各类型河道清淤技术详解01 常规清淤方式1、干式清淤干式施工法将河道进行分段并修筑围堰,之后利用水泵将围堰范围内的河泊积水排干,将水排干之后再进行清淤施工,清淤常根据施工现场场地条件采用长臂式挖掘机开挖或人工开挖的方式沿河道两岸进行清淤干式清淤法的优点是清淤彻底,易于控制清淤深度,污泥浓度高,运输成本低,因而工程成本相对较低缺点是,由于需要围堰排水,对两岸护坡安全有一定的影响,另外施工也会对两岸已建工程设施造成严重的损坏,对周边环境造成二次污染同时,施工也需要对河道进行局部断流,因此,不适合雨季施工,也不适合不宜断流的河道施工由此可见,干式清淤法较为适合两岸具有一定空间且便于断流施工的小型河道清淤2、半干式清淤与干式清淤法类似,半干式清淤法也需要将河道进行分段并修筑围堰,区别在半干式清淤法不需要将河道积水完全排干,而是排至足够搅拌深度即可施工方式采用高压水枪对河底淤泥进行冲刷破坏,再采用泥浆泵将泥浆抽吸排至淤泥集中处理区对于河底无法冲刷破坏的渣土可采用人工清理或长臂式挖掘机开挖的方式,吊运至运渣车外运处理半干式清淤的优点在于清淤彻底,操作简便,便于穿过桥梁和其他河道障碍物,使用管道输送泥浆也可避免运输途中的二次污染,减少对河道两侧居民的干扰。
缺点是高压水枪、泥浆泵、加压泵等设备耗电量大,人工费用高同时,施工也需要对河道进行局部断流,因此,不适合雨季施工,也不适合不宜断流的河道施工由此可见,半干式清淤法较为适合便于断流施工的小型河道清淤,对于两岸的操作空间也有一定要求3、湿式机械清淤湿式机械清淤法无需进行围堰排水,在带水环境下采用挖泥机械进行清淤施工根据工作装置、底盘和结构形式的不同,可将典型的小型湿式机械分为下图中几类图9-4清淤机械分类(1)两栖反铲式清淤机两栖反铲式清淤机具有陆用挖掘和水上挖掘双重功能,该清淤机利用平底船作为机体,用于水上工作时,采用浮箱增人浮力用于承重,装有4支由液压油缸控制的带有沼泽轮的支腿用于水下挖掘定位,同时自备螺旋桨用于移动采用反铲式挖掘的方法对淤泥进行挖掘,挖掘出的淤泥通过泥驳外运两栖式反铲式清淤机的优点是:操作灵便,机动性强,能自行出入水域,具有自航能力,可用于清除硬质河底障碍物它的缺点是:不连续工作,清淤效率低,对流态淤泥的淸理效果也较差,在施工过程中容易产生底泥扩散的现象表9-16图9-5两栖反铲式清淤机(2)小型链斗式清淤船链斗式挖泥船是利用一连串带有挖斗的斗链,借上导轮的带动,在斗桥上连续转动,使泥斗在水下挖泥并提升至水面以上,同进收放前、后、左、右所抛的锚缆,使船体前移或左右摆动来进行挖泥工作。
挖取的泥土,提升至斗塔顶部,倒入泥阱,经溜泥槽卸入停靠在挖泥船旁的泥驳,然后用拖轮将泥驳拖至卸泥地区卸掉链斗式挖泥船优点是对土质的适应能力较强,可挖除岩石以外的各种泥土,且挖掘能力强,挖槽截面规则,误差极小,泥浆含水量较少缺点是排泥设备较多,运泥方式工序繁杂,并且功率消耗大,工作噪音大,使用成本偏高,在施工过程中容易产生底泥扩散的现象较为适宜长距离输送泥土或河面较宽阔的工程图9-6链斗式清淤船(3)小型绞吸式清淤机绞吸挖泥船是近年来用于河底清淤最常见、使用最广泛的挖泥船,它采用水上抛锚作业的方式,利用铰刀旋转、切削底泥,在河底土质为硬质土层时也可选用斗轮进行挖泥,形成的泥水混合液通过吸泥泵将泥浆吸入排泥管,再通过管道输送到排泥点它的优点是可以将挖掘、输送、排出和处理泥浆等疏浚工序一次性完成,连续作业、生产效率高、成本低,并且绞吸式挖泥船挖掘工作面平整,开挖边坡深度易控制,施工质量好缺点是排出泥浆需铺设管道,对河道通航具有一定的影响;并且,自航能力差,挖掘深度有限,对水流和波浪较为敏感,在施工过程中产生底泥扩散的现象需要通过设置保护罩进行控制绞吸式挖泥船较适宜挖掘非粘性软质土,如各类淤泥、松散沙土、松塑粘土,可以应用于各类疏浚工程。
