耙吸式挖泥船疏浚設(shè)備的技術(shù)改進(jìn)

付廣林

【摘 要】 為適應(yīng)不同施工工況下對(duì)疏浚設(shè)備的需要，依據(jù)疏浚船在日常施工中設(shè)備的使用情況、損耗程度，論述在工況惡劣的施工條件下，對(duì)耙齒、泥艙高壓沖水噴嘴、法蘭盤(pán)和耙齒密封條等4個(gè)部分進(jìn)行改進(jìn)，最大化地提高設(shè)備性能，減少設(shè)備損耗。對(duì)耙吸式挖泥船疏浚設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新改造，可為疏浚公司節(jié)約成本，提高效益。

【關(guān)鍵詞】 疏浚船；耙齒；吹填；挖泥船

近幾年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)外疏浚工程項(xiàng)目不斷擴(kuò)展，疏浚船由基建型、養(yǎng)護(hù)型耙吸施工發(fā)展到深海取砂、吹填施工，作業(yè)水域水更深、風(fēng)浪更大。在這樣的工況下施工，除了需要更大型的耙吸式挖泥船外，還對(duì)挖泥船的功能、設(shè)備、效率都提出了更高的要求。因此，疏浚設(shè)備在不斷地更新?lián)Q代，其性能也在不斷提高，以適應(yīng)惡劣環(huán)境和連續(xù)施工等嚴(yán)酷的工作環(huán)境。

1 耙齒的技術(shù)改進(jìn)

在耙齒的使用方面，新型疏浚船與船齡較老的疏浚船有很大的不同。目前新型疏浚船使用的新型威龍耙頭有單排、雙排耙齒兩種，數(shù)量分別為32個(gè)和51個(gè)。使用如此數(shù)量的耙齒在提高施工效率的同時(shí)，其備件的消耗量也同樣在增加。如何在相同備件物料的損耗下最大化提高設(shè)備利用率，是值得思考的問(wèn)題。

在2014年10月香港某吹填工程中，超大型耙吸式挖泥船“新海鳳”輪進(jìn)行深海取砂施工作業(yè)。因砂質(zhì)顆粒較大，只能選用價(jià)格昂貴的耐磨型耙齒。經(jīng)過(guò)特殊處理的耐磨型耙齒使用時(shí)間在20～25天左右，耙齒底部涂有耐磨材料的部分保存較為完好，但在耙齒高壓沖水出水孔向上10 cm左右部分因未涂耐磨材料，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間磨損后變薄，造成耙齒從該處斷裂，使得整個(gè)耙齒瞬間失去作用。耐磨型耙齒單價(jià)較為昂貴，對(duì)于“新海鳳”輪使用的新型威龍耙頭來(lái)說(shuō)，單排耙齒32個(gè)，兩個(gè)耙頭需64個(gè)耙齒，這無(wú)疑增加備件的消耗。

在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)驗(yàn)摸索，對(duì)耙齒磨損的解決方法如下：對(duì)耙齒高壓沖水出水孔附近及向上5 cm左右部分敷耐磨材料，一個(gè)耙齒平均消耗耐磨焊條4根，加上在施工過(guò)程中還需要不時(shí)地進(jìn)行補(bǔ)焊，由此可以使耙齒使用時(shí)間從20天左右增加到40天左右。這樣不但減少更換耙齒的費(fèi)用，而且減少更換耙齒的時(shí)間，極大地提高了設(shè)備的利用率，從而加快了施工進(jìn)度。

但是，此種做法也存在不足之處：耙齒底部經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的使用，原有耐磨材料也會(huì)磨損殆盡，即使期間嘗試使用耐磨焊條來(lái)填補(bǔ)，但作為耙齒磨損吃力最大處，耐磨焊條材質(zhì)根本達(dá)不到效果，工間空余時(shí)間也根本來(lái)不及修補(bǔ)。

正因如此，在疏浚船進(jìn)入正常施工階段，為確保施工正常運(yùn)作，必須爭(zhēng)分奪秒地修補(bǔ)耙齒磨損部分，在使用設(shè)備的同時(shí)更要仔細(xì)觀察設(shè)備使用情況，及時(shí)對(duì)設(shè)備作出一些改進(jìn)，使其在使用過(guò)程中更加經(jīng)久耐用。

2 泥艙高壓沖水噴嘴的技術(shù)改進(jìn)

