“水鴨子”在蘇丹羅塞雷斯大壩加高項目的運用

賀　林

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都　610081)

“水鴨子”在蘇丹羅塞雷斯大壩加高項目的運用

賀林

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都610081)

摘要：“水鴨子”作為一種工器具在水電工程中，有著廣泛的用途，不僅僅局限于小范圍的清理積水等施工中，更為突出的功能還很多，而且他的優點非常突出。“水鴨子”作為一種施工輔助的設施或工器具在水利水電工程中的使用，也不是萬能鑰匙，根據現場實際的情況分析，并首先確保有大型的供風系統，或水泵等成型的設備不能實施的位置，并掌握好因地適宜的條件下，予以使用和推廣是可行的，而且是非常經濟的，并能給施工帶來一定的效益，還能保證突擊驗收等關鍵情況的解決。

關鍵詞：“水鴨子”；應用；優、缺點；經濟分析；工況分析

1概述

蘇丹羅塞雷斯大壩位于蘇丹人民共和國青尼羅河州達瑪津的青尼羅河段上(BlueNileriveDamazzincityBlueNilestatethepeoplesrepublicofSUDAN)，在喀土穆上游約555km處，是一座以灌溉、發電為目標的工程。工程分兩期建設，第一期工程于1961～1966年建成，建成最大壩高57m的大壩，形成庫容30億m3的水庫，可灌溉55萬hm2土地，向曼吉爾(Mangil)灌區、賴海德(Rahad)灌區以及青尼羅河沿岸灌區供水。設計裝機容量21萬kW。正常蓄水位480m時水庫長約80km，最大水深50m，面積約127km2，庫容30億m3。每年10月10日開始蓄水，3～4周蓄滿，12月下旬至翌年5月中旬放水，庫水位維持在467m。

第二期加高工程由我公司派外機構實施，將在施工期間要保持水庫運行，發電站運行的前提下將整個大壩加高10m。正常蓄水位達490m高程，水庫長約180km，最大水深60m，面積約327km2，庫容74億m3。可增加杰濟拉(Gezira)和曼吉爾灌區受益面積14.3萬hm2，新開發28.1萬hm2抽水灌溉面積和8.4萬hm2自流灌溉面積。其中2期工程主要工程量為25萬方混凝土澆筑，鋼筋制安1.5萬噸，3 000萬方土石壩填筑，金屬結構翻新及新增約500余噸。將使土石壩達到25公里長，是迄今為止世界上最長的土石壩。

2“水鴨子”的由來

“水鴨子”是傳統施工企業單位冠以通俗的名稱，以抽排水或液體混合物時，像水鴨子覓食的動作和發出的聲音類似而故名“水鴨子“。書名我們把他叫做風動液體吸食器，顧名思義是利用風力作為動力進行工作的一種吸水(或含水的液態混合物)裝置，其組要組成部分由供風段、吸管段、出口段及控制段三部分組成(如圖1所示)。根據不同的施工實施對象可以因地制宜，分別有針對性的設置這三部分的大小、規格型號及形式等。一般常用的幾種形式在運用中分別介紹。供風管一般DN25/DN50兩種，不宜過大。

