基于水射流技术的船舶锚缆缠绕物清除方法研究

时间：2020-12-18 12:10:35　来源：雅意学习网本文已影响人

　　【摘要】为了保证航标持续发挥作用，应及时清除浮标锚缆缠绕物。现阶段主要是依靠人工来清理浮标锚缆缠绕物，需要投入大量人力和时间。首次提出基于水射流技术的船舶锚缆缠绕物清除方法，利用高速水射流切割技术来清除浮标锚缆缠绕物。它具有无转动部件，取材方便，安全、环保，工作效率较高，特别是几次切割后不存在缠绕到下一个浮标锚缆的可能性，还可极大降低清漂人员的工作强度。
　　【关键词】浮标锚缆；缠绕物；切割方法；水射流
　　三峡工程175米蓄水后，库区水位抬高，而库区河段浮标较多，一般设置在桥区、地形复杂或河心碍航礁石处，在汛期陡涨水和高洪水位期，江面漂浮物众多，在水流作用下经常缠绕航标缆绳，造成浮标移位、流失或翻沉，为确保浮标正常，提高航标维护正常率，航道管理部门长期以来均采用人工方式清除锚缆上的缠绕物，由于缠绕物数量多，种类繁杂，而清除工具主要以铁钩、砍刀、锯子等为主，导致清除效率低下，作业人员劳动强度非常大，并且存在一定的安全隐患。如何清除汛期航标缠绕物已成为航道维护最迫切的问题。因此需要对缠绕物的清除方法进行深入研究，探寻更快更安全的清除缠绕物的方法，不仅在三峡库区等复杂航段具有现实意义，对国内其他内河航道的航标维护也有非常重要的意義。
　　1、前期研究成果
　　通过实地调研走访长江航道一线管理人员、航道专家和航道班组人员交流后对各种解决方案进行了深入研究，由于缠绕物类别众多，有树枝、竹子，玉米杆、编织袋、塑料、渔网、动物残骸等数百种物质，以前试验所采用的常规机械切割方式均不能同时满足不同种类物体的切割要求，需要寻求一种切割材质广泛，效率高的切割方式，研究过程中曾经采用激光切割设备，虽能切割各种材料，但水中的缠绕物经过浸泡，含水量很大，极大地影响激光切割的效率。通过研究发现，目前世界上刚发展起来的水刀切割技术可以实现对水中不同种类物体的切割，且具有较高的切割效率和经济性，能满足本项目需求。前期研究成果与存在的问题如表1所示。
　　2、实施方法
　　便携式手持水刀切割器由增压泵、混合器及手持水枪等部分组成。增压泵和混合器可以放置在航标艇的艏尖舱内中，高压软管从甲板开孔处引出并与其手持水枪相连，高压软管通过加装保护装置其长度可达50m，增大了手持水枪的移动范围和便携性，可以满足360度无死角位置的切割需要。使用时，作业人员可将手持水枪带到浮标上，根据实际缠绕情况进行切割。
　　3、可行性分析
　　1）有效性
　　该方案采用的水射流切割技术，其切割范围广，软硬材质均可进行有效切割，切割物品种类涵盖长江上绝大部分缠绕物类型。切割效率高，受环境影响小，适用与清除锚缆缠绕物作业，且简单、有效。
　　2）可靠性
　　该方案采用的水刀切割机，技术成熟、设备可靠。在加工、清洁、切割、除锈等行业已经广泛推广。将该方案应用与水上漂浮物的切割，是可行、可靠的。
　　3）实施成功率
　　水刀切割技术，其技术成熟，操作简单，受切割材质影响小等优点已被社会各界所认可。该方案在原有成熟技术上进行改造，在切割方式和方法、多模块化切割技术等方面进行创新，依托原有技术，满足锚缆缠绕物的切割要求，在现有成熟设备上改进，可大大提高改造成功率。
　　4、结论
　　1）便携式手持水刀切割方法仅需在航标艇上安装一套该装置，无需在每座浮标上安装任何装置，极大的降低了每座浮标上安装设备的成本，同时效率提高10-15倍，大大降低了清除缠绕物的燃油消耗。
　　2）该方法具有无转动部件，取材方便，安全、环保，工作效率较高，特别是几次切割后不存在缠绕到下一个浮标锚缆的可能性，还可极大降低清漂人员的工作强度。
　　参考文献：
　　[1] 蒋明贵. 三峡库区浮标锚缆悬挂杂物清除技术研究[R]. 重庆：长江航道局， 2012.
　　[2] 李学海. 葛洲坝枢纽漂浮物现状调查及治理对策探讨[J]. 人民长江， 2008，（7）： 57-59
　　[3] 孟遂民. 三峡工程漂浮物综合治理研究[J]. 水力发电， 2002，（12）： 8-9

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