郝榮春

遼寧省有色地質(zhì)局一0三隊(duì)，遼寧丹東 118002

0 引言

小型雙體組裝式工程鉆探淸渣船的研制是針對(duì)遼寧省重點(diǎn)工程，撫順大伙房水庫(kù)輸二期取水口前沿引水溝槽爆破清渣工程需求，由我院自行研制建造的，我院在承接此項(xiàng)工程的施工任務(wù)后，對(duì)本院現(xiàn)已投入使用的水域工程船進(jìn)行了分解篩選，認(rèn)為完成該工程面臨最大的難題是在用的工程船，都不具備可拆解組裝性，強(qiáng)行拆解不但破壞了結(jié)構(gòu)，而且拆解組裝難度大、時(shí)間長(zhǎng)、不易恢復(fù)原設(shè)計(jì)強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)，成本過大，并存在著陸路運(yùn)輸更大的難題。鑒于上述原因，我院決定自行設(shè)計(jì)制造小型雙體組裝式工程清渣船，用于此項(xiàng)工程的施工。設(shè)計(jì)建造工作于2009年3月初開始，于同年6月底完成全部設(shè)計(jì)建造設(shè)備配套與安裝工作。于7月初拆解并運(yùn)抵大伙房水庫(kù)，進(jìn)行拆解后的第一次組裝下水應(yīng)用。

1 研制目標(biāo)與時(shí)間要求

1.1 研制目標(biāo)

為滿足該工程施工條件要求，小型雙體組裝式工程鉆探清渣船研制設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下條件要求、

1）為施工機(jī)器設(shè)備的安裝，人員、材料店提供足夠的作業(yè)存放空間，為水上施工作業(yè)提供安全可靠的工作平臺(tái)；2）總體給設(shè)計(jì)要求滿足適用、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便快捷的拆解組裝性能；3）總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求拆解部件要少，單一部件質(zhì)量要輕，最大外形尺寸應(yīng)滿足陸路運(yùn)輸條件要求；4）雙體應(yīng)有防破艙設(shè)計(jì)，滿足水域施工時(shí)對(duì)船舶安全性、機(jī)動(dòng)要強(qiáng)、在滿足施工條件最大化，控制總質(zhì)量要最小。

1.2 研制工作時(shí)間要求

依據(jù)施工期要求，小型雙體組裝式工程鉆探淸渣船的研制與制造工作也需滿足時(shí)間條件的要求，設(shè)計(jì)與制造工作在2009年6月初完成，在6月底前完成了設(shè)備配套安裝。7月初拆解運(yùn)抵大伙房水庫(kù)進(jìn)行組裝，等待汛期水庫(kù)蓄水水位上漲時(shí)，將小型雙體組裝式工程鉆探淸渣船自浮于水面，并進(jìn)入施工區(qū)水域，于7月下旬正式投入工程施工實(shí)踐。

2 工程鉆探淸渣船簡(jiǎn)介

2.1 主要用途

該設(shè)備是作為水域施工時(shí)機(jī)械設(shè)備、人員、材料的裝載工作平臺(tái)。主要適用于內(nèi)陸水域，一般水域工程船不能進(jìn)入的江河、湖泊、水庫(kù)等水域展開各類勘察，工程爆破鉆探施工，根據(jù)施工實(shí)際要求，可隨需要進(jìn)行改造安裝，來完成其他水域的工程施工。其適用范圍可以進(jìn)一步擴(kuò)大。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)

小型雙體組裝式工程鉆探淸渣船主要特點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采取了雙浮體鋼制結(jié)構(gòu)；2）為鉆探、清渣作業(yè)所需要設(shè)備機(jī)器安裝存放、人員的做作業(yè)等提供可靠的安裝工作平臺(tái)。；3）具有很好的水上工作穩(wěn)定性；4）拆裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便快捷、便于陸路運(yùn)輸。

3 主要部件結(jié)構(gòu)作用

3.1 左右舷體

為滿足陸路運(yùn)輸和水上作業(yè)的需求條件，設(shè)計(jì)時(shí)將左右舷體設(shè)計(jì)成對(duì)稱的單浮體，舷體的內(nèi)側(cè)高于外側(cè)，并設(shè)計(jì)有3組加強(qiáng)連接座4組輔助連接座，左右舷體主要作用是承擔(dān)所有外加載荷能力，并具有一定的儲(chǔ)備能力。

