一种高效便捷耙吸式挖泥船及其生态清淤施工工法
【技术领域】
[0001] 本发明属于生态清淤技术领域，尤其涉及一种高效便捷耙吸式挖泥船及其生态清 淤施工工法。
【背景技术】
[0002] 我国七大水系都不同程度受到污染，其中以辽河、海河、淮河水系受到的污染最为 严重;超过40%的省界断面水体劣于III类水标准;全国90%以上湖泊呈不同程度的富营养 化状态，需要及时进行生态清淤改善环境。仅以太湖为例，太湖是我国第三大淡水湖，在区 域经济和社会发展中具有举足轻重的地位，目前太湖流域富营养化加剧，全湖69.83%的面 积为淤泥所覆盖，导致近年蓝藻频繁爆发，给周边城市环境和人们的生活健康造成很大的 威胁。生态清淤是近30年来发展起来的新兴产业，是水利工程、环境工程和疏浚工程交叉的 边缘工程技术，它是为减少污染，促使生物实现良性循环而进行的清淤，属生态工程范畴， 有别于一般的工程清淤概念，因此生态清淤越来越受业内人士的重视。
[0003] 从古至今人们就有着十分浓厚的"水情结"，喜欢滨水而栖，逐水而居，所以水环境 是人类文明、生态文明的一面镜子。对都市居民而言，特别希望拥有一个美好的水环境。城 市河道是城市繁荣和文明发展的载体，随着城市化进程加快，城市人口猛增，产生的废水、 生活垃圾等污染物日益增多，对城市干支流河道造成了严重的污染，也影响了人们的身体 健康和城市形象，所以城市河道综合治理既关系着城市的基础设施建设，也关系着城市生 态建设和形象建设。河道综合治理不仅能提高城市的防洪、排水、排污能力，而且还在一定 程度上美化了城市环境。因此，进行城市河道综合治理是十分必要的。在我国内河航道中， 由于江河水深受四季气象变化影响大，夏季洪峰带砂形成大片积淤积砂，阻碍航道，到了冬 季枯水期，河道水深变浅，河道通航能力降低，有些河道区段甚至因淤积导致水深不满足船 舶航行要求。此种情况对于通航频繁的河道，将急需进行疏浚施工。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种高效便捷耙吸式 挖泥船及其生态清淤施工工法，能保持原始河床的平整、均匀，又能边前后左右移动边施 工，清淤效果好，施工效率高，使整条河道河底的黑泥、臭泥、生活垃圾均得到治理，从而实 现水资源的可持续利用，提高生态文明水平。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种高效便捷耙吸式挖泥船，包括机舱、泥舱、栗机舱和尖首舱，其特征在于:机舱 与栗机舱之间设有两个泥舱，泥舱上设有吸泥装置，吸泥装置包括耙头、吸泥管、离心式泥 栗、出泥管和三通阀，三通阀设于栗机舱内，耙头上设有阻隔装置，吸泥管的一端固定连接 耙头，吸泥管的另一端连接三通阀，出泥管的一端连接离心式泥栗，出泥管的另一端连通泥 舱，机舱的一侧设有升降装置，升降装置包括涡轮电动升降架和电动萌芦，电动萌芦上设有 吊钩装置，耙头通过吊钩装置连接电动萌芦，泥舱与栗机舱之间设有出泥管移动装置，出泥 管移动装置的一侧连接有链条，链条卡箍连接出泥管，链条上连接有手把，泥舱的底部设有 抽泥管，抽泥管与出泥管相匹配，抽泥管的另一端连接三通阀，出泥管的出泥端连接有淤泥 输送管，淤泥输送管连接有泥浆专用船，该挖泥船不受桥梁宽度、高度以及水位高低的限 制，适用于各大小河道的施工，具有一边吸一边航行移动的功能，有效清除河底下上层的稀 污泥，同时又能够保持原始河床的平整、均匀，有效解决了历来桥下无法清淤的难题，还能 吸附河面上除特殊垃圾外的所有生活垃圾。
[0007] 进一步，耙头呈梯状，耙头由钢板焊接成密封状，耙头采用犁形耙齿，这样的设计 入土深度大，破土能力强，泥浆进舱浓度高，挖泥效率提高。
[0008] 进一步，吸泥管采用内径为30cm的波纹胶管，波纹胶管能够吸收在挖泥过程中产 生的振动能量，起到减振的作用，具有柔性好、抗扭曲、质量轻、耐腐蚀、抗疲劳、耐高低温的 特点。
[0009] 进一步，阻隔装置由钢筋焊接而成，阻隔装置不影响淤泥进入吸泥管，又能有效地 避免河里的生活垃圾堵塞吸泥管，而且阻隔装置可开可闭，便于对耙头内部进行清理。
