qiáng)焊槍48,將左右舷體連接成一個(gè)整體,3組加強(qiáng)連接梁主要作用是連接左右舷體,承擔(dān)施工機(jī)器安裝及工作承載。

      3.3 鋼質(zhì)輔助梁

      鋼質(zhì)輔助梁采用166槽鋼制成兩段鉆有3個(gè)鏈接孔∮18,于左右舷體上的連接座孔,通過3組6套M16×50高強(qiáng)梁柱緊固成一體,主要起板品面的安裝輔助支撐作用,左右舷體的輔助連接支持作用。

      3.4 加強(qiáng)連接板

      加強(qiáng)連接板采用S=20mm的鋼板加工而制,每4塊連接板為1組,作為加強(qiáng)連接梁鏈接左右舷體的加強(qiáng)板,3組共計(jì)12塊。每塊M24×90×50高強(qiáng)梁柱組,6×4=24套緊固,是左右舷體鏈接的更加可靠。

      4 主要技術(shù)參數(shù)

      4.1 左右舷體基礎(chǔ)參數(shù)

      1)單體長度 L=12.0m;2)單體寬度 B=2.3m;3)單體外舷側(cè)高 h1=1.50m;4)單體內(nèi)弦側(cè)高 h2=1.54m。

      4.2 左右舷體組合后尺寸參數(shù)

      1)船長 L=12.0m;2)船寬 B=8.0m;3)吃水深:船首吃水深 T1=0.9m,船尾吃水深 T2=1.0m;4)總質(zhì)量 G總≤50t。

      5 主要設(shè)備機(jī)器配置

      5.1 工程鉆探船配置

      1)以我院現(xiàn)有并在水域工程鉆探施工普便使用的SPJ-300型轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)2臺(tái)套作為工程鉆探船上的安裝爆破成孔設(shè)備,鉆孔間距為2.0m;2)每臺(tái)鉆機(jī)配置一座A字型方形無縫鋼管焊接制成的鉆塔一座(詳見圖)所示,前塔腳互立為90°,后為斜角并焊有后支撐,后支撐桿兩端為鉸接。塔底腳于機(jī)座用螺栓緊固。結(jié)構(gòu)輕巧,便于拆裝,安全可靠;3)成孔工藝采用∮146護(hù)管跟進(jìn)∮125潛孔鍾沖擊回轉(zhuǎn)鋁世工藝,井內(nèi)鉆桿采用∮76×3000mm;4)配備一臺(tái)電動(dòng)機(jī)中風(fēng)壓空壓機(jī)組,壓力1.4Pma/cm2,產(chǎn)氣量21m3/min,作為沖壓回?fù)艋剞D(zhuǎn)鉆進(jìn)空氣動(dòng)力液;

      5.2 清渣船配置

      1)淸渣船配置1臺(tái)3DPJ-55耙礦絞車一臺(tái),功率為55kW,電機(jī)為Y250M-4B35,電機(jī)轉(zhuǎn)速1480r/min,作為耙礦工作元卷揚(yáng)機(jī),安裝在清渣船上;2)配置一只自制雙齒面耙斗,斗容0.6m3,斗重為860kg的耙斗,作為水下清渣用耙斗;3)配備一艘清渣作業(yè)耙斗回拉船,為我院自制用于水域勘察施工,可拆解組裝船作為鉚斗回拉卷揚(yáng)機(jī)工作平臺(tái),卷揚(yáng)采用BJ-800型巖心鋁機(jī)卷揚(yáng),作為耙斗回拉動(dòng)力卷揚(yáng)機(jī)。電機(jī)功率22kW,轉(zhuǎn)速1450r/min;4)自制一點(diǎn)浮筏,供人員施工材料上下,其次作為船水上運(yùn)輸用,此浮筏采用鋼制框架結(jié)構(gòu)焊接。可拆卸便于運(yùn)輸,并配有一臺(tái)10PH船用艉掛機(jī)一臺(tái),使用方便機(jī)動(dòng)性較好;5)小型組裝式工程鉆探清渣船,各配置了4臺(tái)電動(dòng)錨絞車,功率為15kW,破土拉力為20kW,分別安裝于左右舷體的中間部位。作用是為解決施工時(shí),工程施工船水面精確定位,水面固定作用。