3.2 加強(qiáng)連接梁

加強(qiáng)連接梁是由3組H型鋼組合焊接而成，通過3組加強(qiáng)連接梁兩端的連接孔，通過M24×70×50的高強(qiáng)焊槍48，將左右舷體連接成一個(gè)整體，3組加強(qiáng)連接梁主要作用是連接左右舷體，承擔(dān)施工機(jī)器安裝及工作承載。

3.3 鋼質(zhì)輔助梁

鋼質(zhì)輔助梁采用166槽鋼制成兩段鉆有3個(gè)鏈接孔∮18，于左右舷體上的連接座孔，通過3組6套M16×50高強(qiáng)梁柱緊固成一體，主要起板品面的安裝輔助支撐作用，左右舷體的輔助連接支持作用。

3.4 加強(qiáng)連接板

加強(qiáng)連接板采用S=20mm的鋼板加工而制，每4塊連接板為1組，作為加強(qiáng)連接梁鏈接左右舷體的加強(qiáng)板，3組共計(jì)12塊。每塊M24×90×50高強(qiáng)梁柱組，6×4=24套緊固，是左右舷體鏈接的更加可靠。

4 主要技術(shù)參數(shù)

4.1 左右舷體基礎(chǔ)參數(shù)

1）單體長(zhǎng)度 L=12.0m；2）單體寬度 B=2.3m；3）單體外舷側(cè)高 h1=1.50m；4）單體內(nèi)弦側(cè)高 h2=1.54m。

4.2 左右舷體組合后尺寸參數(shù)

1）船長(zhǎng) L=12.0m；2）船寬 B=8.0m；3）吃水深：船首吃水深 T1=0.9m，船尾吃水深 T2=1.0m；4）總質(zhì)量 G總≤50t。

5 主要設(shè)備機(jī)器配置

5.1 工程鉆探船配置

1）以我院現(xiàn)有并在水域工程鉆探施工普便使用的SPJ-300型轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)2臺(tái)套作為工程鉆探船上的安裝爆破成孔設(shè)備，鉆孔間距為2.0m；2）每臺(tái)鉆機(jī)配置一座A字型方形無縫鋼管焊接制成的鉆塔一座（詳見圖）所示，前塔腳互立為90°，后為斜角并焊有后支撐，后支撐桿兩端為鉸接。塔底腳于機(jī)座用螺栓緊固。結(jié)構(gòu)輕巧，便于拆裝，安全可靠；3）成孔工藝采用∮146護(hù)管跟進(jìn)∮125潛孔鍾沖擊回轉(zhuǎn)鋁世工藝，井內(nèi)鉆桿采用∮76×3000mm；4）配備一臺(tái)電動(dòng)機(jī)中風(fēng)壓空壓機(jī)組，壓力1.4Pma/cm2，產(chǎn)氣量21m3/min，作為沖壓回?fù)艋剞D(zhuǎn)鉆進(jìn)空氣動(dòng)力液；

5.2 清渣船配置

1）淸渣船配置1臺(tái)3DPJ-55耙礦絞車一臺(tái)，功率為55kW，電機(jī)為Y250M-4B35，電機(jī)轉(zhuǎn)速1480r/min，作為耙礦工作元卷?yè)P(yáng)機(jī)，安裝在清渣船上；2）配置一只自制雙齒面耙斗，斗容0.6m3，斗重為860kg的耙斗，作為水下清渣用耙斗；3）配備一艘清渣作業(yè)耙斗回拉船，為我院自制用于水域勘察施工，可拆解組裝船作為鉚斗回拉卷?yè)P(yáng)機(jī)工作平臺(tái)，卷?yè)P(yáng)采用BJ-800型巖心鋁機(jī)卷?yè)P(yáng)，作為耙斗回拉動(dòng)力卷?yè)P(yáng)機(jī)。電機(jī)功率22kW，轉(zhuǎn)速1450r/min；4）自制一點(diǎn)浮筏，供人員施工材料上下，其次作為船水上運(yùn)輸用，此浮筏采用鋼制框架結(jié)構(gòu)焊接?？刹鹦侗阌谶\(yùn)輸，并配有一臺(tái)10PH船用艉掛機(jī)一臺(tái)，使用方便機(jī)動(dòng)性較好；5）小型組裝式工程鉆探清渣船，各配置了4臺(tái)電動(dòng)錨絞車，功率為15kW，破土拉力為20kW，分別安裝于左右舷體的中間部位。作用是為解決施工時(shí)，工程施工船水面精確定位，水面固定作用。

