小型双体组装式工程钻探清渣船的研制与应用

郝荣春

辽宁省有色地质局一0三队，辽宁丹东 118002

0 引言

小型双体组装式工程钻探淸渣船的研制是针对辽宁省重点工程，抚顺大伙房水库输二期取水口前沿引水沟槽爆破清渣工程需求，由我院自行研制建造的，我院在承接此项工程的施工任务后，对本院现已投入使用的水域工程船进行了分解筛选，认为完成该工程面临最大的难题是在用的工程船，都不具备可拆解组装性，强行拆解不但破坏了结构，而且拆解组装难度大、时间长、不易恢复原设计强度和结构，成本过大，并存在着陆路运输更大的难题。鉴于上述原因，我院决定自行设计制造小型双体组装式工程清渣船，用于此项工程的施工。设计建造工作于2009年3月初开始，于同年6月底完成全部设计建造设备配套与安装工作。于7月初拆解并运抵大伙房水库，进行拆解后的第一次组装下水应用。

1 研制目标与时间要求

1.1 研制目标

为满足该工程施工条件要求，小型双体组装式工程钻探清渣船研制设计时应满足以下条件要求、

1）为施工机器设备的安装，人员、材料店提供足够的作业存放空间，为水上施工作业提供安全可靠的工作平台；2）总体给设计要求满足适用、结构简单、方便快捷的拆解组装性能；3）总体结构设计要求拆解部件要少，单一部件质量要轻，最大外形尺寸应满足陆路运输条件要求；4）双体应有防破舱设计，满足水域施工时对船舶安全性、机动要强、在满足施工条件最大化，控制总质量要最小。

1.2 研制工作时间要求

依据施工期要求，小型双体组装式工程钻探淸渣船的研制与制造工作也需满足时间条件的要求，设计与制造工作在2009年6月初完成，在6月底前完成了设备配套安装。7月初拆解运抵大伙房水库进行组装，等待汛期水库蓄水水位上涨时，将小型双体组装式工程钻探淸渣船自浮于水面，并进入施工区水域，于7月下旬正式投入工程施工实践。

2 工程钻探淸渣船简介

2.1 主要用途

该设备是作为水域施工时机械设备、人员、材料的装载工作平台。主要适用于内陆水域，一般水域工程船不能进入的江河、湖泊、水库等水域展开各类勘察，工程爆破钻探施工，根据施工实际要求，可随需要进行改造安装，来完成其他水域的工程施工。其适用范围可以进一步扩大。

2.2 结构设计的主要特点

小型双体组装式工程钻探淸渣船主要特点：1）结构设计采取了双浮体钢制结构；2）为钻探、清渣作业所需要设备机器安装存放、人员的做作业等提供可靠的安装工作平台。；3）具有很好的水上工作稳定性；4）拆装结构简单、方便快捷、便于陆路运输。

3 主要部件结构作用

3.1 左右舷体

为满足陆路运输和水上作业的需求条件，设计时将左右舷体设计成对称的单浮体，舷体的内侧高于外侧，并设计有3组加强连接座4组辅助连接座，左右舷体主要作用是承担所有外加载荷能力，并具有一定的储备能力。

3.2 加强连接梁

加强连接梁是由3组H型钢组合焊接而成，通过3组加强连接梁两端的连接孔，通过M24×70×50的高强焊枪48，将左右舷体连接成一个整体，3组加强连接梁主要作用是连接左右舷体，承担施工机器安装及工作承载。

3.3 钢质辅助梁

钢质辅助梁采用166槽钢制成两段钻有3个链接孔∮18，于左右舷体上的连接座孔，通过3组6套M16×50高强梁柱紧固成一体，主要起板品面的安装辅助支撑作用，左右舷体的辅助连接支持作用。

3.4 加强连接板

加强连接板采用S=20mm的钢板加工而制，每4块连接板为1组，作为加强连接梁链接左右舷体的加强板，3组共计12块。每块M24×90×50高强梁柱组，6×4=24套紧固，是左右舷体链接的更加可靠。

