绞吸式挖泥船疏浚施工技术

摘要：以沙颍河航道整治疏浚工程为实际案例，通过对相关文献进行全面检索、严格筛选与深入分析，系统梳理了绞吸式挖泥船在疏浚工程领域的应用现状、施工工艺流程、关键技术要领以及优化改进措施等方面的研究进展，为该领域的后续深入研究及实际工程应用提供具有参考价值的依据。

关键词：绞吸式挖泥船  疏浚  施工技术

随着我国经济的快速发展，江河湖泊淤积问题日益严峻，对防洪安全、通航顺畅及水生态功能造成负面影响。绞吸式挖泥船凭借其经济高效、操控便捷、施工效率卓越以及结构适应性强等优势，在江河湖泊清淤、航道挖掘以及吹填造地等工程中得到广泛应用。众多学者围绕绞吸式挖泥船疏浚施工技术展开研究，为提升工程质量与效率提供了有力支持。

一、工程概况

沙颍河是淮河重要支流，发源于河南伏牛山，自西向东流经豫皖两省多地，全长620公里，安徽段流域面积约4112平方公里。在沙颍河航道整治工程中，HD-02标段受关注，该标段施工范围从太和二桥K39+000至茨河铺K64+000，长25公里，主要建设疏浚、堤防工程，土质疏浚以4级土为主。施工采用200立方米/小时的绞吸式挖泥船，其总长38米、型深1.4米，最大挖深8米、挖宽40米，适宜开挖沙质土、淤泥等松软河底。

二、施工工艺比选

沙颍河太和段航道疏浚工程结合工程量、工期、土质等多因素，对比分析了绞吸式与抓斗式挖泥船技术性能。

绞吸式挖泥船是水力与机械结合的疏浚方式，利用泥浆泵输送泥土，过程中不散落污染，单船作业无需辅助设备，采用边锚、钢桩步进移位，DGPS 定位，对原状土扰动小、污染低，在滇池草海环保疏浚工程中表现良好，适合湖泊及河流疏浚，工艺成熟。

抓斗式挖泥船是机械式疏浚方式，用抓斗挖掘水下泥砂，施工需泥驳和吸泥船配合，为多船作业，对环境管理要求高，开发式作业对大气和水环境影响大，且难精确定位，对原状土扰动大，施工质量难控。

三、施工原理

绞吸式挖泥船以其操作简便易懂，极易上手脱颖而出，成为沙颍河太和段疏浚工程的关键设备。在施工过程中，挖泥船巧妙地借助船尾的台车实现钢桩的精准定位与平稳前进，同时利用绞刀桥梁臂两侧的横移钢丝绳与固定在挖槽两侧的锚相连，通过绞车的灵活牵引，使挖泥船在预设的控制摆角范围内左右自如摆动，作业时，旋转的绞刀深入河底，将土壤轻松绞松并与水充分混合，形成泥浆，经过输泥管的泵运，被精准地送至指定区域。而挖泥船的前进，则是通过两根桩的巧妙交替运动，实现稳步向前。见图1。

图1：  绞吸式挖泥工作方式

四、施工工艺

绞吸船航道疏浚常采用步进横挖法顺水施工，根据疏浚范围采用分层、分条、分段等方式。以绞吸式挖泥船主桩为步进桩，副桩为定位桩，设于挖槽中心线（分条施工），作为横移中心，收放横移锚缆，泥土经排泥管道输送至抛泥区。施工流程包括拖船至设计位置，GPS定位挖槽起点，接卡排泥管线，确定绞刀位置并下放桥梁。严格控制挖泥船迁移距离，一般在0.5至1.5米间。具体施工方式包括：分层式，针对泥层厚、无法一次挖至设计线的情况，制定分层厚度需考虑船舶机具安全和坡比，科学论证方案。分条式，针对挖槽宽度宽的航道，一槽难挖至设计宽度时采用，选择依据航道自然条件，淤泥夹砂河段需考虑砂的密实度和粘性适当调整宽度，粘土类河段则根据软硬程度调整。分段施工，挖槽弯曲或过长时，需分段设计，结合挖泥船航行回旋角度设计曲度半径。

五、技术要领

在航道疏浚中，吸式挖泥船需重点把控边锚抛设、排泥管线布设及施工与通航安全。

边锚抛设时，于船艏两侧与中心线成75°方向抛设两只边锚，锚位设于挖槽边线外一定距离，并随船行进25m移动一次。为提高效率，抛设与移位采用绞锚艇辅助，并利用GPS定位，确保边锚不抛入作业航道，同时在锚上设置警示标志。

排泥管线布设需考虑作业区水流流速、流向及管线长度，选择合适的移动路径，严禁占用航道。

施工期间，采取顺流作业方式，沿红浮连线在航道外作业，并安排安全人员随时观察边锚及浮管，确保锚浮灯完好，根据水面船舶通行情况随时注意通行安全，以降低对航道通行的影响。

六、技术措施

（一）改进施工工艺

1.作业效率提升：减少移船移锚时间，结合土质特点合理选择分层开挖方式（大、小分层），如上软下硬或淤泥黏土层优先大分层。

2.泵组配置优化：通过数据分析调整舱内泥泵与潜水泵组合，如从2台舱内泵+1台潜水泵优化为1台舱内泵+1台潜水泵，降低施工成本。

3.挖泥时间延长：在小时产量稳定时，通过增加挖泥时间提升效率。

（二）优化排泥管线布设

1.管线长度缩短：设计排泥路线图，减少管线布设长度和接卡距离，降低能耗。排泥管采用4米×Φ480mm钢管与1.5米×Φ480mm胶管，转弯处用弯管连接，管道间以法兰加胶垫圈相接。水上管线为自浮式钢管与胶管间隔连接，一端连施工船排泥管，另一端装空气释放阀接水下管，中间每100米设锚固定，全线法兰连接。航道影响区铺设适量水下输泥管线（潜管），连接水上与陆地管线。陆上排泥管线经围堰入吹填区，沿堤向排泥场延伸，遇道路则建坡道或破路下埋，确保道路畅通。