吸渣管和出渣管一般DN25/DN50/DN80/DN100視使用的不同要求予以配置。吸水口宜設置成鋸齒狀，以便吸渣。

當需要增加排渣管長度和供風管長度時，可以設置為絲扣連接的快速接口并準備好成批的備品配件，實時的在現場予以增減，且較為方便的實施拆除和移設工作。

3 “水鴨子”在實際工程中的應用

3.1倉面清理和基巖面清理

在水電工程施工中，往往會面臨大面積的基礎清理工作，尤其是新建工程及每層混凝土澆筑前的清理工作，涉及時間，質量等的突出問題。利用“水鴨子”是最合適，也是最經濟的方式。利用“水鴨子”靈活性可以將基礎面的清理做到最簡潔、最小程度影響到其他工作，如模板的清理，如果采用高壓風水吹洗，難免影響到模板、鋼筋的潔凈度，尤其是最終驗收情況下，難免做重復的工作，甚至越來越糟糕。這時，使用“水鴨子”，哪里不干凈水洗后吸干凈即可，不影響、不重復。哪里需要哪里移設，非常方便快捷，而且指哪兒清哪里。做到及時清理，令人即刻滿意。在羅塞雷斯大壩加高施工過程中，混凝土壩段的倉面清理、混凝土拆除后的基礎面清理工作共計3 000余個倉號，全部采用“水鴨子”清理，達到咨詢工程師、業主滿意，承包商節約成本、時間的目的，得到充分運用。

3.2經常性排水

在水電工程或者其他土建工程中。特別是基于基礎面滲水和散水比較多的情況。使用集水井集中排水或者井點降水法只是一種辦法而已，但是始終避免不了最終混凝土澆筑的排水工作。使用“水鴨子”設施，結合混凝土澆筑情況，澆筑到哪兒，“水鴨子”先遣移動到哪里，從而根本上保證了混凝土澆筑過程中的正常進行和混凝土的澆筑質量。使用“水鴨子”，也可以結合圍堰的散點排水情況，設置固定的站點，當使用水泵排水時，要么水量大于水泵排水能力，要么水量小于水泵排水能力，始終不匹配，而且很容易造成水泵損壞。使用“水鴨子”，立刻解決水量與水泵不匹配的問題，而且保證隨時抽排正常，不影響其他工作正常開展。

在羅塞雷斯大壩加高施工過程中，混凝土壩段所有1 000余個倉面共計10萬余平米的拆除后滲水、散水均采用“水鴨子”予以抽排，取得了較好的效果，而且相關加厚的300余個基礎面倉面經常性排水等工作，全部由“水鴨子”予以抽排。為項目節約水泵采購費數十萬元，節約抽排水費數百萬元。

3.3深井清理

在土建工程施工中，往往有許多減壓井、沉井、樁基基礎井等的施工工作。為使這些個深井在施工過程中或者施工完成后達到預先設計的要求，就要將這些深井予以清理。為了證明這些深井在工作狀態，或者測試這些深井的工作狀況。這時需要將這些深井進行清理或者抽排水的測試，利用一般的水泵抽排水，很容易造成水泵堵塞和損壞，而且不容易將深井中的碎石、草渣等雜物清理干凈。利用“水鴨子”配置大管徑的抽排設置，在短時間內即可完成檢查和檢驗的任務，達到滿意的效果。

在蘇丹羅塞雷斯大壩加高施工中，土石壩工程共計326口φ800mm的深度10m至38m的減壓井，共經過每年的年度檢查和綜合性驗收證明驗收共計5次，使用一臺5噸的平板汽車，裝載一臺atlaszxs400空壓機及附屬的水鴨子連接件，平均每2個小時清理一口井，相繼在一個月時間內完成一次減壓井的清理，使用DN100mm吸水管及排污管，最大清理出來的廢物直徑達80mm，最大排出高度達42米(從減壓井底部，吸水5m+37m排出高度)。充分保證了清理質量和清理工期。相比在原來使用德國產φ50mm高壓水泵，經濟投入，該水泵采用發電機供電，出水管僅50mm，購置費用為5萬歐元，排水量每小時為12m3，根據現場試驗結果，每清理一口減壓井(25m深度)，需要72小時不間斷，并僅能清理φ20mm以下的雜物。從工期和質量上都不能與水鴨子相比較，并投入較大。相比兩套方案，(綜合設備、人員投入和效率)一口減壓井的經濟方案差別人民幣8 000元。以326口井計算，可為單位節約成本260.8萬元。為更快、更好的完成減壓井周期性清理和階段性驗收做出了突出貢獻，更使項目的順利進行得到了保障，并取得了業主工程師的高度評價和積極評價。

