卜令欣 曹聪
中国电建集团港航建设有限公司 天津 300467
摘要：疏浚工程与其他工程存在很大差异，主要表现为具有动态性、复杂性，因此给施工带来一定困难。当前各种工程中使用较多的是绞吸式挖泥船，如果定位桩液压系统出现故障会直接对疏浚施工造成影响。因此，文章就绞吸式挖泥船定位桩液压系统常见故障进行了分析，并提出了处理措施。
关键词：绞吸式挖泥船；定位桩；系统故障
绞吸式挖泥船一般借助钢柱进行定位，具体的挖槽宽度则根据疏浚工程要求和施工现场实际情况决定，因此其具有很大实用性和灵活性。绞吸式挖泥船在作业时，主要由前部的绞刀实施对河道淤泥的挖掘，然后将泥土进行处理，将泥土变成粉状，由专门机器吸入船内并完成运输和转移，由此可以看出，绞吸式挖泥船为静态作业，同时它实现了挖掘、运输、倾倒等工作的统一，其实用性得到大幅提高，能够满足现场施工的诸多要求，因此其工作效率较高，有助于降低施工成本。
一、绞吸式挖泥工作方式
绞吸式挖泥采用钢桩定位横挖施工方法对淤积进行疏浚处理，将一根钢桩落在挖槽中心线上，作为定位钢桩，定位钢桩为船体中心，主要依靠横移作用力，保证绞刀在挖槽宽度内可自由摆动。调整绞车左右横移能力，将横移缆收放速度调整为稳定状态，满足绞刀在断面上不同切削位置摆动。通过泥浆泵吸入泥水混和物，并传送到指定土填区。
绞吸式挖泥船依靠船体台车使定位桩向前移动，并利用绞刀固定挖槽两侧的锚，依靠绞车进行牵引，并在一定摆脚下，将绞刀挖掘出来的泥沙传送到指定区域。
二、工程概况
某港口疏浚工程在进行疏浚施工时，将定位桩垂直插入到海底，在挖泥船完成作业后，需要把定位桩水平放到船上。因为挖泥船定位桩质量重、高度高，风浪对定位桩作用较大。本工程完成疏浚作业后，船员立即对立放桩机构进行操作，导致立放桩油缸油口位置出现喷油情况，致使油缸无法正常动作。
三、液压系统操作介绍
绞吸式挖泥船具有施工成本低、效率高的优点，是一种广泛使用的疏浚船舶。在施工过程中，一般常使用钢桩进行绞吸式挖泥船定位，然后选用1根落到挖槽中心线的主定位桩作为船体旋转中心，结合疏浚作业要求和标准，通过横移达到绞刀在挖槽宽度内反复横向摆动的目的。实际施工过程中，绞吸式挖泥船定位桩柱共使用2个，一个定位桩主要用作主桩，在进行挖泥的过程中，铰刀架和船体都会绕着主桩进行摆动，另一个主要是配合横移绞车利用左右定位桩轮流插入到土中，实现船体和铰刀架向前缓慢移动，使作业面可以得到相应的纵向深度和长度。液压缸主要是通过对推杆外伸过程中产生的扩张力，将泥层中的定位桩拔出，从而更加方便地将定位桩安装或卸下并固定到船艉支架上，保证定位桩可以利用自重插入到泥土中。
挖泥船定位桩液压系统和横移绞车系统如图1所示。在挖泥船定位桩液压系统系统在运行时，需要先将水冷式柴油机启动，在柴油机逐步稳定运行后，需要对离合器进行手动操作，使用叶片泵上泵油排出，在液压系统的压力正常后即可进行正常作业。
图1 定位桩液压系统
当施工过程中需要进行定位桩操作时，首先将三位四通手动换向阀6放置到右侧，然后手动操作换向阀6a和6b。使液压缸10a或10向外伸。如果需要使液压缸10向外伸出，则是拔起定位桩，可将手动换向阀放置到6a左侧位置。这时系统油路方向：手动换向阀6（右侧位置）→调整换向阀6a（左侧位置）→单向阀7→液压缸10，此时即可使液压缸缓慢向外伸出。在钢缆的影响下会将定位桩柱拔起。定位桩提升到设计高度时，需要马上将手动将换向阀从6a放置到中部位置，此时即可停止定位桩的拔起动作。然后在定位桩孔中插入销轴，使其可以在船艉专用支架上固定。如果需要使外伸的油缸回缩，可以采用2种方法操作。
（1）使手动换向阀6b放置到左侧位置，这时油路经过单向阀7b→液控单向阀9打开→液压缸10的油液泄油回油箱，受自重的影响，液压缸推杆会逐步缩入到液压缸体中。
（2）对手动式闸阀8进行操作，进而使液压油快速回流到油箱中，在重力的影响下推杆会自动缩入到液压缸中。
四、绞吸式挖泥船定位液压系统故障情况
