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摘要：绞吸式挖泥船具备易操作、高效率以及低成本等众多优势，在港池、航道疏浚以及吹填造地等工程中有着广泛运用，然而在绞吸式挖泥船实际施工过程中仍会受到诸多因素的影响，导致其难以最大程度发挥其生产效率。本文结合绞吸船在疏浚工程实例中的应用，就如何提高绞吸式挖泥船的施工效率进行探讨。
关键词：绞吸式挖泥船;疏浚工程;施工效率
1 引言
伴随沿海经济带的迅猛发展，各类商业码头、渔业港口等广泛分布于我国3.2万公里的海岸线上，大型船舶等水上运输设备往来频繁，对港口靠泊、航道通航条件等也有了不同程度的要求，而挖泥船就是港口、航道疏浚必不可少的设备之一，能够有效确保整个航道的通行能力。现阶段，常用的挖泥船主要有吸扬式挖泥船（可分为绞吸式和斗轮式）、链斗式挖泥船（可分为铲斗式和抓斗式）以及耙吸式挖泥船等等。其中，绞吸式挖泥船凭借其操作便利、成本较低等优势，已然成为当前沿海疏浚吹填工程应用最多的船舶设备之一。
2 工程概况及主要船机设备
以珠海洪湾中心渔港工程为例，该项目位于广东省珠海市洪湾建材码头西北侧、挂锭角山南侧，磨刀门水道及马骝洲水道交汇处，中珠联围新洪段磨刀门水域防洪大堤东侧，为内凹挖入式渔港，开挖疏浚范围包括码头前沿的停泊水域、港池及支航道的水域疏浚（见图1）主要利用绞吸式挖泥船对港池及进港航道进行土方开挖，设计底标高4.0m，疏浚工程量238万m3，疏浚土方主要以水下淤泥质土为主，部分为表面裸露素填土，破堤后用绞吸式挖泥船进行疏浚，吹填至东侧指定临时围堰弃土区内。
本次疏浚吹填采用的就是大规模用于疏浚吹填相结合的绞吸式挖泥船，为有开档的平底船型，船尾有主辅两根定位钢桩，其中靠近船中的主定位柱通过液压系统插入海底保持船位，绞刀架用两耳轴支撑与船体相连接，驾驶舱施工技术员利用施工桥梁和收放施工锚缆来完成下放和提升，通过控制绞刀架两边龙须缆交替收换，使挖泥船绕着定位桩作扇形横移挖泥（工艺流程见图2），其工作原理主要是通过绞刀头的旋转切削来绞动水下土方形成泥沙水混合物，经吸泥管真空压吸入到泵体中，再通过排泥管线输送到卸泥区。在具体施工环节中，挖泥、送泥、卸泥等流程都是自动完成的，本身有着较高的生产效率，多适用于“低流速、小风浪”的沿海港口或内河大型湖泊的疏浚。
3 影响绞吸式挖泥船施工效率的常见因素
在绞吸式挖泥船实际施工中，常见的影响因素主要有以下几种：
第一，疏浚土质。绞吸船对不同类型的土质有着完全不同的挖掘能力：对水下淤泥土质有较强的水溶性、所需挖掘功率较低，但产生的泥浆体积分数却比较高;而表层素填土含少量砾石，管道的输送能力以及绞刀的挖掘性均会受到较大的影响，泥浆的体积分数相对偏低，会造成生产效率的大幅下降。
第二，泥浆排距。如果挖泥船运输泥浆的距离比较远，那么泥浆在管道中的摩擦力就会变大进而导致泥泵排出压力增大，泥浆的动能转变成压力能，泥浆运输环节缺失的能量低于其所传递的能量，从而使得泥浆的流动速率降低;在泥浆的流速低于其临界值时，泥沙就会堆积在管路下方，导致产量大幅减少，更有甚者会引起堵管或管路破裂等问题。