[0010] 进一步，出泥管移动装置采用槽钢，出泥管移动装置焊接固定在泥舱的两侧，出泥 管移动装置通过螺栓连接链条，采用槽钢加强了出泥管移动装置的稳定性，操作人员可在 栗机舱内通过摇动手把，带动链条转动，从而控制出泥管的移动方向，灵活性高。
[0011] -种高效便捷耙吸式挖泥船的生态清淤施工工法，其特征在于包括如下步骤：
[0012] (a)抛泥区设置
[0013] (1)抛泥区测量放样:按设计图提供的坐标点与水准点进行相关的加密，之后进行 严格的水准点的闭合方面的测量，并且在25m的范围内找到水准点，测量精度满足水利水电 工程施工测量规范要求；
[0014] (2)排泥堆场设置
[0015]根据现场条件，围堰采用泥土堰的方式，堰内边坡比为1:2,堰外边坡比为1:25围 堰的设计防止外部水进入抛泥区，便于在围堰内排水；围堰土方主要以开挖周边场地的土 方为主，充分利用现场材料，基础适应性强，施工工艺简单;采用大型推土机送土到基坑，填 土自压，并来回碾压夯实，推土机碾压采用进退错距法，碾迹搭接宽度应大于l〇cm，夯实遍 数从4遍开始用环刀法抽取试样，测定回填区域的密度值，达不到要求再夯实6遍、8遍，直到 测定合格，保证其密实度达85%以上；
[0016] (3)场地排水
[0017]围堰下口方向布置闸箱式泄水口，泄水口连接有排水管，每根排水管按2m间距进 行铺设，并对排水管进行单独保护固定，场地内积水通过排水管按照施工方案要求进行排 放到附进有自然排水条件的地方，排水管的规格为Φ 800，排水管的输泥口流速为3m/s。
[0018] (b)船舶定位
[0019] 采用DGPS差分全球定位系统，先求得船台所在船位的坐标，通过计算机进行数据 处理，在电子显示屏上显示出设计挖泥区段轮廓线，设计挖槽边线，然后根据电子显示屏所 得数据图像，在岸上设置具有高灵敏度的导标，标示挖槽边界标、中线标、起点标和终点标， 按照挖槽底宽、段长、转折等不同槽形与要求，分设多对导标，前后导标间距为80~90m，前 后导标间距越长，船位距前导标越近，灵敏度越高，船位越准确;示意好挖槽区域后，并测量 该区域的水深情况、水流向及流速、水域及土质条件，采用DGPS定位和导标定位方法，精确 定位，能使挖泥船在预定的航线上行进，减少漏挖浅点、浅埂或垅沟，避免一再重复挖或局 部掘土过深；
[0020] (C)挖泥操耙
[0021] 当挖泥船即将到达挖泥位置时，驾驶员下达"备耙"指令，操耙人员通过升降装置 将耙头和吸泥管稳定连接，挖泥船接近挖槽起点之前，距离控制在10~15m，降低航速，并将 耙头下放到水里的泥面，同时控制船位及航向，待耙头着地后推进主机加速，本发明所挖土 质以淤泥为主，控制挖泥航速为2. Okn~3. Okn，保持耙头与河床面正常接触，松动泥浆供应 上升，吸入泥浆浓度高，保证了吸舱质量;将耙管内的清水和低浓度泥浆直接排出舷外，待 泥浆浓度正常后再打开所述泥舱的闸阀装舱，由于放耙着底前期，在离心式泥栗的作用下， 会吸上一些清水和低浓度泥浆，这些杂质会稀释进入泥舱的泥浆浓度，排出这些杂质，提高 了泥舱内的装载初始浓度；同时将离心式泥栗提高到正常转速，开始装舱挖泥，并时刻注意 观察真空表、压力表、浓度表、流速表数值，通过升降装置调整下耙的深度，保持吸泥管和出 泥管平坦、顺直，不拐死弯;淤泥在离心式泥栗的作用下，通过吸泥管进入泥舱，操作人员在 操控台摇动手把控制出泥管移动装置，使淤泥均匀地堆放在泥舱内；根据施工区域疏浚土 特性、施工条件和施工船舶的性能，挖泥过程中采用逆流纵向挖泥法，施工中控制挖泥航 速，均匀布耙，逐层下挖，采用逆流纵向挖泥法，挖泥船舵效好，容易控制航向及船位，且作 业安全;在平面上，挖泥船利用导标定位，在挖深上，根据实时水位情况，利用挖泥船配置的 挖深指示仪表和升降装置控制下耙深度，开挖下层时，采用定耙的方法施工，确保工程质 量;本发明中吸泥管、出泥管、抽泥管和淤泥输送管应按设计线路与铺设方法铺设，作业时 要保持这些管线平坦，顺直，不拐死弯，这些管线的接头必须紧密、牢固，整个管线和接头不 得漏泥、漏浆、漏水，发现泄