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。
毕业论文网 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1.5～1.8m/s，流向约为85°～265°，航道区最大流速为1.0～1.8m/s，流向约为65°～245°。
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1.1～1.5；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。
（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长锚施工的方法大大改善了横移锚“走锚”的情况，提高了绞吸船时利率和生产率，有效提高了现有资源利用率，且保证了施工质量。
此法在国外?目的成功，为将来的挖岩项目提供了重要的技术支持。
参考文献： [1]JTS.207—2012，疏浚与吹填工程施工规范. [2]刘斌，李勇，曹永港.硬底质深水航道绞吸船抛锚固锚工艺优化[J].水运工程.2013（9）.