第三，绞刀特性。绞吸船的绞刀型式以及与土质的适配程度等都会影响其挖掘切削能力，而切削能力的高低对其施工效率有着显著影响，绞刀头切削能力越强，绞松的土质越多，那么泥泵所吸入的泥浆体积分数也就越高，也就会有更加大的施工产量。
4 提高绞吸式挖泥船施工效率的对策建议
4.1 优化开挖模式
在绞吸式挖泥船进行施工作业时，采用分条分层开挖模式，分条宽度、分层厚度和前进步距根据开挖土质和质量要求灵活确定。此类模式的主要优势就是可以高效确保船身的安全性以及稳定性，还能够大幅缩减操作者的移锚时间，最大程度保证有效工作时间，进而大大提升其施工效率。
4.2 不断改善排泥管线铺设
在疏浚吹填过程中，绞吸式挖泥船主要是利用排泥管线来排出泥浆，同时运送至指定卸泥区，根据实际工况不断改善排泥管线的铺设方案，以加强绞吸式挖泥船的施工效率。在铺设管线的时候，不得过长，在满足正常施工的要求下，科学设计排泥管布置线路，控制沉管、浮管的使用比例，减小接卡间的距离，降低泥浆在排泥管内的总阻力，提高输送效能比，以达降低能耗的目的。在管线铺设过程中，保证管线始终维持笔直状态，及时标记接卡的走向，使管线方向具备足够的自然弯曲长度，针对存在不同弯度的部位，不得出现过度弯曲而造成憋管问题。同时在管线铺设过程中，合理控制管线的高度，按照施工现场的设计高度来铺设管线，不得超过施工高度。
4.3 优化绞刀头与吸泥系统
在绞吸式挖泥船具体施工环节，绞刀头与吸泥系统对于施工效率有着显著影响。在绞吸船施工过程中，按超挖0.5m确定挖掘的深度，然而在下刀深挖与挖深间通常都存在着相应的差距，顺流挖掘数米以后进行测量，大约有30-40cm的淤积厚度，逆流挖掘的淤积厚度在50-70cm范围内，这也就意味着无论逆顺流开挖与否，水下均會有非常多铰刀绞起的泥沙并未经过泥泵吸入口而被运输至沉泥区，反而进入到吸入口中沉积。如果泥土的厚度较薄，则会导致开挖吸泥的效率大幅下降;如果挖掘的泥土比较厚，则会超出铰刀马达所能承担的负载，造成切下的泥土无法被完全吸收，导致机械回淤较大，在很大程度上影响着绞吸式挖泥船的挖掘效率及质量。如果土质是比较硬的，那么铰刀头也就很难绞动，吸出泥土的含泥量比较低。此时可在绞吸式挖泥船上加装20kw的双水枪紧挨铰刀头，枪口朝向施工位置，同时铰冲，通过对绞刀头与吸泥系统进行优化，有效处理该问题。同时在施工作业时采取调整绞刀角度以及调整绞刀方向等手段，以加大对泥沙的扰动力度。
4.4 提升挖泥操作技能
挖泥操作技能同样是加强施工效率的重要环节，要想提高施工效率，则应积极提升挖泥操作技能。积极转变以往相对落后的操作理念和操作方法，要求挖泥操作者打消对堵管问题的忧虑心理，同时为操作者创新操作模式提供全方面的帮助。同时，还应该安排专门的人员在排泥口处观察泥浆的浓度，及时通过对讲机将信息告诉操作者，以随时根据具体工况调节作业方法，提高绞吸船的生产效率。
5 结论
综上所述，绞吸式挖泥船的施工效率受诸多因素影响，比如疏浚土质、泥浆排距、绞刀特性等等。针对上述可采取优化开挖模式、不断改善排泥管线铺设、优化绞刀头与吸泥系统以及提升挖泥操作技能等措施，从多个角度提高绞吸式挖泥船的施工效率。
参考文献
[1]杨桢毅，朱汉华，范世东，等.基于ANSYS的绞吸式挖泥船齿式绞刀结构强度分析[J].武汉理工大学学报，2011（11）：131-134.