      6 實(shí)踐與應(yīng)用情況

      小型雙體組裝的式工程鉆探淸渣船于2009年6月底完成全部建造組裝與設(shè)備配套安裝工作,于7月初拆解并運(yùn)抵大伙房水庫,進(jìn)行拆解后第一次組裝下水,經(jīng)過實(shí)踐觀察測量,全部滿足設(shè)計(jì)要求的條件,一些重要的參數(shù)接近滿足初始設(shè)計(jì)條件要求。左右舷體外側(cè)甲板頂面至吃水線平面垂直距離一直,船艉吃水深接近設(shè)計(jì)吃水深度線,正式用于工程使用。工程鉆探船于7月19日開始進(jìn)行爆破鉆探施工,7月25日完成第一層爆破鉆孔施工,8月1日清渣船開始清渣作業(yè),兩艘工作船交替施工,經(jīng)過3個(gè)分擔(dān),共7層爆破鉆探和清渣工序,循環(huán),于2010年10月底完成全部工程,水下清渣效果達(dá)到了預(yù)想效果,取水口前沿引水溝槽爆破清渣經(jīng)一次驗(yàn)收通過,施工效果滿足相關(guān)規(guī)范要求,質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

      小型雙體組裝式工程鉆探淸渣船,在長達(dá)一年半的時(shí)間里,經(jīng)歷了一次冰凍期惡劣等條件,2009年11月20日在這之前,我們采取在工程船四周加厚度為10cm的塑料發(fā)泡保溫板保護(hù)措施很好的解決因水面結(jié)冰產(chǎn)生的鼓脹壓力損壞工作船體,造成船體變形,焊接縫開裂現(xiàn)象產(chǎn)生,經(jīng)過冰凍達(dá)1.0m,長達(dá)4個(gè)多水的惡劣環(huán)境條件的考驗(yàn),在2011年春季水庫水面融化后檢查工作船外部沒有發(fā)生用肉眼可見的變形,進(jìn)入水密艙內(nèi)沒有發(fā)生一處滲水點(diǎn)。證明沒有焊接開裂,該工程實(shí)際完成爆破鉆孔7800多個(gè),鉆孔共計(jì)完成水下清渣石方量3.4m2之多。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值1300多萬元。

      2011年初小型雙體組裝式工程鉆探清渣船,經(jīng)過再次拆裝改造安裝,分別用于遼寧東港市大孤山海域漁碼頭,海上工程勘鉆探。山東省膠州灣少海湖游船航道加深,水下爆破清渣工程經(jīng)過多次的拆解、運(yùn)輸、組裝性能可靠、安全適用,分解組裝方便快捷,便于陸路運(yùn)輸,適用性比較廣泛。

      7 結(jié)論

      通過不同類型工程的實(shí)際應(yīng)用,小型雙體組裝式工程清渣船,不僅具有實(shí)用性強(qiáng),而具有可依工程需要進(jìn)行改裝成其它工程施工用船,雙體連接結(jié)構(gòu)簡單,連接可靠、安全性能好,工作穩(wěn)定性好、拆解組裝方便快捷、有利于作業(yè)施工,適于陸路長距離運(yùn)輸。是內(nèi)陸水域開展各種水上工程建設(shè)、工程勘察、工程勘探等施工作為有力的支撐設(shè)備,具有廣泛的推廣使用價(jià)值。

      [1] 劉凡柏.“鹽湖探險(xiǎn)一號(hào)”鉆機(jī)的使用及改進(jìn)[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2004,8.

      [2]張緒芬,劉海波.SQY-1型水文水井定深取樣器的研制于應(yīng)用,2010,37(7):37-38.

      [3]TGSD-50型聲頻正東取樣鉆機(jī)的研制.

      [4]張培峰,朱文鑒.采礦工程[J].巖土鉆掘工程,2011,38(1):35-38.

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