图9-7绞吸式清淤船绞吸式挖泥船主要参数(4)小型吸盘式清淤船吸盘式清淤船采用高压射流切割水底淤泥,形成浓度较高的泥浆,再用泥浆泵通过吸盘吸取泥浆,再进行尾排或边抛,实现清淤的目的吸盘式清淤船的优点是,经济性好,与常规挖泥船(绞吸式、耙吸式、链斗式)相比,造价降低约1/3-1/2,开挖成本也可降低1/2-1/3;实用性高,可作业与常规船难以作业的桥孔、船闸等特殊区域;自航性能好,不会堵塞河道缺点是,土壤适用范围小,只局限于非粘性疏松砂土质,对致密粘土层或固结砂夹层效率低,并且形成的冲刷面不规则,在施工过程中产生底泥扩散的现象也需要进行控制由此可见,吸盘式清淤船可应用于底泥较为疏松的河道清淤工程图9-8吸盘式清淤船(5)射流式清淤船射流式挖泥船利用射流泵吸取河水并通过喷嘴对淤泥进行喷射,使形成的水-泥混合层不断移动至指定地点,完成清淤工作它的优点是操作灵活、设备简单,清淤成本较低,且可以对其他挖泥船不易清除的区域如边坡、河道建筑边缘进行清理它的缺点是工作环境要求苛刻,只能应用于比较狭窄、具有一定深度的河道;对淤泥成分也有较高的要求,只能清理泥或细砂类土质,中砂或更大的颗粒则没有明显清理效果,在施工过程中产生底泥扩散的现象也需要进行控制。
由此可见,射流式清淤船可以应用于特定环境(狭窄、较深河道、边坡地带、淤泥细砂土质环境)的河道清淤工程6)气动栗式清淤机气力泵以压缩空气为动力进行吸排淤泥,利用真空泵筒吸泥,再利用压缩空气将泵筒中的淤泥排出,实现清淤的目的气力泵清淤的优点在于在清除有害层的过程中,不会对周边水体造成剧烈扰动,更不会形成悬浮类胶体状物质的再悬浮和扩散,从而能避免在疏浚过程中的二次污染,起到生态保护的目的缺点在于技术尚不成熟,只能用与局部清淤,不便于大规模地扩大使用该项目水系流域为城区河道,河流较小;穿过的主要为住宅区,两岸沿线居民区密集,岸边可操作空间较为狭窄,船舶无法通行清淤应以干式清淤和半干式清淤为主以其中的干挖清淤、水力冲挖清淤为主具体作业方式如下:(1)干挖清淤:作业区水排干后,大多数情况下都是采用挖掘机进行开挖,挖出的淤泥直接由渣土车外运或者放置于岸上的临时堆放点倘若河塘有一定宽度时,施工区域和储泥堆放点之间出现距离,需要有中转设备将淤泥转运到岸上的储存堆放点一般采用挤压式泥浆泵,也就是混凝土输送泵将流塑性淤泥进行输送,输送距离可以达到200~300m,利用皮带机进行短距离的输送也有工程实例干挖清淤其优点是清淤彻底,质量易于保证而且对于设备、技术要求不高;产生的淤泥含水率低,易于后续处理。
2)水力冲挖清淤:采用水力冲挖机组的高压水枪冲刷底泥,将底泥扰动成泥浆,流动的泥浆汇集到事先设置好的低洼区,由泥泵吸取、管道输送,将泥浆输送至岸上的堆场或集浆池内水力冲挖具有机具简单,输送方便,施工成本低的优点,但是这种方法形成的泥浆浓度低,为后续处理增加了难度,施工环境也比较恶劣02生态清淤一、生态清淤的工作原理生态清淤是指在无需抽干河流情况下,以遥控方式将污泥柔和地抽吸至岸上指定地点,整个清淤过程快速、彻底、卫生、干净通过柔和的抽吸清理方式,底部淤泥不会产生湍流,因此不会污染河流水体该吸泥装置在标准配置情况下(60 m3/h, 抽吸深度3.5m)运输参数如下:重量:2600kg装置尺寸:长×宽×高 = 6020mm × 2415mm × 2168mm连接功率:16 kW, 32A底泥抽吸装置可以十分容易地运输至各种应用场所通过采用合适的吊装工具,可将此设备从运输卡车上吊起,并放入到被清理的水体之内在标准配置情况下,抽吸深度为3.5m,可对河底多年沉积固化的矿化污泥进行疏松和运输处理通过一台水泵和一套抗压软管系统,可将污泥/水混合物送往岸上用户指定地点,进行后续相应的处理和处置这些运输软管是按模块方式组合而成,可以配置相应的浮球,最长距离可达300m。