[2]李彦，李志强.绞吸式挖泥船的疏浚优化[J].科学技术与工程，2011（06）：1218-1221.
[3]王明.绞吸式挖泥船施工的几个问题[J].中国水运（下半月），2010（10）：239-240.
中交广州航道局有限公司 广东 广州 510290
关键词：绞吸式挖泥船;疏浚工程;施工效率
1 引言
伴随沿海经济带的迅猛发展，各类商业码头、渔业港口等广泛分布于我国3.2万公里的海岸线上，大型船舶等水上运输设备往来频繁，对港口靠泊、航道通航条件等也有了不同程度的要求，而挖泥船就是港口、航道疏浚必不可少的设备之一，能够有效确保整个航道的通行能力。现阶段，常用的挖泥船主要有吸扬式挖泥船（可分为绞吸式和斗轮式）、链斗式挖泥船（可分为铲斗式和抓斗式）以及耙吸式挖泥船等等。其中，绞吸式挖泥船凭借其操作便利、成本较低等优势，已然成为当前沿海疏浚吹填工程应用最多的船舶设备之一。
2 工程概况及主要船机设备
以珠海洪湾中心渔港工程为例，该项目位于广东省珠海市洪湾建材码头西北侧、挂锭角山南侧，磨刀门水道及马骝洲水道交汇处，中珠联围新洪段磨刀门水域防洪大堤东侧，为内凹挖入式渔港，开挖疏浚范围包括码头前沿的停泊水域、港池及支航道的水域疏浚（见图1）主要利用绞吸式挖泥船对港池及进港航道进行土方开挖，设计底标高4.0m，疏浚工程量238万m3，疏浚土方主要以水下淤泥质土为主，部分为表面裸露素填土，破堤后用绞吸式挖泥船进行疏浚，吹填至东侧指定临时围堰弃土区内。
本次疏浚吹填采用的就是大规模用于疏浚吹填相结合的绞吸式挖泥船，为有开档的平底船型，船尾有主辅两根定位钢桩，其中靠近船中的主定位柱通过液压系统插入海底保持船位，绞刀架用两耳轴支撑与船体相连接，驾驶舱施工技术员利用施工桥梁和收放施工锚缆来完成下放和提升，通过控制绞刀架两边龙须缆交替收换，使挖泥船绕着定位桩作扇形横移挖泥（工艺流程见图2），其工作原理主要是通过绞刀头的旋转切削来绞动水下土方形成泥沙水混合物，经吸泥管真空压吸入到泵体中，再通过排泥管线输送到卸泥区。在具体施工环节中，挖泥、送泥、卸泥等流程都是自动完成的，本身有着较高的生产效率，多适用于“低流速、小风浪”的沿海港口或内河大型湖泊的疏浚。
3 影响绞吸式挖泥船施工效率的常见因素
在绞吸式挖泥船实际施工中，常见的影响因素主要有以下几种：
第一，疏浚土质。绞吸船对不同类型的土质有着完全不同的挖掘能力：对水下淤泥土质有较强的水溶性、所需挖掘功率较低，但产生的泥浆体积分数却比较高;而表层素填土含少量砾石，管道的输送能力以及绞刀的挖掘性均会受到较大的影响，泥浆的体积分数相对偏低，会造成生产效率的大幅下降。
第二，泥浆排距。如果挖泥船运输泥浆的距离比较远，那么泥浆在管道中的摩擦力就会变大进而导致泥泵排出压力增大，泥浆的动能转变成压力能，泥浆运输环节缺失的能量低于其所传递的能量，从而使得泥浆的流动速率降低;在泥浆的流速低于其临界值时，泥沙就会堆积在管路下方，导致产量大幅减少，更有甚者会引起堵管或管路破裂等问题。
第三，绞刀特性。绞吸船的绞刀型式以及与土质的适配程度等都会影响其挖掘切削能力，而切削能力的高低对其施工效率有着显著影响，绞刀头切削能力越强，绞松的土质越多，那么泥泵所吸入的泥浆体积分数也就越高，也就会有更加大的施工产量。
4 提高绞吸式挖泥船施工效率的对策建议
4.1 优化开挖模式