6 實(shí)踐與應(yīng)用情況

小型雙體組裝的式工程鉆探淸渣船于2009年6月底完成全部建造組裝與設(shè)備配套安裝工作，于7月初拆解并運(yùn)抵大伙房水庫(kù)，進(jìn)行拆解后第一次組裝下水，經(jīng)過實(shí)踐觀察測(cè)量，全部滿足設(shè)計(jì)要求的條件，一些重要的參數(shù)接近滿足初始設(shè)計(jì)條件要求。左右舷體外側(cè)甲板頂面至吃水線平面垂直距離一直，船艉吃水深接近設(shè)計(jì)吃水深度線，正式用于工程使用。工程鉆探船于7月19日開始進(jìn)行爆破鉆探施工，7月25日完成第一層爆破鉆孔施工，8月1日清渣船開始清渣作業(yè)，兩艘工作船交替施工，經(jīng)過3個(gè)分擔(dān)，共7層爆破鉆探和清渣工序，循環(huán)，于2010年10月底完成全部工程，水下清渣效果達(dá)到了預(yù)想效果，取水口前沿引水溝槽爆破清渣經(jīng)一次驗(yàn)收通過，施工效果滿足相關(guān)規(guī)范要求，質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

小型雙體組裝式工程鉆探淸渣船，在長(zhǎng)達(dá)一年半的時(shí)間里，經(jīng)歷了一次冰凍期惡劣等條件，2009年11月20日在這之前，我們采取在工程船四周加厚度為10cm的塑料發(fā)泡保溫板保護(hù)措施很好的解決因水面結(jié)冰產(chǎn)生的鼓脹壓力損壞工作船體，造成船體變形，焊接縫開裂現(xiàn)象產(chǎn)生，經(jīng)過冰凍達(dá)1.0m，長(zhǎng)達(dá)4個(gè)多水的惡劣環(huán)境條件的考驗(yàn)，在2011年春季水庫(kù)水面融化后檢查工作船外部沒有發(fā)生用肉眼可見的變形，進(jìn)入水密艙內(nèi)沒有發(fā)生一處滲水點(diǎn)。證明沒有焊接開裂,該工程實(shí)際完成爆破鉆孔7800多個(gè)，鉆孔共計(jì)完成水下清渣石方量3.4m2之多。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值1300多萬元。

2011年初小型雙體組裝式工程鉆探清渣船，經(jīng)過再次拆裝改造安裝，分別用于遼寧東港市大孤山海域漁碼頭，海上工程勘鉆探。山東省膠州灣少海湖游船航道加深，水下爆破清渣工程經(jīng)過多次的拆解、運(yùn)輸、組裝性能可靠、安全適用，分解組裝方便快捷，便于陸路運(yùn)輸，適用性比較廣泛。

7 結(jié)論

通過不同類型工程的實(shí)際應(yīng)用，小型雙體組裝式工程清渣船，不僅具有實(shí)用性強(qiáng)，而具有可依工程需要進(jìn)行改裝成其它工程施工用船，雙體連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接可靠、安全性能好，工作穩(wěn)定性好、拆解組裝方便快捷、有利于作業(yè)施工，適于陸路長(zhǎng)距離運(yùn)輸。是內(nèi)陸水域開展各種水上工程建設(shè)、工程勘察、工程勘探等施工作為有力的支撐設(shè)備，具有廣泛的推廣使用價(jià)值。

[1] 劉凡柏.“鹽湖探險(xiǎn)一號(hào)”鉆機(jī)的使用及改進(jìn)[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2004，8.

[2]張緒芬，劉海波.SQY-1型水文水井定深取樣器的研制于應(yīng)用，2010，37(7)：37-38.

[3]TGSD-50型聲頻正東取樣鉆機(jī)的研制.

[4]張培峰，朱文鑒.采礦工程[J].巖土鉆掘工程，2011，38(1)：35-38.