2.直线布设升级：水上、陆上管线尽量直线布设，接卡处做好标志，避免过度弯曲。主管道布置于冲填区中部，支管沿堤脚布置，连接方式视现场条件而定，常用大于90°的钢性弯管或软管增大转弯半径。狭长冲填区采用分段冲填拆管法，到达主管位置后向前接管继续冲填。大范围冲填区在支管中插接软管或等径三通管，以延伸管道至未达标准区域。无法直接接管时，设置两处出泥管口，交替冲填、接管，确保连续作业和冲填质量。

3.布设高度降低：吹填管线地面高度以施工区设计高度为基准，宜低不宜高。

（三）升级开挖模式

传统小分层模式虽稳定，但效率较低。建议结合土质特点选择大分层或混合分层模式，提升整体施工效率。

七、提升增效

（一）找准开挖方向

在航道疏浚作业中，吸式挖泥船需精心选择开挖方向。依据水流方向的差异，我们可将施工方式细分为顺流施工与逆流施工。在选择时，务必充分考虑施工的安全性与效率性，同时，也要竭力避免航道淤积现象的发生。当河道水流流速低于0.5m/s时，顺流施工无疑是更为稳妥的选择；而当流速超过0.5m/s时，逆流施工则能更好地保障施工效果。

（二）准确开挖深度

为确保施工精度，作业人员需密切关注河道水情的变化，合理设置固定水尺与临时水尺，以便及时准确地读取水位信息，有效预防碰撞事故的发生。同时，还需定期对水尺进行检查与校正，确保数据的准确性。在施工过程中，应根据水位的变化灵活调整绞刀的下放深度，确保开挖深度既符合设计要求，又充分考虑了河水流速和土质回淤等实际情况，实现科学施工。

（三）精准中心线及开挖边线的施工放样

为切实保障施工的准确性，我们需在施工断面的左右两岸精准设置控制桩和方向桩，并确保它们与河床中心保持等距离。设置完成后，还需及时进行校核，确保桩位的准确无误。依据设计位置和桩号，我们应精心设置施工断面，并在曲线处增设多个扇形断面，以严格控制断面间距。此外，在放样过程中，还需巧妙设置横断面、横向和纵向标志，为夜间施工提供安全保障。这些标志可采用灯标、浮标或标杆等形式，既实用又醒目。

（四）挖宽控制

挖宽质量受放样误差、机船主钢桩偏离及驾驶人员人为因素影响。施工中，横移与换边速度掌握不准确易致挖宽异常。右摆顺刀时，未降横移速度会使刀头爬坡、负荷增，遇特定土质或边坡时挖宽增大；左摆反刀时，绞刀自下切土，遇不同土质负荷陡增，船体吃水增，亦致宽度超挖。另一现象是驾驶担忧超宽，刀头刚到边线即回摆，或刀头摆边后停转，导致挖宽不足。

为避超挖、欠挖，驾驶需精心操作，刀头近边线时适当放慢横移速度，结合观察导标与压力、真空，眼明手快。边线处泥层薄可即刻回摆，厚则适当放慢换边速度，确保挖宽与挖深，但控制刀头勿继续横移。此外，挑选技术熟练驾驶试挖，定合适横移与换边速度。

（五）堵管判断与处理

堵管有人为与客观因素，不同堵管部位判断及处理方式各异。

1.吸泥管堵：因场方或刀头摆至边线未控横移速度，刀头入土致泥浆浓度过高，引发吸入口或吸泥管堵塞，出现真空升、压力降、泥泵抖。应抬刀头短时吹清，无效则用回水压力冲撞堵塞管段。

2.浮管堵：水下障碍物多，如木块、石头，易致浮管堵塞，多发生在钢管与橡胶管接头处。因泥浆压力使橡皮接头膨胀，两管内壁衔接不平顺，石块易卡住致堵。仪表反映真空降、压力升、出泥口水量减，可用水力冲撞法，无效则停机检查。堵处易找，停机后胶管恢复自然，堵处橡皮不规则鼓包，可用小锤敲打，然后开机冲走或拆管清除。

3.岸管堵：多为泥砂堵塞，因土质含砂率高，发生在排泥管线长、相对高程低的出泥口段或其它管段。因停机未吹清或驾驶失误致泥泵脱排。砂量大，尤其中、粗砂，颗粒大，高处砂向低处流、沉积致堵。开机后泥泵压力升、真空降。堵段短可即刻吹清，吹清难则停机检查。用小锤敲打管道判断，堵管则声音沉、无回弹感。找出后卸开掏砂，长度视堵情定，除砂后按原位安装。

八、结语

绞吸式挖泥船在疏浚作业中具有重要地位，其施工工艺、技术要领及优化措施等方面的研究对于提升工程质量与效率具有重要意义。通过对相关文献的综述，我们了解了该领域的研究现状和发展趋势，为后续研究及工程实践提供了参考。在未来的研究中，应针对现有问题开展深入研究，不断完善绞吸式挖泥船疏浚施工技术，为我国的水利工程建设和水域环境改善做出更大贡献。

文章来源：《产品可靠性报告》   https://www.zzqklm.com/w/kj/32519.html