专利名称：自航耙吸式挖泥船艏冲装置及施工方法
技术领域：
本发明涉及航道疏浚领域，具体地指一种自航耙吸式挖泥船艏冲装置及施工方法。
背景技术：
在内河航道疏浚施工中，鉴于自航耙吸式挖泥船机动灵活，操作方便，对通航河道影响较少等特点，通常多采用自航耙吸船下放耙头装舱溢流法施工。但是在我国内河航道中，由于江河水深受四季气象变化影响大，夏季洪峰带砂形成大片积淤积砂，阻碍航道，到了冬季枯水期，河道水深变浅，河道通航能力降低，有些河道区段甚至因淤积导致水深不满足船舶航行要求。此种情况对于通航频繁的河道，将急需进行疏浚施工。由于自航耙吸挖泥船传统装舱溢流施工法，挖泥装舱后吃水增加，受船舶吃水的限制，水深太浅的区段将无法进行下耙装舱溢流施工。使用其它船型挖泥船则效率很低，可能又无法满足应急抢险、紧急疏通航道的要求。因此，内河航道浅水区的疏浚，是目前我国内河航道疏浚施工的难点。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种自航耙吸式挖泥船艏冲装置及施工方法，该装置及施工方法能适应水深很浅河道的疏浚施工。为实现此目的，本发明采用如下技术方案实现一种自航耙吸式挖泥船艏冲装置，它包括自航耙吸式挖泥船，其特征在于所述艏冲装置包括桁架结构的艏冲架，所述艏冲架位于自航耙吸式挖泥船船艏，艏冲架的一端与船艏铰接，艏冲架的另一端头部设有起吊滑轮，该起吊滑轮通过起吊钢丝与自航耙吸式挖泥船船艏上的起升绞车相连；所述艏冲架前端设有若干冲水喷嘴，冲水喷嘴与高压冲水泵相连；所述艏冲架前端还设有吸泥口，吸泥口与舱内吸泥泵相连；船艏上设有门型吊架，门型吊架横梁上固定有导向滑轮，所述起吊钢丝穿过导向滑轮与起升绞车相连。优选的，所述冲水喷嘴通过喷水橡胶管与高压冲水泵相连。优选的，所述吸泥口通过吸泥橡胶管与舱内吸泥泵相连。本发明还提供了上述自航耙吸式挖泥船艏冲装置的施工方法。一种上述自航耙吸式挖泥船艏冲装置的施工方法，其步骤包括先将自航耙吸式挖泥船沿逆水方向进场后，通过起升绞车将艏冲架下放至水下，然后依次启动舱内吸泥泵和高压冲水泵，再继续下放艏冲架至泥面，通过高压冲水破土和吸泥口吸泥进行艏冲施工；艏冲施工完毕后，通过起升绞车升起艏冲架脱离泥面，然后关闭高压冲水泵，再关闭舱内吸泥泵，最后升起艏冲架脱离水面回收即可。所述艏冲施工完毕后，关闭高压冲水泵，将艏冲架放入水中，舱内吸泥泵持续运转至吸泥口吸入清水后再关闭舱内吸泥泵。优选的，将施工区域按艏冲装置的施工宽度划分成若干条，分条逐次艏冲施工。所述艏冲装置的施工宽度为高压冲水的影响范围。
优选的，将施工区域按泥层深度1-1. 5m为一层，分层逐次艏冲施工。本发明的艏冲装置安装简单实用，利用现有的自航耙吸船设备，在耙吸船艏安装艏冲架、起升绞车、导向滑轮系统以及相应的管系即可实现在船艏安装艏冲装置。当内河航道水深不满足自航耙吸船空载施工吃水要求时，耙吸船将无法进行上线下耙挖泥施工，此时采用本发明的艏冲装置及其施工方法，可以进行浅区疏浚施工，实现将浅区浚深开槽。内河航道的浅水区疏浚施工，采用抓斗式挖泥船或者吃水很小的小型挖泥船进行疏浚施工，疏浚效率很低，施工成本高。而应用本发明的艏冲装置及施工方法进行疏浚施工，效率明显更高，节约施工成本。利用自航耙吸船艏冲装舱施工法，因耙吸船依靠高压冲水破土，破土能力强，艏部架的宽度大于耙头宽度，高压冲水从排列整齐的艏冲架高压冲水喷嘴中喷出，且艏冲架下放至一定深度后不起伏，因此挖泥平整度大大优于使用耙头破土挖泥，超挖和漏挖的工程量极少，施工质量也更好。同时，耙吸船艏冲装舱施工法吸入的泥浆装入泥舱，
