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絞吸式挖泥船的工作原理就是挖泥機械借助于水的運動,來進行挖掘及輸送轉(zhuǎn)移水下土方。它將水下土層經(jīng)過機械切割使之松動,使泥砂與水相混合,形成一定濃度的泥水混合體(泥漿),然后通過泥泵產(chǎn)生的真空吸出、再經(jīng)過輸泥管道輸送到排泥場。在開挖過程中,首先依靠絞刀和絞刀橋架的重量,通過放松絞刀橋架纜繩,使絞刀被壓于被開挖土層以上:在絞刀動力裝置驅(qū)使下,絞刀刀片和牙齒進行連續(xù)旋轉(zhuǎn)切削,使土層分離并和挖槽內(nèi)清水混和,產(chǎn)生了含切削塊在內(nèi)的泥水混合物。
在主機帶動下的泥泵產(chǎn)生的真空,使絞刀頭中的吸泥口吸入泥水混合物,經(jīng)吸泥管進入泥泵:在泥泵內(nèi)經(jīng)過泥泵葉片的作用,充分混合形成泥漿:泥漿排出泥泵后具有一定的壓力和流速,經(jīng)排泥管線輸送到排泥場。完成一點的挖泥后,通過橫移系統(tǒng)的作用,使挖泥船以定位樁為中心呈扇形移動。實際上,除換樁時挖泥船短暫停止外,在挖泥時一直處于軌跡為弧線的基本勻速運動。擺動的速度取決于“吃”泥量的多少:當(dāng)泥漿濃度較高時,主機負荷增大,速度就慢一點:當(dāng)泥漿濃度較低時,速度就快一些,通過觀察駕駛室內(nèi)的真空表與壓力表,使得挖泥船始終處于正常偏高的泥漿狀態(tài),以保持較高的生產(chǎn)能力。
完成該定位樁控制范圍的挖泥后,通過換樁使挖泥船整體前移,進入下一個挖泥作業(yè)。
總之,通過絞刀及絞刀橋架、橫移、定位樁系統(tǒng)的有序動作,使挖泥船實現(xiàn)在挖槽斷面內(nèi)連續(xù)實施挖寬、挖深及前移定位的施工動作。
絞吸式挖泥船用于城市容整治、公用設(shè)施施工和環(huán)境保護等用途
鉸吸式挖泥船作為一種主要用于開挖水下土方的水上施工機械,它可以完成人力和其它陸上土方機械所不能勝任的開挖工程,因而被廣泛應(yīng)用于河道(或航道)的加寬、加深及港池挖泥。絞吸式挖泥船的施工用途按照工程性質(zhì)劃分可分為:
疏浚:是指對原有河道(或航道)、水域的擴寬、浚深、裁直以及維護性清淤等。
疏浚施工除去擴寬、裁直工程中具有部分水上土方外,多數(shù)情況下均為水下土方。所以土層較薄,斷面工程量較少。
開挖:多見于新設(shè)計河道(或航道)的開挖,興建新港口的港池及回轉(zhuǎn)水城的開挖,水利樞紐基坑及導(dǎo)流渠的開挖等。
開挖工程一般具有大量的水上土方,施工土層較厚,斷面工程量較大:但土層中經(jīng)常伴隨有石塊、木塊、草根等異物。
吹填:是指利用挖泥船排出的泥漿,對不能使用的低洼區(qū)域、灘涂區(qū)域加高成為可以使用的土地:或者取河床中的泥砂回填加固江河岸提、興建莊臺以及其它基礎(chǔ)性回填。
揚程H(m):是指單位重量的液體通過泥泵之后能量增加的數(shù)值。揚程是一個能量的概念,在泥泵及其輸泥管路系統(tǒng)中,這種能量以三種形式存在,即壓能、動能、位能。
壓能,也稱為壓頭,由泥泵上的真空表和壓力表顯示讀數(shù)。壓力越大,表明泥漿所具有的壓能也就越大,挖泥駕駛操作人員主要依據(jù)真空表和壓力表讀數(shù)顯示的壓能,來控制絞刀下落深度以及橫移速度,判斷是否發(fā)生異常。
動能,也稱速度頭,泥漿具有的動能與流速的平方成正比。
位能,也就是勢能,表示把相對某一基準面的泥漿提升一定高度所具有的能量。
保證泥泵系統(tǒng)保持均衡的泥漿濃度,才能使泥泵在不超載的情況下發(fā)揮經(jīng)濟效益。這就需要從真空表、壓力表的變化來判斷,繼而通過調(diào)整挖泥狀態(tài)使泥泵保持較高的泥漿濃度。這既是挖混船駕駛?cè)藛T技術(shù)熟練程度的標志,也是施工管理人員的一個關(guān)鍵管理點,真空表反映了開挖斷面的泥水混合物在壓力差作用下進入泥泵的吸入揚程損耗情況。當(dāng)挖深加大、泥土含量增多時,需要的吸入揚程損耗就高,真空表表現(xiàn)為增
大現(xiàn)象。壓力表則反映了沿排泥管輸送泥漿時的阻力變化情況。當(dāng)泥漿濃度增大時,由于泥漿比重大于清水比重而使泥泵的輸出壓力。這時,泥泵的輸送流量將會下降。保持合適、穩(wěn)定的泥漿濃度就是將真空表、壓力表控制在適當(dāng)值上,使排泥管內(nèi)的流速相對穩(wěn)定并大于臨界流速。臨界流速就是使泥漿在排混管內(nèi)輸送過程中不發(fā)生沉淀和堵來的流速。臨界流速是由很多因素所決定的,主要與排泥管直徑、土質(zhì)類別有關(guān)。不同管徑、不同土質(zhì)的臨界流速。