III Tàu ngoạm khụng chõn vịt 2002 Singa po 60,00 20,00 4,00 2,
5. Đầu nối dạng xếp; 6 Đầu hỳt; 7 Ống thải bựn; 8 Thiết bị đẩy.
1) Cấu tạo và tớnh năng * Gầu xới hỳt:
Gầu xới hỳt chủ yếu bao gồm gầu xới và ống hỳt tạo thành. Theo vị trớ lắp đặt khỏc nhau, gầu được chia thành 4 loại: Gầu đuụi, gầu giữa, gầu bờn và gầu hỗn hợp.
Loại gầu đuụi và gầu giữa lắp đặt gầu ở rónh mở của thõn tàu, dựng ống hỳt cứng, bố trớ cần gầu để đỡ và cố định ống hỳt bựn, được treo giỏ lắp riờng và mỏy nõng hạ gầu điều khiển.
Gầu bờn lắp đặt ở hai bờn sườn tàu, nối với ống hỳt mềm (cỏc đoạn ống cứng được nối với nhau bằng ống cao su), đồng thời bố trớ giỏ treo và mỏy tời điều khiển nõng hạ.
Miệng gầu là thiết bị dựng để trực tiếp xới bựn của tàu hỳt bụng. Do tớnh chất khỏc nhau mà chủ yếu cú hai loại miệng gầu là loại gầu răng và loại ống xúi.
Gầu răng là loại gầu dựng răng để xới đất, sử dụng trong trường hợp đào đất cứng. Loại gầu ống xúi là loại ống cú ống xúi thủy lực ỏp cao, miệng gầu phủ lờn lớp bựn, ống xúi xới bựn lờn, dựng lực hỳt của bơm hỳt bựn vào ống, sử dụng khi nạo vột với đất mềm.
* Mỏy bơm bựn:
Mỏy bơm bựn của tàu hỳt bụng là loại mỏy bơm ly tõm cột nước thấp, lưu lượng lớn. Thụng thường chỉ bố trớ một mỏy bơm, cũng cú khi sử dụng một mỏy chớnh hoặc cú khi sử dụng hai mỏy bơm luõn lưu. Tàu hỳt bựn lắp gầu hỳt bựn hai bờn thỡ cú 2 mỏy bơm, giữa hai mỏy bơm cú thể nối thụng nhau. Để đề phũng hỳt chất nổ vào phỏ hoại mỏy bơm và phỏ hoại cỏc bộ phận khỏc, khoang mỏy bơm bựn thường được đặt cỏch ly với cỏc bộ phận khỏc.
* Khoang chứa bựn và bơm bựn:
Thụng thường, khoang chứa bựn được lắp đặt tại phần giữa của tàu hỳt bựn, dung tớch của nú được xỏc định tựy theo kớch cỡ và yờu cầu của tàu hỳt bựn. Số lượng cú thể biến thiờn từ mấy cửa đến mấy chục cửa. Cửa thoỏt bựn cú 2 loại là cửa mở vào trong và cửa mở ra ngoài. Mỗi cửa thoỏt bựn cú thể đúng mở riờng biệt hoặc đúng mở liờn hoàn.
Phớa trờn cỏc khoang chứa bựn bố trớ cỏc rónh tràn đối xứng hai bờn, dựng để thải bựn loóng phớa trờn khi đầy khoang. Cú lỳc sử dụng cỏc rónh này cho việc chảy tràn hai phớa khi thi cụng.
2) Phương phỏp thi cụng
Tàu hỳt bụng thụng thường thi cụng theo phương phỏp đào dọc, trước lỳc thi cụng cần bố trớ cỏc đạo tiờu (phự tiờu và định tiờu), tàu hỳt bựn ở trong luồng đào nhắm đạo tiờu chuẩn, vừa đi vừa hỳt.
* Thi cụng theo phương phỏp chứa bụng:
Đõy là phương phỏp thi cụng cơ bản thường dựng. Khi thi cụng, vừa đào bựn vừa hỳt vào khoang chứa. Sau khi bựn đầy khoang, cho chảy tràn để bựn trong khoang đạt đến nồng độ nhất định rồi mới vận chuyển đến vị trớ đổ bựn. Phương phỏp này được sử dụng trong điền kiện khu đổ bựn thiết kế ở phụ cận đồng thời thỏa món yờu cầu đi lại và quay đầu của tàu.
Nồng độ bựn trong khoang chứa ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất đào. Núi chung cần nõng cao nồng độ bựn trong khoang chứa, nhưng khụng phải bất kỳ trường hợp nào cũng phải đạt đến nồng độ lớn nhất trong khoang chứa. Cỏc chất đất khỏc nhau thỡ nồng độ yờu cầu trong khoang chứa khỏc nhau. Khi khu vực đổ bựn ở tương đối xa, thời gian vận chuyển bựn chiếm tỷ lệ lớn thỡ nếu tăng thời gian chảy tràn để nõng cao nồng độ bựn thỡ cú lợi cho việc nõng cao năng suất đào. Khi đổ bựn ở khu vực tương đối gần, nếu chạy theo việc nõng cao nồng độ bựn trong khoang chứa thỡ sẽ giảm hiệu suất đào luồng. Vỡ vậy, cần xỏc định một thời gian hỳt bựn vào khoang kinh tế nhất để đạt hiệu suất đào luồng lớn nhất.
* Thi cụng theo phương phỏp xả hai bờn:
Theo phương phỏp này, dung dịch bựn được bơm hỳt lờn khụng chứa vào khoang chứa mà trực tiếp xả ra ngoài theo hệ thống cỏc lỗ bố trớ hai bờn mạn. Phương phỏp này
chậm so với tốc độ đào bựn đồng thời cú thể lợi dụng sức xúi của dũng chảy để xúi sõu luồng đào thỡ phương phỏp này cú thể tiết kiệm thời gian đi về so với tàu hỳt bụng, tập trung lực lượng để cú thể thụng luồng qua ngưỡng cạn. Hơn nữa, do bựn khụng chứa vào khoang, mớn nước của tàu hỳt nhỏ, do đú cú thể thi cụng ở ngưỡng cạn cú độ sõu bộ.
* Thi cụng theo phương phỏp phun thổi:
Khi thi cụng, đưa bựn vào trong khoang chứa và dựng bơm bựn của tàu để đưa bựn đến vị trớ san lấp. Phương phỏp này bị hạn chế bởi đặc tớnh của bơm, thường sử dụng ở nơi cú vị trớ san lấp gần.
3) Tớnh toỏn khối lượng nạo vột
* Cụng thức tớnh toỏn: Khi sử dụng phương phỏp thi cụng chứa bụng thỡ khối lượng bựn mang trong khoang chứa Vc(m3) được tớnh toỏn như sau:
w g m m c . V W V γ − γ γ − = (9.1) Trong đú: m
W _ Tổng trọng lượng của bựn chứa trong khoang (N) bằng lượng gión nước sau khi chứa bựn trừ đi tự trọng của tàu hoặc cú thể lợi dụng thước đo mớn nước hay thiết bị chỉ thị lượng bựn chứa trong khoang để xỏc định);
V_ Dung tớch khoang bựn (m3), tức là dung tớch tương ứng với cỏc mức độ tự mở khỏc nhau của cửa tràn;
g
γ _ Dung trọng của đất tự nhiờn cần nạo vột (N/m3); w
γ _ Dung trọng của nước tại nơi nạo vột (N/m3). * Theo phương phỏp thi cụng thải bựn hai bờn:
Theo phương phỏp thi cụng này, lượng thải bựn được tớnh toỏn theo cụng thức sau: t
Q
Vb = ρ (9.2)
Trong đú:
Q_ Lượng thải ra từ hai phớa (m3);
t_ Thời gian duy trỡ của cụng tỏc thải (h);
ρ_ Nồng độ của dung dịch bựn, tớnh theo % của khối đất tự nhiờn chứa trong dung dịch bựn (%).
4) Phạm vi ứng dụng
Tàu hỳt cú cỏc đặc điểm sau:
- Tàu lớn, năng lực chống giú tốt;
- Khi thi cụng tỏc nghiệp đơn chiếc, ớt thiết bị phụ trợ;
- Khi tỏc nghiệp khụng ảnh hưởng đến việc đi lại của tàu thuyền trờn luồng và hoạt động của bến cảng;
- Cú thể căn cứ vào sự cần thiết để tiến hành hỳt bựn ở bất kỳ đoạn luồng nào, trong quỏ trỡnh thi cụng cú thể sử dụng vựng đó hỳt xong để đưa dần vào sử dụng.