3.4清理淤泥

在水利水電工程中，往往會遇到常年淤積，需要清理的水庫、池塘、水池、調壓室前池、尾水池、閘門前后部位等，這些部位通過一個汛期年度或常年未予以使用，淤積了大量的淤泥及沉淀物，包括雜草、木棍等混合物，要想在某個時期實施運行操作，就需要盡快的清理，確保設備運行的穩定和安全。此時，利用傳統的水力充填法，往往達不到理想的效果，通過水泵排污法，往往使水泵得不到最大效益的發揮，因為有雜草、木棍等雜物的阻塞，往往在水泵工作期間損壞水泵葉輪等設施。如果采用“水鴨子”予以吸食，一方面確保了設備安全，另外一方面也有水利吹吸的功能，能進一步了解實際狀況，并能最快最好的解決好淤泥抽排的問題。

在羅塞雷斯大壩加高施工中，在混凝土壩的下游廊道清理中，由于基本上屬于是流態的淤泥，其中不免有雜物及動物糞便等，起初，采用泥漿泵予以抽排，每小時每臺泵僅能排污50m3，導致了水泵大面積的損壞，而后改用水鴨子予以吸食，效率非常高，在低揚程小于15米吸食高度的情況下，采用DN100的排渣管，一小時的排污能力達到120m3液態淤泥。共計采用此辦法將羅塞雷斯的下游約2 000m排水廊道，至1966年建成以來約95 000m3淤泥在兩個枯水期4×2個月內清理完成，完成產值達200萬人民幣。為后期的排水廊道檢驗檢測和實施監控提供了良好條件，為項目創造了良好效益。

3.5輔助用途

“水鴨子”也可以作為水泵的吸水管灌注水的工作，免除了大功率水泵真空泵的設置，大大的節約的成本。(要在工程工地有系統供風的前提下設置，否則需專門設置空壓機設備，不劃算。)

4 “水鴨子”的優、缺點

4.1優點

(1)設備制造簡單，取用通用材料，成本低廉；

(2)設備移動性強，因地制宜，廣泛應用與水利水電工程施工中；

(3)運行維護成本低廉，且不受環境條件限制；

(4)操作簡便；

(5)對于緊急清理和小范圍的應急使用，方便快捷。等。

4.2缺點

(1)(不是單獨的設備，需要有建成的空壓機站或其他供風設備提供動力源；

(2)對大體積的積水和高揚程的抽排水能力有限，無法滿足大規模的需求；

(3)運行時需要掌控其安全因素，因采用高風壓力提供動力。

5經濟分析

從根本上來說是填補了水泵不能實施部位的空白，比如清理基礎面等水泵無法實施的部位。水泵吸水高度以下的抽排水工作等。

充分利用工程工地現有資源，綜合利用開發，節約能源和資源。

投入成本低廉，隨處可以找到，運行、維修費用基本沒有，而且可以拆卸作他用。

6工況分析

根據本工程的實際應用，“水鴨子”使用范圍在結合吸水揚程在10m以下，出水揚程根據不同的風壓可達到40m左右，結合綜合工況分析，并根據不同吸水、出水管徑(內徑)大小，工況數據表如下表所示：

表1　工況數據表

7結語

“水鴨子”作為一種施工輔助的設施或工器具在水利水電工程中的使用，也不是萬能鑰匙，根據現場實際的情況分析，并首先確保有大型的供風系統，或水泵等成型的設備不能實施的位置，并掌握好因地適宜的條件下，予以使用和推廣是可行的，而且是非常經濟的，并能給施工帶來一定的效益，還能保證突擊驗收等關鍵情況的解決。可以說是施工中的一個好幫手。

賀林(1976-)，男，湖南芷江人，畢業于西南交通大學土木工程專業，項目經理，工程師，現于中國水利水電第七工程局有限公司海外事業部從事項目管理.

(責任編輯：卓政昌)

重點水電工程報道

收稿日期:2015-08-03圖1“水鴨子”示意圖

文章編號:1001-2184(2015)04-0118-03

文獻標識碼:B

中圖分類號:KV7；TV42+1.1

作者簡介: