耙吸挖泥船(英文名:Trailing suction hopper dredger),是一種自航自卸式的水力挖泥船,它的船體結構和外形與一般的運輸船舶相似,配備耙頭等挖掘機具和水力吸泥裝置,通常在兩側布置耙臂,耙臂后端安裝了挖掘耙頭,前端通過彎管與泥泵連接,作業時通過懸吊系統將耙臂下降,使耙頭與疏浚工作面接觸,拖動耙臂進行耙松和挖掘作業,挖掘土料通過泥泵抽吸,裝入自身的泥艙中,再運至卸泥區通過底部的泥門拋泥或通過艏部的排泥管系吹到指定區域。
世界上第一艘耙吸挖泥船是1855年在美國建成的“General Moultry”,采用錨泊定位定點作業。1878年,荷蘭建成的“Adam II”耙吸挖泥船采用自航作業。20世紀70年代之后,為了適應大型工程的需求,耙吸挖泥船日趨大型化。中國的耙吸挖泥船設計建造要比西方國家晚,1971年,中國建成了4500m3的耙吸挖泥船,開始進入此類船型的自主研發階段。2002年,中國成功實現大型貨改耙,建成了12000m3的“新海象”和13000m3的“新海鯨”。進入21世紀后,隨著中國國民經濟的快速發展,港口航道、沿海工業基地的建設需求促進了大型耙吸挖泥船的研制。中國國內的大型耙吸挖泥船主要由中國船舶及海洋工程設計研究院設計。2007年,中國第一艘自主研制的大型耙吸挖泥船“新海獺”建成。2011年,中國建成第一艘20000m3巨型耙吸挖泥船“通途”。2016年,Jan de Nul集團建成了艙容46000m3的超巨型耙吸挖泥船“CRISTOBAL COLON”及其姐妹船“LEIV EIRIKSSON”,是目前世界上最大的耙吸挖泥船。2018年,中國建成第一艘全電力驅動的耙吸挖泥船“長鯨7”。2025年8月26日,中國自主設計研發的“通浚”輪和“浚廣”輪在啟東市成功下水。同年11月25日,“通浚”輪在中國黃海海域成功完成全部海上試驗項目。
耙吸挖泥船有單耙或對耙,分別布置于船中或兩側。耙吸挖泥船作業系統包括挖掘系統、泥泵及驅動系統、泥門系統以及溢流系統。耙吸挖泥船作業時不需要拋錨,不需要其他工程船輔助,對作業水域的通航影響較小。耙吸挖泥船最適合用于挖掘較為松軟、顆粒較小的淤泥和流沙,特別是挖淤泥時工作效率最高,但對于較硬和顆粒較大的黏土和砂石則難以挖掘,其作業效率會大幅度下降。
發展歷史
世界各國
世界上第一艘耙吸挖泥船是1855年在美國建成的“General Moultry”,采用錨泊定位定點作業。1878年在荷蘭建成的“Adam II”耙吸挖泥船采用自航作業,奠定了現代耙吸挖泥船的作業方式。20世紀70年代之后,為了適應大型工程的需求,耙吸挖泥船日趨大型化,特別是進入20世紀90年代后,各大疏浚公司為提高競爭力爭相制訂新船建造計劃,促進了大型耙吸挖泥船的迅猛發展。
1994年,ihc公司建成了17000m3的巨型耙吸挖泥船“Pearl River”,成為耙吸挖泥船向大型化發展的轉折點,該船分別在2002年和2006年進行了船體加長,實現了泥艙擴容,艙容增加到了24130m3,該船總長為182.22m,船寬為28m,型深為11.9m,滿載吃水10.6m,挖深達到120 m,總裝機功率為19061kW,推進功率為17280kW。2016年,Jan de Nul集團建成了艙容46000m3的超巨型耙吸挖泥船“CRISTOBAL COLON”及其姐妹船“LEIV EIRIKSSON”,是目前世界上最大的耙吸挖泥船。
中國發展
中國的耙吸挖泥船設計建造要比西方國家晚,1971年,中國建成了4500m3的耙吸挖泥船,開始進入此類船型的自主研發階段,此后,中國在耙吸挖泥船的設計技術、建造質量和工藝水平等方面都取得了明顯提升,2002年,成功實現大型貨改耙,建成了12000m3的“新海象”和13000m3的“新海鯨”。進入21世紀后,隨著中國國民經濟的快速發展,港口航道、沿海工業基地的建設需求促進了大型耙吸挖泥船的研制。中國國內的大型耙吸挖泥船主要由中國船舶及海洋工程設計研究院設計。
2007年,建成了中國第一艘自主研制的大型耙吸挖泥船“新海獺”,該船總長為150.7m,型寬為27m,型深為11m,航速16.2kn,泥艙艙容為13500m3,采用一拖三復合驅動。2011年,中國建成第一艘20000m3巨型耙吸挖泥船“通途”,該船總長為160.3m,船寬為30m,型深為15m,總裝機功率為22150kW,航速為15kn,最大挖深達到90m。2018年,中國建成第一艘全電力驅動的耙吸挖泥船“長鯨7”,該船船長為120.3m,型寬為24.8m,型深為9.6m,最大艙容為9000m3。
2023年12月,由上海航道局投資、疏浚技術研究中心總包,振華重工建造的國內首型、全球最大、中國自主研制的15000立方米艙容雙燃料動力耙吸挖泥船“新海鱘”輪在啟東市下水,作為國內首艘雙燃料動力的挖泥船,該船總長155.7米、型寬32米、型深13.5米,滿載吃水9.9米,設計泥艙最大艙容17000立方米,配備了國內先進、智能化程度最高的“一鍵疏浚”和“浚駕合一”系統,首次在國內實現典型工況條件下的“無人疏浚”功能,同時該船也將首次在耙吸挖泥船搭載綜合智能管理平臺,集成智能機艙、智能航行、智能能效管理等系統,通過全船的集成化設計、安裝和控制,有效提升全船管理水平,提高施工效率,保障航行作業安全,是目前全球艙容最大的雙燃料動力挖泥船。2025年8月26日,中國自主設計研發的“通浚”輪和“浚廣”輪在啟東市成功下水,這兩艘35000立方米艙容等級的超大型耙吸挖泥船,一亮相就拿下“亞洲最大”“世界領先”的頭銜,堪稱疏浚領域的“國之重器”。11月25日,“通浚”輪在中國黃海海域成功完成全部海上試驗項目,已具備正式投產條件,會為中國海洋強國建設與“一帶一路”倡議相關工程提供核心裝備支撐。
分類
耙吸式挖泥船有單耙或對耙,分別布置于船中或兩側。耙吸式挖泥船機動靈活,效率高,抗風浪力強,適宜在沿海港口、寬闊的江面和船舶錨地作業,在風浪大又無掩護的濱海和河口地區,宜選用自航式耙吸挖泥船。適于松散和低于粘土硬度的土質作業。
工作原理
耙吸挖泥船是一種自航自卸式的水力挖泥船,它的船體結構和外形與一般的運輸船舶相似,配備耙頭等挖掘機具和水力吸泥裝置,通常在兩側布置耙臂,耙臂后端安裝了挖掘耙頭,前端通過彎管與泥泵連接,作業時通過懸吊系統將耙臂下降,使耙頭與疏浚工作面接觸,拖動耙臂進行耙松和挖掘作業,挖掘土料通過泥泵抽吸,裝入自身的泥艙中,再運至卸泥區通過底部的泥門拋泥或通過艏部的排泥管系吹到指定區域。
作業系統
綜述
耙吸挖泥船作業系統包括挖掘系統、泥泵及驅動系統、泥門系統以及溢流系統。
挖掘系統
挖掘系統包括耙頭、耙臂管、高壓沖水系統、帶波浪補償的耙臂懸吊系統。耙頭是耙吸挖泥船的主要作業設備,針對不同的土質和作業需求,現在開發出了多種耙頭形式。傳統的加利福尼亞州耙頭由一個固定部分和兩個獨立調節罩組成,主要依靠沖刷原理進行挖泥作業,可以適應不平整的泥面,缺點是泥漿濃度不高,產量低,加裝耙齒后能提高挖掘效率。被動耙頭由固定部分和調節罩組成,作業時靠耙頭的重量和彈簧支杠的壓力在一定幅度內緊貼泥面,遇到障礙物時調節罩能夠上下擺動,對疏松土質效果較好。主動耙頭的固定部分和調節罩之間有液壓油缸連接,可通過液壓油缸和拉桿遙控調節固定部分和調節罩的角度,從而調整耙齒入泥角度和進水量,提高不同土質的挖掘效率。
耙頭上的高壓沖水系統作業時可增大疏浚物的含水量,使疏浚物膨脹松散,進而提高挖掘效果;齒間的高壓沖水可提高耙齒的切削深度和寬度;耙頭內部的高壓沖水可增大補水,加強土質的液化效果。高壓沖水的實際效果取決于顆粒的間隙率、高壓沖水的壓力、流量及挖泥航速。高壓沖水也可以用于拋泥或吹填時的稀釋清艙工作。耙吸挖泥船的耙臂懸吊系統配備波浪補償器,主要由蓄能器和液壓缸組成,它和耙頭的提升鋼絲繩連接在一起,在施工過程中,能夠始終保持鋼絲繩處于張緊狀態,防止鋼絲繩出槽。通過調節波浪補償器的壓力,調節耙頭高度及其對泥面的有效壓力;在風浪環境條件下或海底泥面高低不平時,通過波浪補償器的緩沖作用,避免耙管和耙頭承受過大的沖擊載荷,保證挖泥設備的安全;對于不同硬度的疏浚物或不同的挖深要求,亦可通過調整波浪補償器壓力,調整耙頭的對地壓力,提高對不同土質的適應性和挖掘效率。
