港工整平船创新技术研究.pdf

中国建筑 2013 年技术交流会论文集 1 港工整平船创新技术研究 杨胜杰 （中建筑港集团有限公司，青岛，266032） 摘要 ：基床整平是码头建设施工中的关键工序。受水流、水质、风浪、潮差等诸多不利因素影响，基床整平施工难度大 经常成为码头施工中的瓶颈。我公司以“鲁抓三”为基础，针对码头施工深水抛石基床整平作业带来的问题研制深水抛 石整平船，开展深水抛石、精确测量和机械化整平方法的研究，大幅度提高整平功效降低施工成本，用低碳、高效、节 能、环保的创新理念指导施工，依靠科技创新促进企业发展。 关键词： 基床整平 工作母船 整平机 水下测控 1基床整平施工的影响原因 1.1 环境条件差 威海码头工程3号防波堤工程海域较好的施工季节只有5～9月，受北风影响施工海域海况较差，最 大流速高达6节有效作业时间受限。受水深、流大影响传统方法高程测量难度加大，石料被水流冲走较 多损耗较大，严重影响力我公司在建工程的施工进度。 1.2 工作时间短 3号防波堤工程基床标高为-19m，水深较大，潜水员单次作业时间不能超过2小时，扣除下潜、上浮 及减压时间，效能较低，潜水整平有效作业时间缩短，劳动强度增大安全生产受到威胁。 2 整平船技术可行性研究 2.1 深水抛石整平船简介 2.1.1 深水抛石整平船的组成 “整平船”由工作母船、整平机和测控系统三大部分组成。工作母船是深水整平机与水下抛石基床 整平作业机械化相关设备的载体和工作基站；整平机是在已预抛石料并经夯实处理的基床上进行补充抛 石精细整平作业的机械；测控系统是利用计算机实现对整平机水下定位和高程测量及整平船作业的遥控 系统。在调遣作业时工作母船作为整平机的运载工具将整平机收起在船体内调遣转场。 2.1.2 工作母船 “整平船”以我公司“鲁抓三”为基础改成整平工作母船。“鲁抓三”船为2立方抓斗式挖泥船， 主机是一台250千瓦发电机组，抓机吊重25吨，四台单抽拉力为5吨的锚机，船舶总吨位442吨，航区沿 海三类。总长33.4米、船宽10.8米、型深2.9米。 2.1.3 整平机系统 在船的四周设定区域加一个边框（上框架），上框架通过四组滑轮组与水下整平机相连接，上框架 前、后端设有导缆钳。新研制水下整平机系统，主要由定位框架、上料斗及台车、下料斗及刮杠、牵引 动力机械、支腿及上下料斗连接伸缩式喂料筒等组成。改装后的深水抛石整平船作业状态主视图见图1。 整平船停泊状态主视图见图2 2.1.3.1 整平机框架 整平机框架是整平机的主要部件，由箱型断面的纵梁和端梁组成，整平机框架边梁设置滑道。布置 在整平机框架上的设备有：刮杠台车、台车轨道、下料斗、牵引刮杠的动力机械、支腿、水下监控设备 等，支腿收起后支腿底平面与整平机框架底平面同高，支腿伸出后最大高度为1.2米。见图1、2、3、4 2.1.4 下料斗台车及刮杠 下料斗位于刮杠的上部，沿宽度方向分成4个区域，接受上料斗供料。下料斗设置料位监测装置， 料位监测信息传输到母船，控制抓斗投放石料。刮杠用于抛石整平，总宽度约12 米，高度为1.5米，刮 杠固定在下料斗台车上，刮杠底部经常与石料接触的部位镶嵌有推土机铲片，增加耐磨性能。见图15 2.1.5 牵引动力机械 在整平机框架的后两角各设置1台液压牵引机，采用锚链牵引整平机在框架轨道内行走，进行整平 105 中国建筑 2013 年技术交流会论文集 2 作业。整平机框架前端设有2个支撑链轮，2个支撑链轮之间有一根平衡轴，实现刮杠两端同步运行。2 个支撑链轮具有调整锚缆张紧的功能。液压牵引机具有足够的动力和超载保护性能，以满足刮刀的推力 需要保证水下作业的安全。见图9 2.1.6 整平机支腿 在整平机框架上设有垂直液压缸作为支腿，支腿行程1200 mm。支腿支撑在高低不平的预抛