绞吸式挖泥船降本增效的评估探讨

谢新存

摘要：随着科技的进步，多种施工工艺都有了长足的进步，而绞吸式挖泥船也是，根据多年的现场疏浚管理经验，我们总结了一些提高绞吸式挖泥船生产效率的方案，本文就从如何降低绞吸式挖泥船施工的成本到提高生产效率展开讨论，以求做到提高经济效益的目的。

关键词：绞吸式挖泥船 降本增效 探讨

1、生产效率分析

我们从挖泥船的生產量表达式M=QP（Q：输送流量，P：泥浆浓度）可知，流量和泥浆浓度是影响挖泥船生产效率的两个重要参数。为提高生产效率，一是提高泥泵的输送流量，二是提高泥浆浓度，或同时提高流量和泥浆浓度。

1.1提高输送流量

输送流量是指单位时间内泥泵排出泥浆的体积。由泥泵特性曲线可知，流量与功率、扬程有关，由流量计算式Q=WV（W：排泥管截面面积；V：排泥管内泥浆流速）可知，流量还与流速有关。因此，要提高泥泵的输送流量，一是要增加绞吸式挖泥船主机的输出功率，二是要降低挖泥的扬程，三是要提高排泥管道内的泥浆流速。

绞吸式挖泥船自定型建造开始，就先确定清水流量，选择发动机，因此挖泥船主机的输出功率是固定的，我们只有从改进泥泵的内部结构、减少泥泵内部的水力损失、机械摩擦损失等方面入手，提高有效功率，即泥泵的效率。当承建的施工项目确定以后，相应的工况条件也就基本确定，如开挖的土质、所需的排距及相应的排高，因而所需的扬程也就基本确定。

由上述分析可知，提高泥泵的输送流量，其关键就是要提高排泥管道内的泥浆流速，保证泥泵有较大的输送流量。下面就如何提高排泥管道内的泥浆流速进行分析。提高流速的方法有：

①缩短排距。在工程开工前架设管线时，要对现场进行认真的踏勘，力求将排距控制在最短；

②管线的架设力求顺直，尽量减小爬坡、转弯的次数，减少泥浆在管内的阻力；

③降低排高。在条件允许的情况下，降低排高，可以降低水头损失，提高流速；

④减小挖深。在相同土质的情况下，挖深越大，流速越小。因此，在吹填工程中，可适当减小挖深。

1.2提高泥浆浓度

土质是影响泥浆浓度的主要因素，在土质一定的情况下，可以采用如下方法提高泥浆浓度：

①选择适当的绞刀入泥厚度。土质不同，绞刀最佳入泥厚度也不同，入泥太薄，浓度无法上去，入泥太厚，横移困难，浓度也无法上去。只有选取最适当的入泥厚度，才能达到最佳的横移速度、最好的浓度。

②适当的绞刀前移距；

③不同的土质采用不同的绞刀，淤泥、淤泥质土、泥炭、松散到中密的砂等松软土质，应选用前端直径较大的冠形平刃绞刀，对于粘土、亚粘土宜选用方形齿的绞刀，对于坚硬土质，宜选用直径较小的尖齿绞刀，对岩石宜采用可换齿的岩石绞刀；

④采用水下泵。水下泵距吸泥口越近，将泥砂从海底提升到水下泵所需的真空度越低，所能获得的浓度越大；

⑤在近海施工时，充分利用低潮位施工，这样绞刀桥架的倾角较小，将泥砂提升到泥泵所需的真空度较小，浓度也会更好。

2、不断完善施工工艺，努力提高生产效率

在施工过程中，技术人员根据实践经验，反复研究不断改进新的施工工艺，探索新方法，使1000m3/h绞吸挖泥船生产效率逐步提高，不断刷新此类船型施工月产量记录，使同类船型在此种情况条件下发挥出最大生产效率。