该港口工程在施工时，选用一艘作业能力为4500m3/h的非自航绞吸式挖泥船进行施工，在绞吸式挖泥船上分别布置了1根主定位桩和1根辅助定位桩，定位桩的质量为100t，高度为46m。在进行辅助定位桩油缸进行顶升作业时，油缸没有正常出现动作，同时油缸管接头处出现了喷油现象。安排工作人员对系统管路的实际情况进行观测后发现，油缸下部甲板面上的油中有一个紫色的铜垫，并且铜垫在高压油的冲击下已经出现了变形，在辅桩油缸支架上的轴承座的表面出现了一道焊缝，说明轴承座出现裂缝损伤主要是由液压原因或机械原因造成的，损伤侧油缸体出现了一定的倾斜度，根据焊缝情况可以说明轴承座曾受到异常的外力的干扰，证明倒桩作业存在比较大的施工风险。
绞吸式挖泥船定位桩液压系统故障维修
（1）在对绞吸式挖泥船定位桩液压系统故障进行维修的过程中，工作人员首先要确认油缸所处的初始位置，并且在油缸体中不存在压力后，拆检平衡阀和液控单向阀，工作人员在拆除以后没有发现有异常出现。
（2）检查单向节流阀。对油缸进行检查后没有发现异常，然后安排工作人员对单向节流阀进行检查，通过进行深入检查发现，油路不通主要是
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因为位于左侧的油缸腔体单向节流阀手柄被关闭，将手柄重新开启后，系统压力显著降低。在空载的情况下重新进行试车，重新试车后油缸升降没有再次出现异常。（3）恢复系统压力至正常压力后，油缸空载情况下回油背压值为14MPa。油缸下腔的压力＞允许压力大小，定位桩重力作用到油腔的重力会变大。如果此时进行倒桩作业，会导致绞吸式挖泥船定位桩液压系统的危险系数非常高。对油缸下腔单向节流阀进行调节，然后实施二次空载试车，重新试车后发现回油背压降至7MPa。原因主要是油缸距离泵比较远，管路长，增加了沿程阻力，导致元件受到的液压阻力变大。
五、调试系统
通过分析，该绞吸式挖泥船定位桩液压系统辅助桩结构曾经维修过，并且左侧油缸受到了较大的压力，导致油缸的密封性降低。为了保证施工安全，需要重新调试系统并检测立放桩液压系统的性能，保证倒桩作业可以顺利开展。具体检测内容有5项。
（1）为了防止出现吸空的情况，首先要请工作人员进一步检查绞吸式挖泥船定位桩油箱的油位情况。
（2）在绞吸式挖泥船定位桩液压系统空载的情况下，要求工作人员查看定位桩油缸是否产生了抖动异常或机械卡阻等情况。如果没有出现异常，需要待油缸升降满一个行程后排除油缸内的空气。
（3）工作人员进一步升高油缸系统中的压力，然后检查绞吸式挖泥船定位桩液压系统的密封性、系统管路耐压性等，并检查油缸有没有存在内漏和外漏的情况。
（4）对绞吸式挖泥船油缸进行升降，查看定位桩油缸的同步性。
（5）倒桩出现异常后要立即进行处理，然后评估液压系统的安全性，交付船方投入使用后，即可进行倒桩施工。
通过分析，定位桩进行倒桩作业时，如果在倒桩过程中失去了控制，会造成非常大的影响。为了使倒桩作业可以顺利开展，在进行立放桩之前，需要做好系统测试。在进行港口疏浚施工作业时，定位桩是非常重要的施工设备，由于技术还不成熟，自主设计能力还有所欠缺，风浪因素、浮力变化等因素都会对定位桩造成影响，倒桩定位桩受力比较复杂，所以，如何科学地放置定位桩是非常重要的一个课题。为了实现安全立放桩，需要在立放桩液压系统上布设备用应急电源和异常压力检测报警装置。
参考文献:
[1]刘凡.提高绞吸式挖泥船疏浚能力的技术改造[J].珠江水运,2018(09)
[2]袁鹏.国产大型耙吸式挖泥船设备的“机、电合一”管理[J].科学技术创新,2018(11)
论文作者:卜令欣,曹聪
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/26
标签：挖泥船论文; 油缸论文; 作业论文; 液压缸论文; 液压系统论文; 绞刀论文; 压力论文; 《防护工程》2018年第32期论文;