挖運聯動清淤設備在生態河道中的應用

劉玉杰，吳瑞祥，張詠晶（煙臺市萊山區水利局，山東煙臺264003）

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挖運聯動清淤設備在生態河道中的應用

劉玉杰，吳瑞祥，張詠晶
（煙臺市萊山區水利局，山東煙臺264003）

【摘要】以煙臺市萊山區瀑拉河生態河道為例，論述了生態河道挖運聯動清淤設備設計加工制造原理，分析了設備的使用成效，為類似項目提供參考。

【關鍵詞】萊山區；挖運聯動；清淤設備；設計加工；制造原理

挖運聯動清淤設備是煙臺市萊山區政府投資約100萬元由水利局牽頭委托煙臺市利鑫建筑安裝有限公司設計加工制造的一套新型生態河道清淤設備。主要由120型水陸兩用挖掘機1臺、鐵駁船1艘、50m3混凝土地泵1臺、混凝土布料機1臺、150kW發電機1臺、浮筒20個組成，使用時配備混凝土罐車，即可實現挖運聯動體系。文章以瀑拉河生態河道為例，就挖運聯動清淤設備設計加工制造原理暨使用成效作簡要論述。

1　挖運聯動清淤設備的由來

2013年萊山區政府對萊山區院格莊街道瀑拉河進行生態綜合治理，包括河道開挖、清淤、河底防滲、護坡、筑壩、修建攔蓄工程等水工治理，同步對河道兩岸配套綠化、景觀設施，打造一條“生態之河”“景觀之河”，在提高河道防洪標準的基礎上，有效提升萊山區南部區域的環境和品質。因2014年瀑拉河上游尾礦庫垮壩，導致大量礦粉淤積物流進瀑拉河，為清除河內淤積物，同時保障今后萊山區生態河道的清淤工作，萊山區水利局請示萊山區政府同意，決定設計加工制造一套適應當地河道情況的專屬清淤設備。

2　設備設計加工制造的必要性

2.1流域內水文、地質條件造成砂土淤積量大

萊山區瀑拉河全長11.6km，干流長度7.54km，控制流域面積64.3km2，主要由沐浴河（6km）、于家湯河（4.5km）、朱唐夼河（4.5km）、王官莊河（2.5km）、崖前河（2.2km）、院格莊河（1.5km）等支流匯流而成。干支流均為季風區山溪雨源型河流，暴漲暴落，流量受季節影響差異較大，洪峰形成快、歷時短、峰值高。

瀑拉河流域工程地質條件分類為C類，工程地質條件較差，干支流河岸抗沖能力差。經地質勘查，地層自上而下為①含土細砂、②-1層粗砂、②-2層壤土、②層礫砂、③層礫卵石、④-1層強風化花崗巖、④-2層中風化花崗巖。

該流域特有的水文、地質條件，導致干支流水流流速大，河岸易沖刷，雨季大量砂土隨支流來水進入瀑拉河，經自然沉淀和瀑拉河蓄水工程攔蓄，大量砂土等淤積在河道內。因此需要對河道定期進行清淤，同時工程量較大，長遠考慮，擁有一套清淤設備將為清淤帶來方便并節省投資。2.2河道設有防滲設施

根據地質條件，為保證河道蓄水，為周邊群眾農業生產發展提供水源，河道進行了防滲設計，河道水工擋墻基礎由下往上回填60cm黏土壓實、50cm砂礫料壓實，防止河道滲漏流失。傳統的清淤方式，對河底破壞性較大，需要一套破壞性較小的清淤設備。

2.3河道兩岸有完善的綠化、景觀設施

生態河道設計包括河道開挖、清淤、河底防滲、護坡、修攔蓄工程等水工治理，同步對河道兩岸配套綠化、景觀設施。傳統的清淤作業需要進行大量的倒運，對兩岸破壞極大，因此需要一套對兩岸破壞性小的清淤設備。

綜上所述，設計加工制造的清淤設備必須滿足以下幾方面的要求，一要滿足大量砂土等淤積物的清運，二要避免對河底防滲層造成破壞，三要減少甚至不對河道兩岸的綠化、景觀設施造成破壞。