装舱完毕后，耙吸船航行至指定抛泥区卸泥，符合国家疏浚环保要求。
图I为本发明自航耙吸式挖泥船艏冲装置的结构示意图；图2为本发明自航耙吸式挖泥船施工示意图；I.起升绞车、2.导向滑轮、3.门型吊架、4.起吊钢丝、5.液压闸阀、6.喷水橡胶管、7.起吊滑轮、8.船艏、9.吸泥橡胶管、10.下放位艏冲架、11.升起位艏冲架、12.淤泥、13.自航耙吸式挖泥船、14.冲水喷嘴。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步的详细说明如图1、2所示，一种自航耙吸式挖泥船艏冲装置，它包括自航耙吸式挖泥船。所述艏冲装置包括桁架结构的艏冲架，艏冲架主结构材料采用16mm钢管，艏冲架宽度8m，疏浚深度0-4. 5m。所述艏冲架位于自航耙吸式挖泥船船艏8，艏冲架的一端与船艏8铰接，艏冲架的另一端头部设有起吊滑轮7，该起吊滑轮7通过起吊钢丝4与自航耙吸式挖泥船船艏8上的起升绞车I相连。船艏8上设有门型吊架3，门型吊架3横梁上固定有导向滑轮2，所述起吊钢丝4穿过导向滑轮2与起升绞车I相连。起升绞车I和导向滑轮2用于将艏冲架下放至工作深度的下放位艏冲架10和起升至航行状态的升起位艏冲架11。所述艏冲架前端设有若干冲水喷嘴14，冲水喷嘴14通过喷水橡胶管6与高压冲水泵相连，冲水压力可达6-7bar。冲水喷嘴为高分子纳米材料制成，具有强度高、耐磨的特点。所述艏冲架前端还设有吸泥口，吸泥口通过管径400_的吸泥橡胶管9与舱内吸泥泵相连。上述自航耙吸式挖泥船的施工方法为，自航耙吸式挖泥船13到达施工区前降低航速，到达浅区时，控制船位逆流施工。操纵起升绞车I下放艏冲架至水面以下，先启动舱内吸泥泵后再启动高压冲水泵，再继续下放艏冲架至接触泥面的下放位，开始进行艏冲施工。通过高压冲水破土，艏冲架吸泥口吸入泥浆通过疏浚管系进入泥舱，沉淀装舱。随时观察吸入泥浆浓度，当泥浆浓度下降时，可继续下放艏冲架。当需疏浚的泥层较厚时，应分层施工，优选为I I. 5m分为一层。根据施工经验，分层太厚，泥层会塌方到艏冲架吸泥口后面，影响疏浚效果。艏冲施工宽度一般与艏冲高压冲水的压力影响范围相当，因此，应将施工区按耙吸船艏冲施工宽度划分若干条，每条分条之间互相有搭接。耙吸船每次沿划分的分条逆流上线艏冲施工。每条分层完成后，如挖槽较短，耙吸船不需掉头倒槽顺流至下一条起点，重复进点进行艏冲施工。如挖槽较长，宜采用调头至新至起点，进点上线艏冲施工。施工完毕后，起升艏 冲架脱离泥面，关闭高压冲水泵。将艏冲架放入水中，舱内吸泥泵继续运转一段时间，以吸入清水防止泥沙堵塞吸泥管。之后关闭舱内吸泥泵，提升艏冲架出水至升起位。在疏浚工程中，在水深很浅的工况条件下，采用自航耙吸式挖泥船艏冲装舱施工方法，与传统的施工方法相比，疏浚效率更高，施工时间大大缩短，并且施工后泥面平整度很好。上述工程完成后使用多波束扫测显示施工区无碍航浅点。如果采用耙吸船传统的下耙装舱施工方法，鉴于航道内水深很浅，必须先使用抓斗式挖泥船(或其它船型挖泥船)先期将航道内疏浚至自航耙吸船能进入施工的条件，这样一来效率极低、工期很长、费用也大。而采用自航耙吸船艏冲装舱法施工不仅保证了施工质量，还节约了施工成本，缩短了施工工期，有效的解决了这一问题。通过本发明自航耙吸式挖泥船艏冲装置及施工工法在上述工程中的应用表明，该施工工法在内河航道疏浚工程作用巨大，社会效益显著，应用前景好。
