淺談河道清淤施工方式與工況條件

摘 要：本文概述了我國河道清淤設(shè)備的現(xiàn)狀，分析了河底清淤的工況條件，對內(nèi)陸城河新型清淤機(jī)械設(shè)備的研發(fā)進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：清淤；設(shè)備；現(xiàn)狀；探討

中圖分類號(hào)：TV85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

河道及池塘清淤除污關(guān)系城鎮(zhèn)居民身心健康和城鄉(xiāng)環(huán)保的一大難題。我國傳統(tǒng)的清淤方法多為鍬，車，泵聯(lián)合作業(yè)的“人海式”施工。雖其中也有部分機(jī)械化作業(yè)，但遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)從挖掘，輸送到裝車外運(yùn)全過程的系統(tǒng)機(jī)械化。因而不僅清淤效率低下，勞動(dòng)強(qiáng)度大，且因作業(yè)環(huán)境惡劣，極大的影響了施工人員健康。特別是近二十年來，隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，使得河道積淤，阻塞，污染也愈加嚴(yán)重。國家對污染的治理和環(huán)境保護(hù)的政策和力度也不斷加強(qiáng)。人民群眾對環(huán)境保護(hù)的要求和意識(shí)也越來越強(qiáng)。在這種現(xiàn)實(shí)情況下，社會(huì)迫切需要一種具有現(xiàn)代化的，高效的清淤設(shè)備。

一、河道清淤主要施工方式：

1 半人工半機(jī)械式施工。這種施工方式是從幾十年以前純?nèi)斯さ摹叭撕Ｊ健笔┕し绞窖葑兌鴣淼摹＿@種方式是使用簡單的機(jī)械就近就邊挖掘，不宜使用機(jī)械的地方用人工挖掘。這種方式的特點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率底下，工期時(shí)間長，而且對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。由于勞動(dòng)工具的落后也不能把河床清理徹底。

2 吸漿式施工。 這種施工方式是用泥漿泵把河底的淤泥吸上來打入岸邊的儲(chǔ)漿槽中，待該泥漿中的水份下滲和蒸發(fā)后，形成固態(tài)或半固態(tài)淤泥再用挖掘機(jī)挖出運(yùn)走。這種清淤方式只能把糊狀淤泥從河底吸上來。已經(jīng)板結(jié)固化的淤泥和其它異體雜物不能清理出來。岸邊需要龐大的蓄漿池。河底吸漿頭附近的淤泥還需要大量的高壓水進(jìn)行沖攪。顯然這種方式也很落后—工期長，效率低，蓄漿困難，清理不徹底。

3 攪吸式施工。攪吸式施工方式是對吸漿式改進(jìn)后形成的一種清淤方式。他是在河底部的吸漿頭內(nèi)加裝螺旋攪泥片，使吸漿頭附近的淤泥被攪起然后再吸出的一種吸漿方式。它比吸漿式先進(jìn)了，可同樣需要龐大的蓄漿池。對板結(jié)固化的淤泥和異體雜物也不能清理出來。這種清淤方式對長江，淮河這樣的大江大河還是具有顯著優(yōu)點(diǎn)的。目前是主要的采用方式。這種工況條件是水多水深，把攪吸出的泥沙放入大船內(nèi)送到岸邊再轉(zhuǎn)運(yùn)出去。但是這種方法面對內(nèi)地城河等河道就不行了。它們的工況條件不同了—不能使用船只，淤泥種類性質(zhì)也不同，泥漿的存放困難等都限制了它的使用條件。

4 機(jī)械挖掘式。這種清淤方法是使用長臂挖掘機(jī)在河道的岸邊，將挖掘工作頭部伸入河道底部進(jìn)行挖掘。或者把水抽干直接把挖掘機(jī)開進(jìn)河道底部進(jìn)行挖掘。在挖掘時(shí)需要分級(jí)傳遞，把淤泥送到岸上，再轉(zhuǎn)運(yùn)出去。這種清淤方式對較乍和較淺的河道還能勉強(qiáng)施工反之就不適用了。它的回轉(zhuǎn)半徑受到了限制。

以上四種清淤方式和方法是現(xiàn)在清淤工程領(lǐng)域所普遍采用的方式。對大江大河來說廣泛使用第二和第三種方式。對內(nèi)陸河道則普遍采用第一和第四種方式。它們共同的特點(diǎn)是：不能把淤泥連續(xù)高效地清除外運(yùn)，清淤工期長，河床清理不徹底，易產(chǎn)生二次污染，清淤機(jī)械落后等現(xiàn)狀。從這個(gè)意義來說目前我國還沒有專用的清淤設(shè)備。我國地域遼闊，河流縱橫，水系繁多。加之目前多數(shù)河流水體污染，河底淤積，汛期疏水困難，旱季蓄水困難。一種先進(jìn)的，高效的，專業(yè)的清淤機(jī)械設(shè)備的研發(fā)就急需的擺在我們面前。

