本發(fā)明涉及疏浚工程中耙吸挖泥船上的一種疏浚方法，特別是一種疏浚飽和密實(shí)粉細(xì)砂與粉土的方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，耙齒切削阻力是耙吸挖泥船在疏浚過(guò)程中所受到的主要外力之一，耙齒切削阻力的大小是耙吸挖泥船設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和確定所需裝機(jī)功率的重要因素，也是高效疏浚的基本要素。

我國(guó)漫長(zhǎng)海岸線上的主要港口與進(jìn)港航道的底質(zhì)復(fù)雜多變，廣泛分布著密實(shí)板結(jié)的粉細(xì)砂及粉土，這種難挖的土質(zhì)直接影響挖泥船的生產(chǎn)效率和施工進(jìn)度。該類(lèi)土難以挖掘的主要原因在于該類(lèi)土以粉粒和黏粒為主，顆粒較小，滲透性較差。耙齒切削土體過(guò)程中，會(huì)在靠近齒尖的位置形成剪脹區(qū)（負(fù)壓區(qū)），根據(jù)有效應(yīng)力原理，負(fù)壓的存在使得有效應(yīng)力相應(yīng)地增加，因此會(huì)增大耙齒的切削阻力。此外，由于飽和密實(shí)粉細(xì)砂與粉土的滲透性較低，水流無(wú)法快速補(bǔ)充到剪脹區(qū)，使得剪脹區(qū)無(wú)法快速消除，從而導(dǎo)致切削阻力持續(xù)居高不下。

另外，對(duì)于飽和密實(shí)板結(jié)的粉細(xì)砂及粉土，由于其具有一定的粘聚力，在挖掘過(guò)程中耙齒不易貫入，且在低速水流作用下不會(huì)被沖刷，使得泵吸水流的沖刷效果非常小。

綜上所述，提高耙吸挖泥船耙齒切削密實(shí)板結(jié)的粉細(xì)砂及粉土這類(lèi)土的效率，一方面要使耙齒易于貫入土中，另一方面要消除耙齒切削土體過(guò)程中剪脹效應(yīng)的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，提供一種適用于疏浚飽和密實(shí)粉細(xì)砂與粉土的方法。

本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案解決了其技術(shù)問(wèn)題：一種用于疏浚飽和密實(shí)粉細(xì)砂與粉土的方法，包括以下步驟：

（1）根據(jù)施工區(qū)域飽和密實(shí)粉細(xì)砂與粉土的狀況，選擇疏浚裝置前后排耙齒的形狀，并將選擇的耙齒分別固定于活動(dòng)罩下端前后排上，前后排耙齒交錯(cuò)布置；

（2）在施工區(qū)域，將疏浚裝置下放至水下貼近泥面位置，通過(guò)液壓缸控制活動(dòng)罩繞軸銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，并根據(jù)所挖掘土體的難易程度將前后排耙齒調(diào)整至與泥面呈40°～55°；

（3）驅(qū)動(dòng)耙吸挖泥船帶動(dòng)疏浚裝置行進(jìn)，疏浚裝置通過(guò)活動(dòng)罩內(nèi)的兩排耙齒切削破碎土體，并通過(guò)固定體后端以及后排耙齒之間間隔布置的高壓沖水噴嘴，與耙齒上的高壓沖水配合使用，輔助進(jìn)行泥土挖掘并將其破碎；

（4）疏浚裝置行進(jìn)期間，通過(guò)疏浚裝置活動(dòng)罩上翻板油缸的伸縮控制翻板繞銷(xiāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而調(diào)節(jié)引水窗的開(kāi)度，防止悶耙；

（5）土體被切削破碎后，在泥泵吸力作用下通過(guò)吸泥管進(jìn)入泥艙，并依序開(kāi)展裝艙溢流、拋泥工序。

本發(fā)明能夠根據(jù)耙齒的破土情況以及土體的挖掘難度，選擇相應(yīng)的耙齒類(lèi)型，以便耙齒更易貫入土體，而適應(yīng)不同密實(shí)程度的飽和粉細(xì)砂與粉土。通過(guò)在齒面上安裝破土刃并與高壓沖水配合使用，有效地消除或者降低剪脹效應(yīng)對(duì)于耙齒切削阻力的影響。因此，本發(fā)明能夠極大地降低耙齒切削阻力，從而整體上提升耙吸挖泥船的疏浚效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述的疏浚裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為針對(duì)稍密實(shí)的飽和粉細(xì)砂和粉土本發(fā)明所選擇的耙齒布置狀況示意圖。