Căn cứ vào cỏc đặc điểm trờn, tàu hỳt bụng thớch hợp cho thi cụng nạo vột đối với loại luồng hẹp và dài. Đối với luồng tàu của cảng biển, cửa sụng, cú thể thi cụng trong điều kiện cú súng và giú. Đối với vựng cú nhiệm vụ vừa đào vừa san lấp thỡ sử dụng tàu hỳt bụng cũng tương đối phự hợp. Cú thể đào bựn bồi tớch, đất pha cỏt, cỏt… nhưng đào bựn bồi tớch thỡ năng suất là lớn nhất. Tuy nhiờn tàu hỳt bụng là tàu lớn, yờu cầu khu vực thi cụng cú độ sõu và vựng quay tàu đủ rộng. Ngoài ra sau khi nạo vột xong, độ bằng phẳng đỏy luồng tương đối kộm.
9.3.1.3. Tàu cuốc gầu và phương phỏp thi cụng của nú
Tàu cuốc gầu (hỡnh 9.7) là thiết bị nạo vột sử dụng pa lăng kộo dõy chuyền gầu (dung tớch 0,1ữ0,8m3) chuyển động liờn tục để đào bựn dưới đỏy luồng (độ sõu 12ữ15m). Dựa vào thiết bị và phương phỏp thải bựn khỏc nhau, cú thể chia tàu cuốc thành 3 loại:
Hỡnh 9.7. Sơ đồ tàu cuốc gầu.
1. Thõn tàu; 2. Cần gầu; 3. Thỏp nõng hạ; 4. Pa lăng dưới; 5. Pa lăng trờn; 6. Thỏp cần gầu; 7. Xe tời; 8. Mỏy chủ; 9. Phũng lũ; 10. Gầu cuốc bựn. 6. Thỏp cần gầu; 7. Xe tời; 8. Mỏy chủ; 9. Phũng lũ; 10. Gầu cuốc bựn.
1) Tàu cuốc gầu đổ bựn qua sà lan
Là loại tàu phổ biến nhất hiện nay, bựn được gầu xỳc đưa lờn đến đỉnh rồi đổ vào mỏng thải và chuyển sang xà lan bờn cạnh tàu cuốc. Sà lan vận chuyển bựn đến khu đổ bựn và rút xuống hoặc thổi bựn từ xà lan đến vị trớ đổ bựn.
2) Tàu cuốc gầu cú bơm bựn
Bựn đất được gầu mỳc lờn đổ vào trong khoang bựn của tàu, dựng nước trộn thành dung dịch bựn và bơm dẫn bựn cỏt qua ống xả để đưa đến khu đổ bựn.
3) Tàu cuốc gầu đổ bựn qua giỏ đỡ cao
Bựn đất được gầu xỳc lờn đổ vào mỏng đặt trờn giỏ đỡ cao hoặc băng chuyền để dẫn đến khu đổ bựn. Tàu cuốc gầu thường là phi tự hành và sử dụng phương phỏp thi cụng đào ngang, đào ngược hoặc xuụi dũng chảy. Khi đào bựn, thường sử dụng một neo chủ ở
Căn cứ vào điều kiện thi cụng luồng đào khỏc nhau, phương phỏp đào ngang chủ yếu cú 3 loại sau:
- Phương phỏp đào ngang song song (hỡnh 9.8): Phương phỏp này dựng cho trường hợp luồng tương đối rộng và nơi dũng chảy cú vận tốc lớn. Nhưng với phương phỏp này, do lượng bựn đất chứa trong gầu ớt và di chuyển thõn tàu khú khăn dẫn đến hiệu suất đào và năng suất đào của tàu khụng cao.
Hỡnh 9.8. Phương phỏp đào song song.
- Phương phỏp đào ngang hướng xiờn (hỡnh 9.9): Ưu điểm của phương phỏp này là dũng chảy cú ỏp lực ngang đối với thõn tàu, cú lợi cho việc di chuyển ngang và dễ mỳc bựn đầy gầu, tạo đường biờn tương đối chớnh xỏc. Đõy là phương phỏp thường dựng nhất.
Hỡnh 9.9. Phương phỏp đào ngang theo hướng xiờn 1, 2, 3, 4 là cỏc vị trớ của tàu đào.
- Phương phỏp đào ngang hỡnh quạt (hỡnh 9.11): Phương phỏp này thớch hợp cho trường hợp đường mộp nước của luồng đào cú độ sõu nhỏ hơn mớn nước của tàu cuốc, luồng đào hẹp, chiều rộng luồng bằng chiều dài của tàu cuốc.
Hỡnh 9.10. Phương phỏp đào ngang hỡnh quạt.
Bất kể sử dụng phương phỏp nào thỡ tốc độ di chuyển của tàu cũng như tốc độ theo phương ngang và khoảng cỏch dịch chuyển về phớa trước cũng phải phối hợp chớnh xỏc để đạt độ chứa bựn của gầu xỳc là lớn nhất.
