常规机械水库清淤技术

常规机械水库清淤技术

空库干挖。

空库干挖清淤技术要求在非汛期降低库水位或放空水库，采用常规的挖掘机械进行淤泥、沙土的挖掘与运输。比如，美国Cogswell水库曾采用空库干挖方式进行清淤，并利用所挖泥沙进行工程应用。空库干挖清淤技术的优点是耗水量小、清淤量可控性强、清淤彻底，对环境影响相对较小，缺点是需耗费外部动力装备，清淤范围小、清淤成本高。

挖泥船清淤。

挖泥船清淤技术是指利用挖泥船对水库指定区域进行清淤，主要优点是耗水量小、机动性强，不受水库调度影响，缺点是清淤能力有限，汛期容易再次淤积，清淤成本较高。基于各种类型挖泥船工作特点，最适宜水库清淤的挖泥船主要有绞吸式挖泥船、耙吸式挖泥船及DOP（Damen onderwater Pomp，荷兰语，即达门水下泵）挖泥船，下面重点介绍这三类挖泥船。

绞吸式挖泥船，由绞刀头切削水下淤泥、砂砾及岩石等介质，在绞刀头的旋转运动作用下形成固液两相混合物，进而在舱内泵的抽吸作用下途经绞吸管道输送至舱内泵，最终途径排泥管输送到预定地点排放与处理。绞吸式挖泥船的类型、尺寸及功率范围很广，绞刀头功率从20 kW到8 500 kW不等，最大挖深可达45 m，最小挖深通常由浮箱的吃水而定。绞吸式挖泥船生产能力不仅受切削功率、横移功率和水流速度的影响，而且也取决于绞刀头的直径。在切削工况准许的情况下，增大切削厚度、步幅尺寸及绞刀头尺寸可提高产量。

我国许多湖库分布在城市周围，受环境工况及运输条件等限制，小型绞吸式挖泥船较为适合。同时，这些湖库多为饮用水源地，且底泥中多含有一定程度污染物，因此对其清淤时要求有较高的控制精度，以免清淤过程中造成底泥扩散影响水质。基于此，环保绞吸挖泥船应运而生，其在普通绞吸式挖泥船基础上增加了环保绞刀头、产量计、浊度计、高精度导航定位系统、多功能数据采集控制器及挖深指示仪等设备，使得系统定位精度和挖深精度大幅提高，可减少超挖疏浚工程量。环保绞刀头具有导泥挡板、绞刀防护罩、绞刀水平调节器，可使绞刀切削轮廓始终与疏浚底泥贴平，被切削的底泥在绞刀防护罩内扰动，既可提高泥泵吸入的混合物含泥量，提高疏浚效率，又可减少底泥挖掘过程中的扩散，避免二次污染。此外，采用管道输送串联接力泵船加压技术，可实现底泥的全封闭、远距离、无堵塞稳定输送，同时可避免底泥在输送过程中泄漏所造成的二次污染。

耙吸式挖泥船作业过程为下放耙管，启动泥泵，进而将耙头继续放至与泥层贴合，开始疏浚挖掘作业；挖掘泥沙被泥泵抽吸入泥舱，直至装满泥舱，此时舱内泥水混合物的液面高度由溢流筒调定，但不能超过船舶的最大吃水深度；满舱后，等待吸泥管泥沙抽吸干净，关停泥泵，吊起耙管，加大航速驶向排泥区或吹填区；抵达抛泥区后，采用预定排泥方式排空泥舱疏浚物，然后再次驶返挖掘区域，开始新的作业循环。自航耙吸式挖泥船具有自航能力，其调节灵活度高、调度费用低、输泥距离不受限制，且挖深大（最大挖深可达155 m），因此应用范围十分广泛。针对不同水库的边界条件，可选择不同型号和尺寸的耙吸式挖泥船进行清淤作业，以及选择虹抛岸吹或者管路输送的方法将所挖掘的泥沙运输上岸。

耙头是自航耙吸船的吸口，是疏浚设备中最重要的部件之一。最常见的耙头为荷兰IHC耙头和美国加利福尼亚耙头，这两种耙头都是依据泥泵水流造成冲刷的原理研发的，如今通常为这些耙头装配高压射流喷嘴，根据土层挖掘难度考虑是否启动高压冲水泵。此外，为高效疏浚淤泥和黏土，设计了淤泥耙头；为高效疏浚硬黏土和密实沙，设计了主动耙头。

位于偏远地区的水电站，山区公路不易通行。传统的挖泥船受船体尺寸和挖掘深度限制，很难适用于上述山区大坝或水库的清淤工程，而荷兰达门疏浚设备公司研制的DOP挖泥船是最适合的，原因是它易于拆卸和运输，其最大的组件也不会超过一个标准集装箱（2 438 mm×12 192 mm×2 896 mm），并且质量不大，可以用小型起重机装配。

新推出的达门DOP系列挖泥船分别采用DOP 150、200、250、350 标准，疏浚能力为 600～2 400 m3／h。由于使用了潜水式疏浚泵，因此DOP挖泥船能够轻松地到达其他挖泥船无法到达的深度，疏浚深度可达100 m。此外，国内还引进了全电动DOP挖泥船，这对于偏远山区水库的疏浚维护特别有“吸引力”。