圖3為針對(duì)中密的飽和粉細(xì)砂和粉土本發(fā)明所選擇的耙齒布置狀況示意圖。

圖4為針對(duì)極為密實(shí)的飽和粉細(xì)砂和粉土本發(fā)明所選擇的耙齒布置狀況示意圖。

圖5為本發(fā)明所述疏浚裝置中的楔形齒面帶有破土刃的耙齒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明所述疏浚裝置中的矩形齒面帶有破土刃的耙齒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明所述疏浚裝置中的矩形齒面不帶有破土刃的耙齒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中各序號(hào)分別表示為：

1—活動(dòng)罩；2—引水窗；3—液壓缸；4—高壓沖水總管；5—固定體；6—軸銷(xiāo)；7—噴嘴；8—前排耙齒；9—后排耙齒；10—噴嘴；

11—齒根；12—鉤狀體；13—臺(tái)錐形穴；14—齒面；15—破土刃；16—破土刃尖端；17—高壓沖水孔；18—曲面。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例以及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

參照?qǐng)D1，本發(fā)明所述的疏浚裝置包括固定體5，以及通過(guò)軸銷(xiāo)6與固定體5呈轉(zhuǎn)動(dòng)連接的活動(dòng)罩1，該活動(dòng)罩1由固定在固定體5上的液壓缸3及其延伸的液壓臂控制繞軸銷(xiāo)6旋轉(zhuǎn)，固定體5上固定置有高壓沖水總管4，固定體5后端固定置有能?chē)娚涓邏核膰娮?，活動(dòng)罩1的上端置有引水窗2，活動(dòng)罩1的下端固定置有兩排帶有高壓沖水孔17的耙齒，后排耙齒9與前排耙齒8交錯(cuò)布置。

所述的活動(dòng)罩1下端固定置有的兩排耙齒，其每排耙齒為楔形齒面帶有破土刃15的耙齒，或者矩形齒面帶有破土刃15的耙齒，或者矩形齒面不帶破土刃15的耙齒，兩排耙齒中至少有一排是帶有破土刃15的耙齒。

參照?qǐng)D5，本發(fā)明所述的疏浚裝置中楔形齒面帶有破土刃15的耙齒，由齒根11與齒面14一同澆鑄而成，該齒根11呈方臺(tái)錐體形，該臺(tái)椎體中心置有與耙齒座相對(duì)應(yīng)的臺(tái)錐形穴13，齒根11后部置有鉤狀體12，該鉤狀體12套到耙齒座的橫向銷(xiāo)槽后采用插銷(xiāo)拴緊耙齒。所述的耙齒齒面14外形為楔形，前端窄后端寬，并且齒尖成V形，在耙齒的齒面14中間置有破土刃15。為了避免應(yīng)力集中，該破土刃15和齒面14之間通過(guò)曲面18進(jìn)行過(guò)渡，破土刃15的高度從齒面14前端到齒面14后端線性減小，破土刃15的寬度為齒面14寬度的0.1～0.2倍，齒面14前端和破土刃15前端形成夾角為鈍角，破土刃尖端16為弧形結(jié)構(gòu)，在耙齒的齒面14中間破土刃15的兩側(cè)分別置有高壓沖水孔17，沿著破土刃15的兩個(gè)側(cè)面向齒尖方向沖水，這樣在通過(guò)破土刃15刃口進(jìn)行破土的同時(shí)配合使用齒面14上布置的高壓沖水孔17以及固定體5后端的噴嘴7主動(dòng)向剪脹區(qū)高壓沖水。

參照?qǐng)D6，本發(fā)明所述的疏浚裝置中矩形齒面14帶有破土刃15的耙齒，除齒面14為前后端寬窄相等的矩形齒面外，其他構(gòu)造與前述楔形齒面帶有破土刃的耙齒相同。

參照?qǐng)D7，本發(fā)明所述的矩形齒面14不帶破土刃15的耙齒，由齒根11與齒面14構(gòu)成，其齒根11構(gòu)造也與楔形齒面14帶有破土刃15的耙齒相同。該耙齒齒面14外形為矩形，前后端寬窄相等，在耙齒的齒面14中間置有高壓沖水孔17。