泥泵及驅動系統
耙吸挖泥船通過泥泵將疏浚物從海底吸排進泥艙,或從艙內吸取疏浚物進行吹填或艏噴。耙吸挖泥船配備有安裝在耙管上的水下泵和船體上的艙內泵,螺旋槳和泥泵是耙吸挖泥船作業的主要耗能設備,耙吸挖泥船泥泵的驅動方式多樣,有柴油機獨立驅動、一拖二、一拖三和全電力驅動等。柴油機獨立驅動方案中,螺旋槳和泥泵都采用各自對應的柴油機單獨驅動,如圖2-54所示,傳動效率高,不存在發電機、電動機造成的功率損失,泥泵和螺旋槳不存在互相影響,其轉速可獨立控制,但總裝機功率大,船舶初始投資成本高,設計中對布置空間要求高,使用中維護保養工作量大。
泥門系統
耙吸挖泥船泥艙裝滿后,航行至卸泥區打開底部的泥門,將艙內物料卸出船外。耙吸挖泥船的泥門型式有圓錐形泥門、平移泥門、箱型泥門等。圓錐形泥門航行時能夠保證泥艙完全封閉,卸載時往下伸出,超過船體基線,使得艙內物料迅速排出,此種形式沒有鉸鏈等易損構件,雜物不易阻塞排口,關閉泥門也不易造成損壞,但由于作業時需要將泥門下放,需要足夠的富裕水深,排泥速度較慢。平移泥門沒有突出船底的結構,沒有鉸鏈拉桿等構件,結構堅固,缺點是密閉性不好,容易出故障,維護困難,總拋泥空間也小。箱形泥門在卸泥時通過拉桿和鉸鏈打開,傾倒量大,卸泥速度快,但也需要足夠的富裕水深,且要注意密閉性問題。還有一種是開體形式,泥艙部分的船體做成類似抓斗的可開閉合形式,卸泥時把下船體支開,無須考慮額外水深,也不需要嚴格密封,卸泥效率高,但是結構復雜、造價高。
溢流系統
耙吸挖泥船通過溢流裝置及時排出艙內的不飽和泥漿,提高艙內疏浚物的沉積密度。耙吸挖泥船上的溢流裝置有容積固定式和定噸位式。容積固定式溢流系統采用的是固定高度的溢流閥,當泥艙裝載至船舶達到滿載吃水后,即刻停止耙吸裝艙作業。定噸位式溢流系統采用可調高度的溢流閥,當裝載接近或達到滿載吃水時,可通過降低溢流筒,排出泥艙上層的不飽和泥漿減小吃水,在保持總載重量不變的前提下,提高艙內疏浚物料的密度,增大裝載量。可調高度的溢流系統分為水面排放和船底排放,還有固定分擋式和液壓控制溢流筒高度式。此外還有裝有環保閥的環保溢流筒,可通過液壓缸控制環保閥,在環保要求較高的工程中,關小環保閥開度,減少溢流泥漿夾帶的空氣,從而減少溢流泥漿中土質顆粒在海域中懸浮的時間,減少對海域的污染。
優點及缺點
耙吸挖泥船作業時不需要拋錨,不需要其他工程船輔助,對作業水域的通航影響較小。耙吸挖泥船最適合用于挖掘較為松軟、顆粒較小的淤泥和流沙,特別是挖淤泥時工作效率最高,但對于較硬和顆粒較大的黏土和砂石則難以挖掘,其作業效率會大幅度下降。
各國挖泥船
截至2023年世界上30000 m3以上的超巨型耙吸挖泥船共有10艘,除了“INAI KENANGA”為馬來西亞的Inai Kiara公司所有,其他9艘都屬于歐洲的四大疏浚公司。
資料:
相關政策
2017年5月25日,中華人民共和國商務部海關總署發布《公告2017年第28號》根據《中華人民共和國對外貿易法》和《中華人民共和國海關法》的有關規定,為維護國家安全,經國務院批準,決定對滿足以下條件的耙吸式挖泥船實施出口管制:艙容大于或等于1500立方米,挖深大于或等于15米,且配備艏吹功能及相關裝置。
參考資料 >
198米“深海巨胃”來了!兩艘亞洲最大挖泥船下水.今日頭條.2025-08-27
超大型耙吸挖泥船海試完成 亞洲第一、世界第二!我國自主研制超大型耙吸挖泥船“通浚”輪海試成功.抖音短視頻.2025-11-26
國內首型、全球最大!我國自主研制的雙燃料動力耙吸挖泥船順利下水.百家號.2025-08-27
中華人民共和國商務部 中華人民共和國海關總署公告2017年第28號.中華人民共和國商務部 中華人民共和國海關總署公告2017年第28號.2025-08-27