浅谈绞吸船挖岩工况下串锚加延长锚施工工艺.docx

浅谈绞吸船挖岩工况下串锚加延长锚施工工艺 摘 要：绞吸船移动横移锚是挖泥施工的必需操作，若移锚操作质量不高，将降低船舶时利率及日产量。在一些特殊工况下，传统横移锚抛设方法已不能满足施工需要。在巴基斯坦某疏浚吹填挖岩工程中，通过串锚加延长锚定位锚系统工艺，成功克服了横移锚“走锚”问题，大大提高了经济效益。 关键词：绞吸船疏浚 串锚延长锚 挖岩施工定位锚系统 1.概述 绞吸式挖泥船施工时，移动横移锚是必需工序，但移动横移锚时不能挖泥，属于非有效施工时间，如果可以减少移锚频次或降低单次移锚时间，可以提高船舶的有效施工时间，提高经济效益。 目前，绞吸式挖泥船多采用传统左右单横移锚（Flipper锚）抛设的方法进行挖泥施工，在一些特殊工况下，如挖岩工程中，还没有特别合适的方法应对走锚情况。2015年10月至2016年8月，在巴基斯坦某疏浚吹填挖岩工程中，项目与船舶通过试验几种定位锚系统组合的方式，总结出了绞吸船挖岩工况下串锚加延长锚施工工艺。 2.工程概况 巴基斯坦某疏浚吹填项目为疏浚挖岩工程，主要工程内容包括：航道、港池、泊位的疏浚施工及陆域吹填，土质以强（中）风化泥岩、强（中）风化砂岩为主。采用目前亚洲最大的非自航绞吸式挖泥船，单船施工，合同工期为22个月。 2.1主要水文条件 本项目工程区涨落潮流速较急，常浪向?SW向，波高整体较小，平常期波浪小于0.3m，海流为往复流，码头区最大流速为1.51.8m/s，流向约为85265，航道区最大流速为1.01.8m/s，流向约为65245。航道及航道两侧原始水深-1.5m至-6m的较浅区域土质坚硬，且沟坎多。 2.2绞吸船锚系统简介 工程投入绞吸船为4500m3/h系列船舶，配备两台变频电机起桥绞车，两台变频电机横移绞车、两台变频电机起锚绞车、两台两速电机锚杆绞车以及两台三速电机三缆绞车。 2.3绞吸船横移锚拉力计算 根据该绞吸船开工初期使用传统布设横移锚的方法，参考如下公式，锚的抓地力可以进行计算： P=（KW1Ha+WHCL1）*9.8*10-3 式中K为锚的动抓力系数（取0.87）；W1为锚的重量（k g，取9000kg）；Ha锚的抓重比（胶结砂底质，取5）；W为锚缆每米的重量（kg/m，取10000kg/540m即18.5 kg /m）；HC锚缆的摩擦系数，取1.11.5；L1为锚缆卧底部分的长度（m，取所需横移拉力最大时的锚缆卧底长度，50米）。 依照上述公式计算，绞吸船的锚可以提供的横移拉力约为400KN，远小于绞吸船改造后横移绞车的最大拉力为1200KN，即采用9t的Flipper锚不能完全满足船舶正常施工需要。 3.工艺简介 3.1引出 通过2.4绞吸船横移锚拉力计算得出，若想满足施工需要，可以从增加锚重和锚缆摩擦力两个方向考虑，进而提升定位锚系统抓力。 该绞吸船随船配备4口7t三缆锚，可与原有2口9t横移锚串联，也可增加锚缆长度以一口三缆锚作为延长锚使用，甚至在底质极为坚硬的部分区域，可以串锚与延长锚并用，最大限度的增加定位锚系统提供的横移拉力，以满足施工需要。 3.2定位锚系统组成及拉力验证 根据绞吸船锚备件储存情况，假设： 以单边定位锚系统考虑，由9t横移锚与7t三缆锚串联形成“串锚”，加7t三缆锚作为延长锚，并用60米直径68mm的钢丝缆连接，组成新“定位锚系统”。 根据2.4中公式计算，得出此时横移拉力约为1010KN，接近绞吸船横移绞车1200KN的饱和拉力，基本满足船舶施工需要。 