本發(fā)明還在活動(dòng)罩1上設(shè)置有引水窗2和翻板油缸，通過(guò)翻板油缸的伸縮可使翻板繞銷(xiāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)引水窗2的啟閉，并調(diào)節(jié)引水窗2的進(jìn)水量。

本發(fā)明實(shí)施時(shí)：

步驟（1）

根據(jù)施工區(qū)域飽和密實(shí)粉細(xì)砂與粉土的狀況，選擇疏浚裝置前后排耙齒的形狀，并將選擇的耙齒分別固定于活動(dòng)罩下端前后排上，前后排耙齒交錯(cuò)布置。

所述根據(jù)施工區(qū)域飽和密實(shí)粉細(xì)砂與粉土的狀況，選擇疏浚裝置前后排耙齒的形狀，分為：

a.針對(duì)稍密實(shí)的飽和粉細(xì)砂和粉土，選擇疏浚裝置活動(dòng)罩1下端固定的前排耙齒8是楔形齒面帶有破土刃15的耙齒，后排耙齒9是矩形齒面不帶破土刃15的耙齒。

參照?qǐng)D2，由于該類(lèi)土稍密實(shí)，相對(duì)來(lái)說(shuō)較易貫入，且經(jīng)前排耙齒8的切削與高壓沖水的雙重作用，土體已經(jīng)變得較為松散，因此后排耙齒9的齒面14為矩形齒面，并在其上設(shè)置高壓沖水孔17進(jìn)行輔助挖掘。

b.針對(duì)中密的飽和粉細(xì)砂和粉土，選擇疏浚裝置活動(dòng)罩1下端固定的前排耙齒8是楔形齒面帶有破土刃15的耙齒，后排耙齒9是矩形齒面帶有破土刃15的耙齒。

參照?qǐng)D3，由于該類(lèi)土屬于中等密實(shí)，較難疏松，因此后排耙齒9在矩形齒面上安裝破土刃15，在破土刃15的兩邊對(duì)稱(chēng)分布高壓沖水孔17。

c.針對(duì)極為密實(shí)的飽和粉細(xì)砂和粉土，選擇疏浚裝置活動(dòng)罩1下端固定的前排耙齒8是楔形齒面帶有破土刃15的耙齒，后排耙齒9也是楔形齒面帶有破土刃15的耙齒。

參照?qǐng)D4，由于該類(lèi)土極為密實(shí)，很難疏松和挖掘，所以前排耙齒8和后排耙齒9均采用帶有高壓沖水孔17和破土刃15的楔形耙齒，這樣在前排耙齒8和后排耙齒9、固定體5后端的噴嘴7以及后排耙齒9之間間隔布置的高壓沖水噴嘴10的共同作用下完成該類(lèi)土的挖掘與破碎工作。

步驟（2）

在施工區(qū)域，將疏浚裝置下放至水下貼近泥面位置，通過(guò)液壓缸控制活動(dòng)罩繞軸銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，并根據(jù)所挖掘土體的難易程度將前后排耙齒調(diào)整至與泥面呈40°～55°。

步驟（3）

按照試挖后所確定的速度，驅(qū)動(dòng)耙吸挖泥船帶動(dòng)疏浚裝置行進(jìn)，疏浚裝置通過(guò)活動(dòng)罩內(nèi)的兩排耙齒切削破碎土體，并通過(guò)固定體后端以及后排耙齒之間間隔布置的高壓沖水噴嘴，與耙齒上的高壓沖水配合使用，輔助進(jìn)行泥土挖掘并將其破碎。

步驟（4）

疏浚裝置行進(jìn)期間，通過(guò)疏浚裝置活動(dòng)罩上翻板油缸的伸縮控制翻板繞銷(xiāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)時(shí)觀察耙管內(nèi)的吸入真空狀態(tài)，當(dāng)吸入真空超過(guò)規(guī)定值，及時(shí)打開(kāi)引水窗2，防止悶耙。

步驟（5）

土體被切削破碎后，在泥泵吸力作用下通過(guò)吸泥管進(jìn)入泥艙，并依序開(kāi)展裝艙溢流、拋泥工序。

本發(fā)明不限制于本文所舉的實(shí)例，在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出各種變更與修改，例如前、后排耙齒還包括半犁型齒、犁型齒等各類(lèi)齒型。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。