权利要求
1.一种自航耙吸式挖泥船艏冲装置，它包括自航耙吸式挖泥船，其特征在于所述艏冲装置包括桁架结构的艏冲架，所述艏冲架位于自航耙吸式挖泥船船艏，艏冲架的一端与船艏铰接，艏冲架的另一端头部设有起吊滑轮，该起吊滑轮通过起吊钢丝与自航耙吸式挖泥船船艏上的起升绞车相连；所述艏冲架前端设有若干冲水喷嘴，冲水喷嘴与高压冲水泵相连；所述艏冲架前端还设有吸泥口，吸泥口与舱内吸泥泵相连；所述船艏上设有门型吊架，门型吊架横梁上固定有导向滑轮，所述起吊钢丝穿过导向滑轮与起升绞车相连。
2.根据权利要求I所述自航耙吸式挖泥船艏冲装置，其特征在于所述冲水喷嘴通过喷水橡胶管与高压冲水泵相连。
3.根据权利要求I所述自航耙吸式挖泥船艏冲装置，其特征在于所述吸泥口通过吸泥橡胶管与舱内吸泥泵相连。
4.一种权利要求1-3中任一项所述自航耙吸式挖泥船艏冲装置的施工方法，其步骤包括先将自航耙吸式挖泥船沿逆水方向进场后，通过起升绞车将艏冲架下放至水下，然后依次启动舱内吸泥泵和高压冲水泵，再继续下放艏冲架至泥面，通过高压冲水破土和吸泥口吸泥进行艏冲施工；艏冲施工完毕后，通过起升绞车升起艏冲架脱离泥面，然后关闭高压冲水泵，再关闭舱内吸泥泵，最后升起艏冲架脱离水面回收即可。
5.根据权利要求4所述自航耙吸式挖泥船艏冲装置的施工方法，其特征在于所述艏冲施工完毕后，关闭高压冲水泵，将艏冲架放入水中，舱内吸泥泵持续运转至吸泥口吸入清水后再关闭舱内吸泥泵。
6.根据权利要求4所述自航耙吸式挖泥船艏冲装置的施工方法，其特征在于将施工区域按艏冲装置的施工宽度划分成若干条，分条逐次艏冲施工。
7.根据权利要求6所述自航耙吸式挖泥船艏冲装置的施工方法，其特征在于所述艏冲装置的施工宽度为高压冲水的影响范围。
8.根据权利要求4所述自航耙吸式挖泥船艏冲装置的施工方法，其特征在于将施工区域按泥层深度1-1. 5m为一层，分层逐次艏冲施工。
全文摘要
本发明公开了一种自航耙吸式挖泥船艏冲装置及其施工方法，所述艏冲装置包括桁架结构的艏冲架，所述艏冲架位于自航耙吸式挖泥船船艏，艏冲架的一端与船艏铰接，艏冲架的另一端头部设有起吊滑轮，该起吊滑轮通过起吊钢丝与自航耙吸式挖泥船船艏上的起升绞车相连；所述艏冲架前端设有若干冲水喷嘴，冲水喷嘴与高压冲水泵相连；所述艏冲架前端还设有吸泥口，吸泥口与舱内吸泥泵相连；所述船艏上设有门型吊架，门型吊架横梁上固定有导向滑轮，所述起吊钢丝穿过导向滑轮与起升绞车相连。该装置及施工方法能适应水深较浅河道的淤积去除工作，具有很强的实用性。
文档编号E02F3/88GK102758462SQ201210240340
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者刘旭, 吴江平, 张新汉, 杜君梅, 杨先波, 秦维春, 翟光俊, 陈恳 申请人:长江武汉航道工程局