河道清淤施工方式与工况条件介绍

摘 要：本文概述了我国河道清淤设备的现状，分析了河底清淤的工况条件，对内陆城河新型清淤机械设备的研发进行了介绍。 

　　河道及池塘清淤除污关系城镇居民身心健康和城乡环保的一大难题。我国传统的清淤方法多为锹，车，泵联合作业的“人海式”施工。虽其中也有部分机械化作业，但远未实现从挖掘，输送到装车外运全过程的系统机械化。因而不仅清淤效率低下，劳动强度大，且因作业环境恶劣，极大的影响了施工人员健康。特别是近二十年来，随着我国工业化进程的不断加快和经济的高速发展，使得河道积淤，阻塞，污染也愈加严重。国家对污染的治理和环境保护的政策和力度也不断加强。人民群众对环境保护的要求和意识也越来越强。在这种现实情况下，社会迫切需要一种具有现代化的，高效的清淤设备。 
　　一、河道清淤主要施工方式： 
　　1 半人工半机械式施工。这种施工方式是从几十年以前纯人工的“人海式”施工方式演变而来的。这种方式是使用简单的机械就近就边挖掘，不宜使用机械的地方用人工挖掘。这种方式的特点是劳动强度大，工作效率底下，工期时间长，而且对环境产生二次污染。由于劳动工具的落后也不能把河床清理彻底。 
　　2 吸浆式施工。 这种施工方式是用泥浆泵把河底的淤泥吸上来打入岸边的储浆槽中，待该泥浆中的水份下渗和蒸发后，形成固态或半固态淤泥再用挖掘机挖出运走。这种清淤方式只能把糊状淤泥从河底吸上来。已经板结固化的淤泥和其它异体杂物不能清理出来。岸边需要庞大的蓄浆池。河底吸浆头附近的淤泥还需要大量的高压水进行冲搅。显然这种方式也很落后—工期长，效率低，蓄浆困难，清理不彻底。 
　　3 搅吸式施工。搅吸式施工方式是对吸浆式改进后形成的一种清淤方式。他是在河底部的吸浆头内加装螺旋搅泥片，使吸浆头附近的淤泥被搅起然后再吸出的一种吸浆方式。它比吸浆式先进了，可同样需要庞大的蓄浆池。对板结固化的淤泥和异体杂物也不能清理出来。这种清淤方式对长江，淮河这样的大江大河还是具有显著优点的。目前是主要的采用方式。这种工况条件是水多水深，把搅吸出的泥沙放入大船内送到岸边再转运出去。但是这种方法面对内地城河等河道就不行了。它们的工况条件不同了—不能使用船只，淤泥种类性质也不同，泥浆的存放困难等都限制了它的使用条件。 
　　4 机械挖掘式。这种清淤方法是使用长臂挖掘机在河道的岸边，将挖掘工作头部伸入河道底部进行挖掘。或者把水抽干直接把挖掘机开进河道底部进行挖掘。在挖掘时需要分级传递，把淤泥送到岸上，再转运出去。这种清淤方式对较乍和较浅的河道还能勉强施工反之就不适用了。它的回转半径受到了限制。 
　　以上四种清淤方式和方法是现在清淤工程领域所普遍采用的方式。对大江大河来说广泛使用第二和第三种方式。对内陆河道则普遍采用第一和第四种方式。它们共同的特点是：不能把淤泥连续高效地清除外运，清淤工期长，河床清理不彻底，易产生二次污染，清淤机械落后等现状。从这个意义来说目前我国还没有专用的清淤设备。我国地域辽阔，河流纵横，水系繁多。加之目前多数河流水体污染，河底淤积，汛期疏水困难，旱季蓄水困难。一种先进的，高效的，专业的清淤机械设备的研发就急需的摆在我们面前。 
　　河道工况条件：河道的跨度，河床的高程，岸边有无障碍物，障碍物的障碍程度，河岸坡度，输送距离，转运空间，河床的承压能力，这些都是在设计新型专用设备时必须考量的重要因素。就其跨度来说少的十多米，多的几百米甚至更远。河床高程少的几米，多的十几米甚至几十米。特别是岸边的障碍物；就其护城河来说，几乎都存在建筑物。有的建筑物还是不间断的。这给该产品的设计和实际使用都会带来严峻的困难。河床的承压能力决定了在设计时所采用的轮距和支承行走轮的结构形式。 
　　二、河底淤泥的工况条件 
　　1 大江大河淤泥的工况条件。对长江，淮河，黄河等这样的大型河道来说，它们的淤泥成分主要是颗粒较细的泥沙和较稀薄的淤泥。加之水量巨大不能采用排干河水再清淤的方式。所以采用上述第二种清淤方式是目前较为合适的一种选择。而对于内陆河道特别是护城河来说则情况就大不相同了。 
　　2 内陆河道淤泥（特别是护城河淤泥）的工况条件。内陆河道特别是护城河的清淤绝大多数可以采用排水抽干法，露出淤泥然后进入清理。这些淤泥的成分庞杂—淤泥，石块，砖块，瓦砾，木棍树枝，编织袋，塑料布等混杂在一起。其中下层淤泥板结形成硬泥层。这种所谓的“淤泥”，显然用吸浆法或搅吸法远不能适应对现实工况的要求。 
　　三、内陆城河新型清淤机械设备的研发 
　　设计一种能连续采掘，远距离连续性淤泥输送，作业效率高，清淤彻底干净，不产生二次污染，经济实用的新型清淤设备是当务之急。 
　　首先根据清淤机的工作环境，设计清淤机的形状，各部件所要实现的功能，确定各部件的结构。在此基础上选摘合理的行走机构，液压装置和发动机功率型号。整体布局应该划分为以下几个工作部分：1）采掘工作部分；2）输送工作部分；3）物料传递转运部分；4）各部分的动力装置；5）行走机构；6）液压系统；7）自发电电力配送系统；8）各部分操纵系统；9）.机架体结构等。 
　　其中关键的是采掘工作部分和行走部分：采掘工作部分必须能够实现对种类复杂的淤泥进行有效的，可靠的，性能稳定的采掘。这就要求该工作部分的机构装置适应在工况条件恶劣的工作环境下实现不同的动作，完成它的任务。应该充分考量城河淤泥的复杂状态（流质状淤泥，下层板结淤泥，块状砖瓦石块，木棍树枝，杂草杂物，塑料布编织袋，堆积层不同深度等）。行走部分应考量河床的承载防陷能力；前进后退，左移右移动作的实现。行走轮的结构形式：根据我们对机种轮体的多次实验；以宽幅履带式结构较为理想。 
　　参考文献 
　　[1]张敏君.城市河道治理探讨[J].中国供水节水. 
　　[2]城区河道清理.疏浚工程施工探讨.科技生活，2012（03）.