回淤量大环境下耙吸式挖泥船提升施工效率路径探究

摘要： 回淤量大环境下，耙吸式挖泥船的施工效率直接关系到航道维护工程的进度与成本。本文以广州港出海航道北段与南段维护工程为例，深入探讨了在此类复杂环境下的施工效率提升路径。通过分析耙吸式挖泥船的作业特点、回淤环境对施工的影响，结合工程实例，提出了包括优化耙头设计、调整装舱策略、乘潮施工、缩短运距、降低船舶阻力、合理控制船舶常数等一系列措施。这些措施旨在提高耙吸式挖泥船在回淤量大环境下的施工效率，降低能耗，实现降本增效的目标。

关键词：回淤量大环境；耙吸式挖泥船；施工效率；提升路径

引言

航道作为水上交通的重要通道，其维护与疏浚工作至关重要。然而，在回淤量大的环境下，航道维护工程面临着诸多挑战。耙吸式挖泥船作为航道维护的主要设备之一，其施工效率直接影响到工程的进度与质量。广州港出海航道北段与南段维护工程是典型的回淤量大环境下的航道维护工程，具有代表性。广州港出海航道北段与南段均位于珠江口附近，受河流、潮汐、风浪等多种因素影响，回淤量大，航道维护任务繁重。北段航道主要受到珠江水系泥沙输运的影响，回淤物以淤泥质为主，且分布不均。南段航道则受到珠江口潮汐作用的影响，回淤物成分复杂，包括淤泥、沙土等。

1、耙吸式挖泥船作业特点与回淤环境对施工的影响

1.1、耙吸式挖泥船作业特点

耙吸式挖泥船是一种自航、自挖、自载、自卸的挖泥船，具有灵活性强、适应性好、施工效率高等优点。其主要作业特点包括：（1）作业范围广：耙吸式挖泥船可在不同水深、不同土质条件下进行作业，适用于各种复杂环境下的航道维护。（2）施工效率高：耙吸式挖泥船采用耙头挖掘、泥泵输送、泥舱装载、泥门抛泥的连续作业方式，施工效率高。（3）自动化程度高：耙吸式挖泥船配备了先进的监测与控制系统，可实现远程监控与自动控制，提高了施工的安全性与准确性。

1.2、回淤环境对施工的影响

回淤环境对耙吸式挖泥船的施工效率有着重要影响。在回淤量大的环境下，耙吸式挖泥船的施工面临诸多挑战：（1）装舱效率低：回淤物成分复杂，泥质粘稠，易导致耙头堵塞，降低装舱效率。（2）运距长：回淤量大导致航道淤积严重，需要频繁移动挖泥船进行施工，增加了运距与能耗。（3）能耗高：在回淤量大的环境下，耙吸式挖泥船需要消耗更多的能量来完成挖掘、输送、装载与抛泥等作业。

2、回淤量大环境下耙吸式挖泥船提升施工效率路径

2.1、优化耙头设计

耙头是耙吸式挖泥船的主要挖掘工具，其性能直接影响到施工效率与质量。针对回淤量大环境下的特点，可以对耙头进行以下优化：（1）增大耙头宽度：增大耙头宽度可以扩大单次挖掘范围，提高挖掘效率。同时，增大耙头宽度还可以减少挖掘过程中的重复作业，降低能耗。（2）优化耙齿排列：将耙齿的排列方式由“一字”型平型排列优化为前后交错排列，可以提高挖掘深度与宽度，降低沟落差，提高挖掘效果。（3）采用耐磨材料：耙头与土壤直接接触，容易受到磨损。采用耐磨材料制作耙头，可以降低磨损速度，延长使用寿命，提高施工效率。在广州港出海航道北段维护工程中，通过对耙头进行优化设计，提高了挖掘效率与挖掘质量。

