耙吸式挖泥船疏浚设备的技术改进

付广林

【摘 要】 为适应不同施工工况下对疏浚设备的需要，依据疏浚船在日常施工中设备的使用情况、损耗程度，论述在工况恶劣的施工条件下，对耙齿、泥舱高压冲水喷嘴、法兰盘和耙齿密封条等4个部分进行改进，最大化地提高设备性能，减少设备损耗。对耙吸式挖泥船疏浚设备进行改进和创新改造，可为疏浚公司节约成本，提高效益。

【关键词】 疏浚船；耙齿；吹填；挖泥船

近几年来，随着国内外疏浚工程项目不断扩展，疏浚船由基建型、养护型耙吸施工发展到深海取砂、吹填施工，作业水域水更深、风浪更大。在这样的工况下施工，除了需要更大型的耙吸式挖泥船外，还对挖泥船的功能、设备、效率都提出了更高的要求。因此，疏浚设备在不断地更新换代，其性能也在不断提高，以适应恶劣环境和连续施工等严酷的工作环境。

1 耙齿的技术改进

在耙齿的使用方面，新型疏浚船与船龄较老的疏浚船有很大的不同。目前新型疏浚船使用的新型威龙耙头有单排、双排耙齿两种，数量分别为32个和51个。使用如此数量的耙齿在提高施工效率的同时，其备件的消耗量也同样在增加。如何在相同备件物料的损耗下最大化提高设备利用率，是值得思考的问题。

在2014年10月香港某吹填工程中，超大型耙吸式挖泥船“新海凤”轮进行深海取砂施工作业。因砂质颗粒较大，只能选用价格昂贵的耐磨型耙齿。经过特殊处理的耐磨型耙齿使用时间在20～25天左右，耙齿底部涂有耐磨材料的部分保存较为完好，但在耙齿高压冲水出水孔向上10 cm左右部分因未涂耐磨材料，经过长时间磨损后变薄，造成耙齿从该处断裂，使得整个耙齿瞬间失去作用。耐磨型耙齿单价较为昂贵，对于“新海凤”轮使用的新型威龙耙头来说，单排耙齿32个，两个耙头需64个耙齿，这无疑增加备件的消耗。

在经过一段时间的实验摸索，对耙齿磨损的解决方法如下：对耙齿高压冲水出水孔附近及向上5 cm左右部分敷耐磨材料，一个耙齿平均消耗耐磨焊条4根，加上在施工过程中还需要不时地进行补焊，由此可以使耙齿使用时间从20天左右增加到40天左右。这样不但减少更换耙齿的费用，而且减少更换耙齿的时间，极大地提高了设备的利用率，从而加快了施工进度。

但是，此种做法也存在不足之处：耙齿底部经过一个多月的使用，原有耐磨材料也会磨损殆尽，即使期间尝试使用耐磨焊条来填补，但作为耙齿磨损吃力最大处，耐磨焊条材质根本达不到效果，工间空余时间也根本来不及修补。

正因如此，在疏浚船进入正常施工阶段，为确保施工正常运作，必须争分夺秒地修补耙齿磨损部分，在使用设备的同时更要仔细观察设备使用情况，及时对设备作出一些改进，使其在使用过程中更加经久耐用。

2 泥舱高压冲水喷嘴的技术改进

随着吹填工程的陆续增多，新型疏浚船在吹填工艺方面任重道远，如何能持久、有效地延长疏浚设备使用寿命同样很重要。在以往完成的吹填工程中，疏浚设备性能不完善问题较为突出，造成施工效率偏低，养护时间和成本成倍增加。在以往的挖抛疏浚工程中，泥舱高压冲水喷嘴的分布很到位，完全满足施工需要，但对于吹填工程来说还需完善。由于小泥门离泥舱壁边缘有4 m左右的距离，而高压冲水喷嘴没有泥舱壁向小泥门方向的设计，造成每次在抽舱过程中部分泥舱壁附近有泥浆残留，按照完成吹填土方量计算，无疑降低了施工效率，从而造成直接经济损失。对于此现象，可以在靠近泥门泥舱板壁一面，由泥门两端冲水管路各向前延伸增加一个高压冲水喷嘴，避免因高压冲水喷嘴分布不到位造成土方残留情况的发生。

3 法兰盘的技术改进

法兰盘为疏浚船上最为常见的设备之一，也是最容易被忽视的设备。新型疏浚船吸泥、排泥管路法兰盘的部分螺栓在安装后出现敲击扳手无法放进去的现象，给修理、养护工作带来了很大不便，同时也埋下了安全隐患。螺栓是否紧固、受力是否均匀都会对设备安全产生影响。当疏浚船挖深到三四十米水深时，法兰盘螺栓所要承受的重量、扭力很大，如果螺栓吃力不均、松紧不一，易发生断裂现象。在香港某吹填工程中，“新海凤”轮时常发生吸泥管路法兰盘螺栓断裂现象。只有不断地更换螺栓，在法兰盘面焊加强筋，才能减少螺丝吃力的现象。如此一来，无疑降低了整个耙臂各个部件受力的安全系数，埋下安全隐患。目前疏浚船需要在水域更深、风浪更大的恶劣环境下施工作业，因而在未来新型疏浚船的制造或者疏浚设备更新中对法兰盘进行改进，减少由设备问题而引起事故的概率。

4 耙唇密封条的技术改进

耙唇密封条，又称耙唇橡皮垫，是耙唇于耙头本体相接处起密封作用，保证耙唇内部真空压力的设备。在船舶正常施工中，由于材质问题，新安装的耙唇密封条在使用两个月左右后，可能就会因为橡皮韧性老化而损坏，失去原有密封作用。

在香港某吹填工程中，“新海凤”轮最大挖深达到45 m，这对整个泥泵吸泥管路、耙唇密封性都提出了更高的要求。在取砂过程中，由于泥浆浓度偏低，取砂时间较长，对整个施工进度的安排造成很大影响。虽然在当时对耙唇内部进行改进实验，缩小耙唇内部空间，提高泥泵真空度，但对整个耙臂管路钢板产生了很严重的气蚀现象，加速了设备的损耗，且钢板材质产生气蚀孔对强度影响极大。即使在耙齿根部增加橡皮垫，效果也不理想，两船施工下来就被拉掉。可以使原有设备每个部件都发挥其应有的性能来提高泥泵真空度。耙唇与耙头本体相连接的活动处大约有3～4 cm的高度，“新海凤”轮耙头宽约470 cm，耙唇内部空间不算小。如果能够充分利用密封条原有设计的密封性，可以在不损伤其他设备的情况下保证泥泵真空，发挥其应有的作用。原有耙唇密封条厚度为，宽度为20 cm，韧性较差，材质一般，更换密封条大约需要50只螺丝，修理时间较长，在紧张的施工工期内，如何减少设备修理时间无疑是对按期完工最大的保证。因此，将原有耙唇密封条更换为材质较好、韧性充足的橡皮材料，厚度增加至，宽度减少至16 cm，使密封条正好与耙唇接触，以避免多出的4 cm宽度部分随着耙唇翻动来回拗折而造成密封条断裂。