3　挖運聯動清淤設備的組成

1）120型水陸兩用挖掘機一臺。120型水陸兩用挖掘機是對120型普通陸用挖掘機改裝行走裝置而來，行走裝置采用雙體船式浮箱結構履帶架及密封的箱形履帶板，保證能在水上安全游弋。改裝的水陸挖掘機是一種適用于陸地、沼澤軟地面及淺水作業的多用途挖掘機，是專門為工程船舶及常規工程機械無法進入和施工的沼澤地、海涂、淤塞溝渠等區域進行開挖與清淤而研制的,是一種可自行出入泥沼、水域及河坡堤岸的超低比壓挖掘機，可在150cm以上的水面上、淤泥及沼澤地作業，廣泛應用于水利工程、城鎮建設中的河道清淤、修堤渠道、魚池開挖和水域治理濕地沼澤及江、河、湖、海、灘涂的資源開發和環境整治。這里我們引入清淤設備，發揮水、陸兩用作用。

2）8t鐵駁船一艘。8t鐵駁船為普通小型鐵駁船，這里引入清淤設備用于承載混凝土地泵，供水面作業使用。

3）50m3混凝土地泵一臺。50m3混凝土地泵即為混凝土輸送泵，由泵體和輸送管組成。是一種利用壓力，將混凝土沿管道連續輸送的機械，主要應用于房建、橋梁及隧道施工。在清淤工程當中，將淤泥作為混凝土進行輸送。

4）13m混凝土布料機一臺。混凝土布料機是泵送混凝土的末端設備，其作用是將泵壓來的混凝土通過管道送到要澆筑構件的模板內。在清淤工程中，將泵壓來的淤泥通過管道送到混凝土罐車。

5）150kW發電機一臺。柴油發電機，功率150kW，為混凝土地泵提供電力。

6）200L浮筒20個。容積200L圓形鐵皮空桶，總量20個，利用在水中的浮力架設水中部分的混凝土地泵至布料機淤泥輸送管。

4　挖運聯動清淤設備使用方法

設備安裝準備工作：雇用吊車一臺，將水陸兩用挖掘機和承載混凝土地泵的鐵駁船吊入需要清淤的河道內；將布料機安置在路邊，同時將臨時雇用的2臺混凝土罐車停放在布料機前方；將浮筒放入水面，并將混凝土地泵至布料機的輸送管安裝完畢；將發電機與混凝土地泵連接。

設備運行：挖掘機在河道內將不能利用混凝土地泵輸送的雜草、塑料袋等清理至河邊，由人工清運；挖掘機將淤沙等淤積物挖運至混凝土地泵進料口，并設置過濾網將超出規格的雜物攔擋，由人工清除，打開混凝土地泵利用壓力將淤泥通過輸送管壓入布料機，由布料機輸送入混凝土罐車，2臺罐車交替運送淤泥至指定存放地點。

5　使用成效及對比

5.1使用效果

該新型河道清淤設備于2015年03月20日在瀑拉河正式投入使用，于2015年05月10日順利完成瀑拉河上游1km河道清淤工作，清除、外運33277m3礦粉淤積物，投資約90萬元。經水利局委托山東新世紀工程項目管理咨詢有限公司瀑拉河水利工程項目監理部對清淤情況進行了檢測，經實地測量清淤達到設計河底標高，對河底防滲層基本沒有損壞，通過驗收。

5.2成效對比

原清淤方式計劃開設4條臨時道路，推土機、普通挖掘機通過臨時道路進入河道內，將淤積物集中倒運到岸邊晾干后，由后八輪自卸車通過臨時道路進行外運，清淤結束后再對臨時道路的景觀、綠化設施進行恢復，經測算，需投資約300萬元。

通過將新型設備清淤方式與原清淤方式進行對比，新型設備具有以下優勢：一是不需要開設臨時道路，避免破壞已建成的景觀、綠化設施，節省修建臨時道路及恢復景觀、綠化設施的費用；二是減少淤積物倒運晾干環節，節省了機械、人工費用，縮短了工期；三是避免了對河底防滲層造成破壞；四是該設備可重復應用于其他生態河道淤積物的清除工作，經濟與生態效益顯著。

（責任編輯崔春梅）

作者簡介：劉玉杰（1965—），男，高級工程師

收稿日期：2015-07-16

【中圖分類號】TV85

【文獻標識碼】B

【文章編號】1009-6159（2016）-02-0028-02