4 主要技术参数

4.1 左右舷体基础参数

1）单体长度 L=12.0m；2）单体宽度 B=2.3m；3）单体外舷侧高 h1=1.50m；4）单体内弦侧高 h2=1.54m。

4.2 左右舷体组合后尺寸参数

1）船长 L=12.0m；2）船宽 B=8.0m；3）吃水深：船首吃水深 T1=0.9m，船尾吃水深 T2=1.0m；4）总质量 G总≤50t。

5 主要设备机器配置

5.1 工程钻探船配置

1）以我院现有并在水域工程钻探施工普便使用的SPJ-300型转盘钻机2台套作为工程钻探船上的安装爆破成孔设备，钻孔间距为2.0m；2）每台钻机配置一座A字型方形无缝钢管焊接制成的钻塔一座（详见图）所示，前塔脚互立为90°，后为斜角并焊有后支撑，后支撑杆两端为铰接。塔底脚于机座用螺栓紧固。结构轻巧，便于拆装，安全可靠；3）成孔工艺采用∮146护管跟进∮125潜孔锺冲击回转铝世工艺，井内钻杆采用∮76×3000mm；4）配备一台电动机中风压空压机组，压力1.4Pma/cm2，产气量21m3/min，作为冲压回击回转钻进空气动力液；

5.2 清渣船配置

1）淸渣船配置1台3DPJ-55耙矿绞车一台，功率为55kW，电机为Y250M-4B35，电机转速1480r/min，作为耙矿工作元卷扬机，安装在清渣船上；2）配置一只自制双齿面耙斗，斗容0.6m3，斗重为860kg的耙斗，作为水下清渣用耙斗；3）配备一艘清渣作业耙斗回拉船，为我院自制用于水域勘察施工，可拆解组装船作为铆斗回拉卷扬机工作平台，卷扬采用BJ-800型岩心铝机卷扬，作为耙斗回拉动力卷扬机。电机功率22kW，转速1450r/min；4）自制一点浮筏，供人员施工材料上下，其次作为船水上运输用，此浮筏采用钢制框架结构焊接。可拆卸便于运输，并配有一台10PH船用艉挂机一台，使用方便机动性较好；5）小型组装式工程钻探清渣船，各配置了4台电动锚绞车，功率为15kW，破土拉力为20kW，分别安装于左右舷体的中间部位。作用是为解决施工时，工程施工船水面精确定位，水面固定作用。

6 实践与应用情况

小型双体组装的式工程钻探淸渣船于2009年6月底完成全部建造组装与设备配套安装工作，于7月初拆解并运抵大伙房水库，进行拆解后第一次组装下水，经过实践观察测量，全部满足设计要求的条件，一些重要的参数接近满足初始设计条件要求。左右舷体外侧甲板顶面至吃水线平面垂直距离一直，船艉吃水深接近设计吃水深度线，正式用于工程使用。工程钻探船于7月19日开始进行爆破钻探施工，7月25日完成第一层爆破钻孔施工，8月1日清渣船开始清渣作业，两艘工作船交替施工，经过3个分担，共7层爆破钻探和清渣工序，循环，于2010年10月底完成全部工程，水下清渣效果达到了预想效果，取水口前沿引水沟槽爆破清渣经一次验收通过，施工效果满足相关规范要求，质量达标。

小型双体组装式工程钻探淸渣船，在长达一年半的时间里，经历了一次冰冻期恶劣等条件，2009年11月20日在这之前，我们采取在工程船四周加厚度为10cm的塑料发泡保温板保护措施很好的解决因水面结冰产生的鼓胀压力损坏工作船体，造成船体变形，焊接缝开裂现象产生，经过冰冻达1.0m，长达4个多水的恶劣环境条件的考验，在2011年春季水库水面融化后检查工作船外部没有发生用肉眼可见的变形，进入水密舱内没有发生一处渗水点。证明没有焊接开裂,该工程实际完成爆破钻孔7800多个，钻孔共计完成水下清渣石方量3.4m2之多。实现产值1300多万元。

2011年初小型双体组装式工程钻探清渣船，经过再次拆装改造安装，分别用于辽宁东港市大孤山海域渔码头，海上工程勘钻探。山东省胶州湾少海湖游船航道加深，水下爆破清渣工程经过多次的拆解、运输、组装性能可靠、安全适用，分解组装方便快捷，便于陆路运输，适用性比较广泛。

7 结论

通过不同类型工程的实际应用，小型双体组装式工程清渣船，不仅具有实用性强，而具有可依工程需要进行改装成其它工程施工用船，双体连接结构简单，连接可靠、安全性能好，工作稳定性好、拆解组装方便快捷、有利于作业施工，适于陆路长距离运输。是内陆水域开展各种水上工程建设、工程勘察、工程勘探等施工作为有力的支撑设备，具有广泛的推广使用价值。

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