隨著吹填工程的陸續(xù)增多，新型疏浚船在吹填工藝方面任重道遠(yuǎn)，如何能持久、有效地延長(zhǎng)疏浚設(shè)備使用壽命同樣很重要。在以往完成的吹填工程中，疏浚設(shè)備性能不完善問(wèn)題較為突出，造成施工效率偏低，養(yǎng)護(hù)時(shí)間和成本成倍增加。在以往的挖拋疏浚工程中，泥艙高壓沖水噴嘴的分布很到位，完全滿足施工需要，但對(duì)于吹填工程來(lái)說(shuō)還需完善。由于小泥門(mén)離泥艙壁邊緣有4 m左右的距離，而高壓沖水噴嘴沒(méi)有泥艙壁向小泥門(mén)方向的設(shè)計(jì)，造成每次在抽艙過(guò)程中部分泥艙壁附近有泥漿殘留，按照完成吹填土方量計(jì)算，無(wú)疑降低了施工效率，從而造成直接經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)于此現(xiàn)象，可以在靠近泥門(mén)泥艙板壁一面，由泥門(mén)兩端沖水管路各向前延伸增加一個(gè)高壓沖水噴嘴，避免因高壓沖水噴嘴分布不到位造成土方殘留情況的發(fā)生。

3 法蘭盤(pán)的技術(shù)改進(jìn)

法蘭盤(pán)為疏浚船上最為常見(jiàn)的設(shè)備之一，也是最容易被忽視的設(shè)備。新型疏浚船吸泥、排泥管路法蘭盤(pán)的部分螺栓在安裝后出現(xiàn)敲擊扳手無(wú)法放進(jìn)去的現(xiàn)象，給修理、養(yǎng)護(hù)工作帶來(lái)了很大不便，同時(shí)也埋下了安全隱患。螺栓是否緊固、受力是否均勻都會(huì)對(duì)設(shè)備安全產(chǎn)生影響。當(dāng)疏浚船挖深到三四十米水深時(shí)，法蘭盤(pán)螺栓所要承受的重量、扭力很大，如果螺栓吃力不均、松緊不一，易發(fā)生斷裂現(xiàn)象。在香港某吹填工程中，“新海鳳”輪時(shí)常發(fā)生吸泥管路法蘭盤(pán)螺栓斷裂現(xiàn)象。只有不斷地更換螺栓，在法蘭盤(pán)面焊加強(qiáng)筋，才能減少螺絲吃力的現(xiàn)象。如此一來(lái)，無(wú)疑降低了整個(gè)耙臂各個(gè)部件受力的安全系數(shù)，埋下安全隱患。目前疏浚船需要在水域更深、風(fēng)浪更大的惡劣環(huán)境下施工作業(yè)，因而在未來(lái)新型疏浚船的制造或者疏浚設(shè)備更新中對(duì)法蘭盤(pán)進(jìn)行改進(jìn)，減少由設(shè)備問(wèn)題而引起事故的概率。

4 耙唇密封條的技術(shù)改進(jìn)

耙唇密封條，又稱耙唇橡皮墊，是耙唇于耙頭本體相接處起密封作用，保證耙唇內(nèi)部真空壓力的設(shè)備。在船舶正常施工中，由于材質(zhì)問(wèn)題，新安裝的耙唇密封條在使用兩個(gè)月左右后，可能就會(huì)因?yàn)橄鹌ろg性老化而損壞，失去原有密封作用。

在香港某吹填工程中，“新海鳳”輪最大挖深達(dá)到45 m，這對(duì)整個(gè)泥泵吸泥管路、耙唇密封性都提出了更高的要求。在取砂過(guò)程中，由于泥漿濃度偏低，取砂時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)整個(gè)施工進(jìn)度的安排造成很大影響。雖然在當(dāng)時(shí)對(duì)耙唇內(nèi)部進(jìn)行改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，縮小耙唇內(nèi)部空間，提高泥泵真空度，但對(duì)整個(gè)耙臂管路鋼板產(chǎn)生了很嚴(yán)重的氣蝕現(xiàn)象，加速了設(shè)備的損耗，且鋼板材質(zhì)產(chǎn)生氣蝕孔對(duì)強(qiáng)度影響極大。即使在耙齒根部增加橡皮墊，效果也不理想，兩船施工下來(lái)就被拉掉?？梢允乖性O(shè)備每個(gè)部件都發(fā)揮其應(yīng)有的性能來(lái)提高泥泵真空度。耙唇與耙頭本體相連接的活動(dòng)處大約有3～4 cm的高度，“新海鳳”輪耙頭寬約470 cm，耙唇內(nèi)部空間不算小。如果能夠充分利用密封條原有設(shè)計(jì)的密封性，可以在不損傷其他設(shè)備的情況下保證泥泵真空，發(fā)揮其應(yīng)有的作用。原有耙唇密封條厚度為，寬度為20 cm，韌性較差，材質(zhì)一般，更換密封條大約需要50只螺絲，修理時(shí)間較長(zhǎng)，在緊張的施工工期內(nèi)，如何減少設(shè)備修理時(shí)間無(wú)疑是對(duì)按期完工最大的保證。因此，將原有耙唇密封條更換為材質(zhì)較好、韌性充足的橡皮材料，厚度增加至，寬度減少至16 cm，使密封條正好與耙唇接觸，以避免多出的4 cm寬度部分隨著耙唇翻動(dòng)來(lái)回拗折而造成密封條斷裂。