在绞吸式挖泥船进行施工作业时，采用分条分层开挖模式，分条宽度、分层厚度和前进步距根据开挖土质和质量要求灵活确定。此类模式的主要优势就是可以高效确保船身的安全性以及稳定性，还能够大幅缩减操作者的移锚时间，最大程度保证有效工作时间，进而大大提升其施工效率。
4.2 不断改善排泥管线铺设
在疏浚吹填过程中，绞吸式挖泥船主要是利用排泥管线来排出泥浆，同时运送至指定卸泥区，根据实际工况不断改善排泥管线的铺设方案，以加强绞吸式挖泥船的施工效率。在铺设管线的时候，不得过长，在满足正常施工的要求下，科学设计排泥管布置线路，控制沉管、浮管的使用比例，减小接卡间的距离，降低泥浆在排泥管内的总阻力，提高输送效能比，以达降低能耗的目的。在管线铺设过程中，保证管线始终维持笔直状态，及时标记接卡的走向，使管线方向具备足够的自然弯曲长度，针对存在不同弯度的部位，不得出现过度弯曲而造成憋管问题。同时在管线铺设过程中，合理控制管线的高度，按照施工现场的设计高度来铺设管线，不得超过施工高度。
4.3 优化绞刀头与吸泥系统
在绞吸式挖泥船具体施工环节，绞刀头与吸泥系统对于施工效率有着显著影响。在绞吸船施工过程中，按超挖0.5m确定挖掘的深度，然而在下刀深挖与挖深间通常都存在着相应的差距，顺流挖掘数米以后进行测量，大约有30-40cm的淤积厚度，逆流挖掘的淤积厚度在50-70cm范围内，这也就意味着无论逆顺流开挖与否，水下均會有非常多铰刀绞起的泥沙并未经过泥泵吸入口而被运输至沉泥区，反而进入到吸入口中沉积。如果泥土的厚度较薄，则会导致开挖吸泥的效率大幅下降;如果挖掘的泥土比较厚，则会超出铰刀马达所能承担的负载，造成切下的泥土无法被完全吸收，导致机械回淤较大，在很大程度上影响着绞吸式挖泥船的挖掘效率及质量。如果土质是比较硬的，那么铰刀头也就很难绞动，吸出泥土的含泥量比较低。此时可在绞吸式挖泥船上加装20kw的双水枪紧挨铰刀头，枪口朝向施工位置，同时铰冲，通过对绞刀头与吸泥系统进行优化，有效处理该问题。同时在施工作业时采取调整绞刀角度以及调整绞刀方向等手段，以加大对泥沙的扰动力度。
4.4 提升挖泥操作技能
挖泥操作技能同样是加强施工效率的重要环节，要想提高施工效率，则应积极提升挖泥操作技能。积极转变以往相对落后的操作理念和操作方法，要求挖泥操作者打消对堵管问题的忧虑心理，同时为操作者创新操作模式提供全方面的帮助。同时，还应该安排专门的人员在排泥口处观察泥浆的浓度，及时通过对讲机将信息告诉操作者，以随时根据具体工况调节作业方法，提高绞吸船的生产效率。
5 结论
综上所述，绞吸式挖泥船的施工效率受诸多因素影响，比如疏浚土质、泥浆排距、绞刀特性等等。针对上述可采取优化开挖模式、不断改善排泥管线铺设、优化绞刀头与吸泥系统以及提升挖泥操作技能等措施，从多个角度提高绞吸式挖泥船的施工效率。
参考文献
[1]杨桢毅，朱汉华，范世东，等.基于ANSYS的绞吸式挖泥船齿式绞刀结构强度分析[J].武汉理工大学学报，2011（11）：131-134.
[2]李彦，李志强.绞吸式挖泥船的疏浚优化[J].科学技术与工程，2011（06）：1218-1221.
[3]王明.绞吸式挖泥船施工的几个问题[J].中国水运（下半月），2010（10）：239-240.
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