假设成立。 3.3工艺流程及操作要点 3.3.1工艺流程 以串锚及延长锚同时使用为例，流程图见图1： 必要说明： （1）物资准备。7t三缆锚4口，68mm*60m的钢丝缆2根（延长锚用），68mm*25m钢丝缆2根（延长锚锚头缆），锚鼓2个，转环和卡环两组，锚艇一艘。 （2）改锚。将主船9t横移锚锚尾缆断开，用转环和卡环组与7t三缆锚锚头连接，三缆锚锚尾接横移锚锚尾缆及60米钢丝缆一端，60米钢丝缆与另一口7t三缆锚（延长锚）连接，延长锚锚头接25m钢丝缆，锚头缆上锚鼓。整个连接过程由主船吊车和锚艇配合完成。 （3）船组抛锚。绞吸船下串锚：放好限位收横移缆使串锚离开船体，将锚杆放置到正常下锚位置，使横移缆微微带劲。 锚艇下延长锚：起锚艇拽动延长锚，沿锚杆方向拽动延长锚缆，延长锚带劲后，船舶横移锚和起锚艇上延长锚同时下放，使其同时着地，主船收横移、刹锚，锚刹好后，起锚艇改缆靠船。 （4）结束工作。工具复位，清洁主甲板。 3.3.2操作要点 （1）抛锚方向控制。主船锚杆及锚艇拖锚的方向须保持一致。偏差不应大于20。 （2）抛锚顺序控制。主船与锚艇抛锚须同时进行，切勿先下延长锚后下串锚，确保延长锚能够有效受力。 （3）移锚顺序控制。移锚前，延长锚缆一定要及时清出，然后再下锚。禁止在延长锚缆钩挂碎石时下锚。 （4）桥梁控制。桥梁点地需随涨落潮起升或下降，避免船位移动或者绞刀及船舶桥梁耳轴吃力过大。 （5）移锚潮位要求。航道两侧水域较浅时，尽量在涨潮并且潮位大于1.5米以上移左右横移锚。 4.工艺试验、统计分析 4.1工艺试验 2015年11月10日，项目开工，在航道K 1+60 0 -K 1+975区段施工，在施工条两侧存在大量胶结砂或密实性砂等坚硬土质，导致横移锚锚爪无法嵌入泥面，造成锚抓地不牢、走锚。11月-12月日平均移锚时间为2：26，时间利用率和日产量较低。 自2016年1月起，绞吸船试验“绞吸式挖泥船挖岩工况下串锚加延长锚工艺”，大大改善了“走锚”情况。1至8月，日平均移锚时间降至0：29，时间利用率和日常量也有明显提升。相关统计见表1。 4.2工艺效果分析 4.2.1采用新工艺前后节省时间对比 图中统计得出，在2015年12月26日使用新工艺前，每日平均移锚时间为2：26，使用后至2016年8月25日，日平均移锚时间为0：29。平均每日节省1小时57分，累计节省移锚时间381：48，即381.8小时。 4.2.2采用新工艺后增创产值 2016年1月至8月共增加工程产值17362195.79元。 5.应用小结 5.1工艺特点 5.1.1现有资源利用率高 本工艺无需另外投入过多的资源，仅有效利用备用锚等闲置资源； 5.1.2有效降低移锚时间 在频繁“走锚”的情况下，不仅可以保证施工的连续性，而且减少了反复起下锚的时间，提高了绞吸船施工有效时间； 5.1.3利于质量控制 排除了因走锚对施工质量的影响； 5.1.4方案灵活，变化多样 同区域可以采取不同组合。如航道外侧区域水深在-2m时，可以改成单锚加延长锚，避免串锚过长，横移缆不易清出；或部分区域串锚足以支持船舶正常施工，可以改掉延长锚，加快移锚时间。 5.1.5应用广泛 凡在施工条两侧土质硬，水流急的工况下施工，且有多余锚（吨位合适）及浅吃水锚艇（2.5m左右），都可应用此工艺。 5.2社会影响 绞吸船挖岩工况下横移锚“走锚” 一直是施工中难点，本工艺采用绞吸式挖泥船串锚加延