河道工況條件：河道的跨度，河床的高程，岸邊有無障礙物，障礙物的障礙程度，河岸坡度，輸送距離，轉(zhuǎn)運(yùn)空間，河床的承壓能力，這些都是在設(shè)計(jì)新型專用設(shè)備時(shí)必須考量的重要因素。就其跨度來說少的十多米，多的幾百米甚至更遠(yuǎn)。河床高程少的幾米，多的十幾米甚至幾十米。特別是岸邊的障礙物；就其護(hù)城河來說，幾乎都存在建筑物。有的建筑物還是不間斷的。這給該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和實(shí)際使用都會(huì)帶來嚴(yán)峻的困難。河床的承壓能力決定了在設(shè)計(jì)時(shí)所采用的輪距和支承行走輪的結(jié)構(gòu)形式。

二、河底淤泥的工況條件

1 大江大河淤泥的工況條件。對長江，淮河，黃河等這樣的大型河道來說，它們的淤泥成分主要是顆粒較細(xì)的泥沙和較稀薄的淤泥。加之水量巨大不能采用排干河水再清淤的方式。所以采用上述第二種清淤方式是目前較為合適的一種選擇。而對于內(nèi)陸河道特別是護(hù)城河來說則情況就大不相同了。

2 內(nèi)陸河道淤泥（特別是護(hù)城河淤泥）的工況條件。內(nèi)陸河道特別是護(hù)城河的清淤絕大多數(shù)可以采用排水抽干法，露出淤泥然后進(jìn)入清理。這些淤泥的成分龐雜—淤泥，石塊，磚塊，瓦礫，木棍樹枝，編織袋，塑料布等混雜在一起。其中下層淤泥板結(jié)形成硬泥層。這種所謂的“淤泥”，顯然用吸漿法或攪吸法遠(yuǎn)不能適應(yīng)對現(xiàn)實(shí)工況的要求。

三、內(nèi)陸城河新型清淤機(jī)械設(shè)備的研發(fā)

設(shè)計(jì)一種能連續(xù)采掘，遠(yuǎn)距離連續(xù)性淤泥輸送，作業(yè)效率高，清淤徹底干凈，不產(chǎn)生二次污染，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的新型清淤設(shè)備是當(dāng)務(wù)之急。

首先根據(jù)清淤機(jī)的工作環(huán)境，設(shè)計(jì)清淤機(jī)的形狀，各部件所要實(shí)現(xiàn)的功能，確定各部件的結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上選摘合理的行走機(jī)構(gòu)，液壓裝置和發(fā)動(dòng)機(jī)功率型號(hào)。整體布局應(yīng)該劃分為以下幾個(gè)工作部分：1）采掘工作部分；2）輸送工作部分；3）物料傳遞轉(zhuǎn)運(yùn)部分；4）各部分的動(dòng)力裝置；5）行走機(jī)構(gòu)；6）液壓系統(tǒng)；7）自發(fā)電電力配送系統(tǒng)；8）各部分操縱系統(tǒng)；9）.機(jī)架體結(jié)構(gòu)等。

其中關(guān)鍵的是采掘工作部分和行走部分：采掘工作部分必須能夠?qū)崿F(xiàn)對種類復(fù)雜的淤泥進(jìn)行有效的，可靠的，性能穩(wěn)定的采掘。這就要求該工作部分的機(jī)構(gòu)裝置適應(yīng)在工況條件惡劣的工作環(huán)境下實(shí)現(xiàn)不同的動(dòng)作，完成它的任務(wù)。應(yīng)該充分考量城河淤泥的復(fù)雜狀態(tài)（流質(zhì)狀淤泥，下層板結(jié)淤泥，塊狀磚瓦石塊，木棍樹枝，雜草雜物，塑料布編織袋，堆積層不同深度等）。行走部分應(yīng)考量河床的承載防陷能力；前進(jìn)后退，左移右移動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)。行走輪的結(jié)構(gòu)形式：根據(jù)我們對機(jī)種輪體的多次實(shí)驗(yàn)；以寬幅履帶式結(jié)構(gòu)較為理想。

參考文獻(xiàn)

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