2.1改进施工工艺

在南水北调东线第一期工程梁济运河Ⅰ标段施工中，为了提高挖泥船有效运行时间，对1000m3/h绞吸式挖泥船疏浚系统的舱内泥泵和潜水泵的组合进行了尝试，最后通过对一系列数据对比分析，最终确定仅使用1台潜水泵。挖泥船刚进场施工时采用的是一台舱内泥泵加1台潜水泵施工，排泥管长度约1500m，这时泥泵的清水流量为4000m3/h，由于排距比较短，施工区域障碍物多，造成排管内压力较高，管线磨损严重，且挖泥船机舱震动较大，机械故障率高，不能保证有效的运转时间。为了保证运转时间，进一步提高生产效率，技术人员试将舱内泵停用，仅使用1台水下潜水泵施工，这时对潜水泵的清水流量进行测定，流量为3500m3/h，虽然流量略有下降，但是燃油消耗却降低了约25%，挖泥船的有效运行时间也大幅增加，原因是2台泥泵同时施工，故障率高，增加了许多停工检修时问。如果仅使用1台潜水泵施工，故障率低，为挖泥船连续施工创造了条件，月度时间利用率保持在85%以上。

2台泥泵施工组合改成1台水下泥泵施工后，根据近1个月的运转数据分析，油耗及其它成本下降明显，虽然流量略有下降，但挖泥船有效运转时间大幅增加，月产量上升，实现了降本增效的目标。认为单泵施工方案优于双泵施工，这样既降低了施工成本，又提高了月产量，从而大幅提高了生产效率，在当时的工况下，这种方案是最佳的。

2.2提高挖泥操作技能

在绞吸式挖泥船施工过程中，挖泥操作技能也是提高生产效率的关键一环，抓住这个环节，就等于把握住了生产效率关键。在改进挖泥操作技能的过程中，必须不断改变落后的传统思维和传统操作方式。要求挖泥驾驶员消除堵管的恐惧心理，并对驾驶员不断改进操作方式的做法给予大力支持。同时在排泥口临时委派专人观察泥浆浓度，并将信息通过对讲机及时反馈给驾驶员。驾驶员不断调整操作方式，不断校正各种仪表数据。通过反复实践，反复摸索，最终将挖泥浓度控制在30%左右，做到浓度高但又不至于发生堵管现象，从而真正使挖泥操作效果达到最佳。操作方法的改进使1000m3/h绞吸挖泥船连续3个月产量都保持在40万m3以上。实践证明，通过改进传统挖泥操作方式，大胆创新，也是提高挖泥船施工效率的一个重要途径。

2.3加强挖掘设备改造

疏浚工程船施工过程中挖掘能力的大小直接关系到生产效率，也就是说泥土被绞刀头或耙头绞松越多，被吸入泥泵的泥浆浓度就越高，施工产量就会越高。在开挖森达美港泊位基槽时，挖深10m3，土质为坚硬的黏土，刚开始施工时使用传统的绞刀齿，但产量极低。技术人员研究分析：认为绞刀头松土能力不佳是导致生产效率低的原因。于是马上启动改造绞刀齿的方案，很快一副自行设计定制的新型专挖坚硬黏土的特殊绞刀齿改造装配上船，施工一段时间后，效果很好。通过进度测图检验，在启用新型绞刀齿后，月产量比使用传统绞刀齿提高了30%。

3、结束语

在绞吸式挖泥船工作过程中，一个优质的施工设计方案、施工工艺、施工方法和挖掘设施的优劣等等全部是对绞吸式挖泥船的工作效率直接的影响因素，进而对生产成本产生影响。因此我们应该不断的对绞吸式挖泥船的施工过程进行总结，对一些不必要出现的影响因素进行排除、改进，一些科学技术的难题应该深入探讨，以求做到把绞吸式挖泥船的生产效率提高到最大，最终达到科学管理、科学生产、科学对待问题的目的。

参考文献

[1]刘晓鹏.绞吸式挖泥船的结构强度评估研究和标准化探讨[J]上海大学2009

[2]王望金.提高绞吸式挖泥船施工能效的探讨[J].水运工程.2012

[3]王明.绞吸式挖泥船施工的几个问题[J]. 中国水运： 下半月， 2010