Tốc độ vận chuyển của băng chuyền gầu được tớnh toỏn bằng số lần lộ ra khỏi mặt nước của gầu trong một phỳt. Nhõn tố ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ của gầu là chất đất. Chất đất ảnh hưởng trực tiếp đến độ dày của gầu xỳc và mức độ làm sạch, do đú đối với loại đất cứng cú lực khỏng cắt lớn và với đất sột cú lực dớnh lớn cần phải giảm tốc độ di chuyển của băng chuyền gầu, cũn lỳc thi cụng ở lớp đất mỏng, xốp, cho tốc độ di chuyển tăng lờn.
Tốc độ di chuyển ngang của băng gầu được tớnh toỏn bằng chiều dài của dõy neo bờn cạnh do xe tời kộo về trong một phỳt. Thường tốc độ di chuyển 6ữ8m/phỳt, nếu tốc độ di chuyển ngang quỏ cao sẽ làm tốc độ xỳc gầu tăng lờn dẫn đến bỏ sút, thậm chớ làm cho gầu cú thể bị trượt ra ngoài pa lăng.
Khoảng cỏch tiến về phớa trước được tớnh bằng chiều dài của cỏp neo đuụi do tời thu vào. Để làm cho gầu xỳc được đầy cần phải cú một khoảng cỏch tiến về phớa trước thớch hợp. Khoảng cỏch tiến về phớa trước thớch hợp được xỏc định bởi khoảng cỏch chạm đỏy của băng chuyền gầu bằng khoảng cỏch giữa hai điểm cắt nhau giữa đường nằm ngang thấp nhất của miệng gầu và dõy cung rủ xuống (hỡnh 9.11).
Hỡnh 9.11. Sơ đồ tớnh toỏn khoảng cỏch chạm đỏy của băng chuyền gầu.
Nếu thi cụng ở nơi cú chiều dày bựn lớn và chất đất rắn thỡ khoảng cỏch tiến về phớa trước khụng nờn quỏ lớn (thường 0,3ữ0,5m). Bởi khoảng cỏch tiến quỏ lớn thường sinh ra hiện tượng mỏy chủ nhảy cầu dao hoặc quỏ tải. Trong điều kiện thi cụng là lớp đất mềm và mỏng, khoảng cỏch tiến về phớa trước cú thể dài hơn (khoảng 0,6ữ0,8m), nhưng khụng được vượt quỏ khoảng cỏch tiếp đỏy của băng gầu để đảm bảo độ bằng phẳng của lạch đào. Đối với loại đất mềm thỡ khoảng cỏch tiến về phớa trước cú thể đạt (1,8ữ2m).
Do độ chớnh xỏc nạo vột cao nờn thường dựng phương phỏp này để nạo vột vũng nước trước bến, nền múng cụng trỡnh thủy cụng…
9.3.1.4. Tàu cuốc ngoạm và phương phỏp thi cụng của nú
Cơ cấu cụng tỏc của tàu cuốc ngoạm cũng giống như mỏy ngoạm đất (hỡnh 9.12). Tàu cuốc ngoạm cũng cú loại tự hành và phi tự hành: loại tự hành thường cú khoang chứa bựn, sau khi chứa đầy bựn vào khoang thỡ tàu chở đến khu đổ quy định rồi đổ bựn ra; loại phi tự hành thỡ dựng xà lan để chở bựn đi đổ. Tàu cuốc ngoạm thụng thường được định vị bởi 1 neo chủ và 4 neo biờn để đào luồng và chia dải ra để thi cụng theo phương phỏp đào ngang. Chiều rộng của mỗi dải được quy định bởi bỏn kớnh cụng tỏc của gầu ngoạm, thường từ (8ữ10m). Chiều sõu đào bựn của tàu cuốc ngoạm thường lớn hơn 20m, nhưng do khú khống chế độ sõu hạ gầu nờn độ chớnh xỏc và bằng phẳng của đỏy luồng sau khi nạo vột rất thấp, độ vượt sõu đỏy luồng thường lớn. Để nõng cao chất lượng luồng đào thỡ quỹ tớch đào của mỗi gầu nờn cú mấy lần đào trựng nhau, tức là khoảng cỏch tiến lờn của tàu cuốc gầu ngoạm khụng nờn vượt quỏ chiều dài của gầu ngoạm (hỡnh 9.13).
Hỡnh 9.12. Sơ đồ cấu tạo tàu cuốc ngoạm.