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无掩护条件下绞吸船挖岩技术

时间:2017-10-29 点击:





申报单位:中交天津航道局有限公司

合作单位:中交天津港航勘察设计研究院有限公司、中交天航南方交通建设有限公司

主要完成人:高伟、刁海岛、秦亮、杨正军

项目起止时间:2010-10-01至2012-12-31

项目性质和主要来源:中交集团科研项目

获奖情况:中国水运建设行业协会科技进步二等奖、中国施工企业管理协会科技进步一等奖

项目简介及创新要点:本项目所属类别为交通运输工程、水路运输、疏浚工程的研究成果,针对目前绞吸船挖岩技术研究还不成熟的情况,分别在东莞、防城、厦门、日照等地区进行了挖岩试验,在分析工程资料基础上开展了“无掩护条件下绞吸船挖岩技术研究”,获得了本项目成果,并在现场施工中推广应用,创造了良好的效益。本项目研究内容涉及水文、土力学、水力学、流体机械、船舶动力系统、自动化等领域。主要研究内容有: (1)研究了挖岩施工的工况适应条件及影响因素,确定了不适合挖岩作业的边界条件,确定了绞吸船台车系统、钢桩系统、横移系统的使用范围。 (2)对挖掘轴向力和切向力作用下应力状态、破碎过程理论进行分析,提出了岩石可挖性评价指标。运用反分析研究方法,修正了岩体基本质量指标BQ,提出了反映岩体整体特性指标疏浚岩体基本质量指标修正[BQ]TH,并分析、验算了与施工参数的相关关系。 (3)统计分析了绞刀磨耗,研究了不同挖岩绞刀挖掘性能,实船试验分析了自航绞吸船挖岩重载作业时绞刀的极限功率,研究了不同无侧限抗压强度上岩石极限挖掘能力。 (4)总结了苏丹开挖珊瑚礁施工工艺,分析了开挖防城港中风化砂岩、泥岩尾吹装驳的施工工艺,结合了东莞开挖强风化泥岩、页岩吹填施工工艺,系统的编写了绞吸船挖岩施工工艺。 (5)试验研究了直接装驳、艉吹装驳两种方法的工况适用条件,分析了两种装驳工艺对生产、安全及环保等方面的影响。 (6)研究了风化岩输送特性,试验、筛选了风化岩输送的计算公式,修正计算公式的系数,用反分析的方法提出了不同抗压强度下系数的计算公式,提出了一种疏浚工艺分析方法即岩石输送的反分析方法。开发了《水力式疏浚施工稳态分析系统》软件,方便、快捷的分析大量数据。 (7)研究了应用自动化系统提高船舶定位精度和挖掘机具控制精度、操作平稳性、运行安全性和施工参数分析水平。 本项目研究以现场施工难题为出发点,研究过程紧密联系现场施工,成功的指导了现场生产。

经济效益和社会效益:研究成果已应用于四个竣工疏浚项目,创效约6000 万元。 本研究在无掩护挖岩的船舶适应能力、挖掘输送能力、装驳工艺和挖岩施工工艺等疏浚核心技术方面均有所突破,系统研究了无掩护挖岩施工中的关键问题,对该领域技术进步的推动作用显著。