2.2、调整装舱策略

装舱策略是影响耙吸式挖泥船施工效率的重要因素之一。在回淤量大环境下，可以采用以下策略来提高装舱效率：（1）最佳装舱时间：在泥舱装满后仍继续泵吸泥浆进舱，使泥舱上层低浓度的浑水通过下溢流方式循环出舱，当载重量达到最大时停止装舱，此时对应最佳装舱时间。最佳装舱时间可以通过试挖法确定，以实现单船施工周期最短而有效载重量最大的目标。（2）分层装载：针对回淤物成分复杂、泥质粘稠的特点，可以采用分层装载的方式。即先装载较硬的泥沙层，再装载较软的淤泥层，以减少耙头堵塞与磨损。在广州港出海航道南段维护工程中，通过调整装舱策略，提高了装舱效率与装载量。

2.3、乘潮施工

乘潮施工是指利用潮汐作用进行施工的一种方法。在回淤量大环境下，潮汐作用对航道淤积与冲刷有着重要影响。因此，可以利用潮汐作用来优化施工安排，提高施工效率。（1）选择高潮时段施工：在高潮时段，航道水深较大，有利于挖泥船进行挖掘与装载作业。因此，可以选择高潮时段进行施工，以减少挖泥船的移动次数与能耗。（2）利用潮汐冲刷作用：在潮汐冲刷作用下，航道淤积物会被冲刷掉一部分。因此，可以利用潮汐冲刷作用来优化施工安排，减少挖掘量与能耗。在广州港出海航道北段与南段维护工程中，通过乘潮施工的方式，提高了施工效率与安全性。工程实践表明，在高潮时段进行施工，可以减少挖泥船的移动次数与能耗；同时，利用潮汐冲刷作用可以优化施工安排，降低挖掘量与成本。

2.4、缩短运距

运距是影响耙吸式挖泥船施工效率与成本的重要因素之一。在回淤量大环境下，可以通过以下方式缩短运距：（1）优化施工区域划分：根据航道淤积情况与施工要求，将施工区域划分为若干小区段。在每个小区段内进行施工，可以减少挖泥船的移动次数与运距。（2）合理安排施工顺序：根据航道淤积情况与施工要求，合理安排施工顺序。优先施工淤积严重的区域，可以减少后续施工中的重复作业与能耗。在广州港出海航道北段与南段维护工程中，通过优化施工区域划分与合理安排施工顺序的方式，缩短了运距与施工时间。工程实践表明，这些措施可以显著降低能耗与成本，提高施工效率。

2.5、降低船舶阻力

船舶阻力是影响耙吸式挖泥船施工效率与能耗的重要因素之一。在回淤量大环境下，可以通过以下方式降低船舶阻力：（1）定期清理船壳：船壳上附着的海生物与泥沙会增加船舶阻力。因此，需要定期对船壳进行清理，以降低阻力与能耗。（2）采用减阻涂层：在船壳上涂覆减阻涂层可以降低船舶阻力与能耗。减阻涂层具有光滑的表面与良好的耐磨性能，可以显著减少水流对船壳的摩擦阻力。在广州港出海航道北段与南段维护工程中，通过定期清理船壳与采用减阻涂层的方式，降低了船舶阻力与能耗。。

2.6、合理控制船舶常数

船舶常数是指船舶经过一段时间营运后测定的实际空船排水量与建造出厂时的空船排水量之间的差值。合理控制船舶常数可以降低船舶航行能耗与成本。（1）保持合理的船舶燃油加装量：过多的燃油加装量会增加船舶常数与能耗。因此，需要保持合理的燃油加装量以控制船舶常数。（2）优化淡水与备件管理：淡水与备件等物品的加装也会增加船舶常数。因此，需要优化淡水与备件的管理以控制船舶常数与降低成本。在广州港出海航道北段与南段维护工程中，通过合理控制船舶常数的方式，降低了能耗与成本。工程实践表明，这些措施可以显著提高施工效率与降低成本。

结束语

综上所述，针对回淤量大环境下的航道维护工程，耙吸式挖泥船的施工效率提升路径具有多样性与灵活性。在实际工程中，应根据具体情况综合考虑各种因素，制定科学合理的施工方案与措施，以实现降本增效的目标。本文的研究成果为类似工程提供了有益的借鉴与参考，具有重要的实践意义与推广价值。未来，随着技术的不断进步与工程实践的深入，耙吸式挖泥船在回淤量大环境下的施工效率提升路径将更加多样化与高效化。

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