因此用户可以根据现场情况,自行设置泵送软管的距离同时这些软管也是作为向浮舟上驱动部件供电的电缆载体吸泥装置在正常运转时,一般用在静止河面如果用于流动河体,则流速不能超过 0.2m/s要求河流液位是在0.8~3.5m范围之内(最低水深液位是0.8m)此套装置的主要工作特点:1、清淤装置的总重量<3吨,运输时不需要特种运输车辆2、带水作业,清淤时不需要抽干河体,清淤快速彻底3、操作简单,干净卫生4、装置为全不锈钢结构,坚固扎实,使用寿命长5、工作时不会搅乱底部淤泥,造成水体污染或臭气扩散整套吸泥装置可在岸边遥控操作,只需一个人工对以下设备功能进行控制:1、各种移动方向的驱动部件2、运输泵的开/关控制3、清理耙的升/降控制4、运输螺杆的开/关控制5、平衡浮桶的操作此外,淤泥抽吸装置还可以配置照明灯光,进行晚上作业整个过程是沿河底进行柔和抽吸和生态清淤,不会损坏自然的河床基地通过液压调控装置,可以精确控制距离河床底部的抽吸高度通过声纳测试系统,可以实时显示河床底部基本地形和淤泥层厚度,并通过一台平板电脑可在岸边或办公室监视整个清淤过程二、河底淤泥层的测量在进行生态清淤之前,必须进行测试调查淤泥层厚度,统计吸泥工程量。
此时可以采用声纳测试仪测试确定河底的基本地形通过GPS技术将测试点传送至用户指定的终端接收设备(例如或平板电脑)在声纳测试时,同时按两种不同的频率进行, 一方面可将所谓固定的污泥层测出,另一方面可以将自然河底测出通过这一方式,可以计算测出不同断面的沉积污泥厚度这些数据被传递至岸上的一台 PC、、平板电脑中通过数值显示,操作人员可以立即知道吸泥机所处位置的瞬时河底基本情况吸泥机另外还配置一个 GPS系统, 从而具有电子导航功能这些被测试的区域可以数值形式分成小块面积因为可以精确计算吸泥机所在地的污泥厚度,可在吸泥之后就要求的吸泥厚度和实际消除厚度之间进行比较每天多次对污泥固含量和含砂量进行多次测试确定并记录存档在生态清淤之后,建议再次进行一次声纳测试,这样可以了解清淤前后的整体情况最后图表也作为下次清淤工作提供参考文件三、生态清淤的整体处理方案一般来说,在生态清淤之前,必须进行一些前期准备工作除了生态清淤之外,还必须对抽吸取出的黑浆淤泥进行处理处置根据污泥性质和污泥污染程度的不同,所采用的后处理设备及其工艺也各不相同常用的河底淤泥处理处置工艺可分成以下8个步骤:Step 1:修剪水生植物和岸边植被在选择各种生态清淤过程中,保护动植物生态环境,为两栖动物和鱼类提供良好生活环境是一个十分重要的评估条件。
根据现场情况,可以事先进行以下工作:对岸边灌木和大树进行修剪;从河面上切割取出水生植物,例如芦苇、水花生等Step 2:河道预清理(分离取出粗大故障物质)为了防止堵塞,必须事先对沉积淤泥中的粗大故障物质进行清理此时可以在底泥抽吸装置上安装采用各种类型的格栅设备,对河道清理预处理,将各种故障物质(塑料袋、麻袋、可乐瓶、玻璃瓶、金属木块等)分离取出安装过滤格栅的吸泥机械人首先沿着河底对淤泥进行筛分过滤,将上述故障物质分离取出在此过程中,可对长期沉积的泥沙进行松化处理在进行预清理工作的同时,可以采用声纳测试系统,对河底淤泥深度和河底基本地形进行探测,并制作3D图纸在了解了淤泥层厚度的基础之上,可以计算清淤工程用量Step 3:清理取出河底淤泥在将所有故障物质分离取出之后,就可以进行生态清淤工作具体操作过程如下:将一台耐磨损吸泥水泵安装在由全不锈钢材料制成的浮舟之上通过一个液压升降设备,可将吸泥清理耙精确下沉至所需要的深度浮舟和吸泥清理耙不会直接接触池底,损坏底部自然形成的河床基地升降装置内配置一个双头螺杆,可在收集运输淤泥的同时,对河底淤泥进行浓缩处理,在提高污泥固。