[發明專利]一種高效便捷耙吸式挖泥船及其生態清淤施工工法

在審

• 申請號: 201610040141.5
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105714867A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 劉學應;葉睿;林朝陽;劉東哲
• 申請（專利權）人: 浙江水利水電學院
• 主分類號: E02F3/88
• 分類號: E02F3/88;E02F3/92;E02F5/28
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 施少鋒

1.一種高效便捷耙吸式挖泥船，包括機艙、泥艙、泵機艙和尖首艙，其特征在于：所述機艙與所述泵機艙之間設有兩個所述泥艙，所述泥艙上設有吸泥裝置，所述吸泥裝置包括耙頭、吸泥管、離心式泥泵、出泥管和三通閥，所述三通閥設于所述泵機艙內，所述耙頭上設有阻隔裝置，所述吸泥管的一端固定連接所述耙頭，所述吸泥管的另一端連接所述三通閥，所述出泥管的一端連接所述離心式泥泵，所述出泥管的另一端連通所述泥艙，所述機艙的一側設有升降裝置，所述升降裝置包括渦輪電動升降架和電動葫蘆，所述電動葫蘆上設有吊鉤裝置，所述耙頭通過所述吊鉤裝置連接所述電動葫蘆，所述泥艙與所述泵機艙之間設有出泥管移動裝置，所述出泥管移動裝置的一側連接有鏈條，所述鏈條卡箍連接所述出泥管，所述鏈條上連接有手把，所述泥艙的底部設有抽泥管，所述抽泥管與所述出泥管相匹配，所述抽泥管的另一端連接所述三通閥，所述出泥管的出泥端連接有淤泥輸送管，所述淤泥輸送管連接有泥漿專用船。

2.根據權利要求1所述的一種高效便捷耙吸式挖泥船，其特征在于：所述耙頭呈梯狀，所述耙頭由鋼板焊接成密封狀。

3.根據權利要求1所述的一種高效便捷耙吸式挖泥船，其特征在于：所述吸泥管采用內徑為30cm的波紋膠管。

4.根據權利要求1所述的一種高效便捷耙吸式挖泥船，其特征在于：所述阻隔裝置由鋼筋焊接而成。

5.根據權利要求1所述的一種高效便捷耙吸式挖泥船，其特征在于：所述出泥管移動裝置采用槽鋼，所述出泥管移動裝置焊接固定在所述泥艙的兩側，所述出泥管移動裝置通過螺栓連接所述鏈條。

6.使用如權利要求書1所述的一種高效便捷耙吸式挖泥船的生態清淤施工工法，其特征在于包括如下步驟：

(a)拋泥區設置

(1)拋泥區測量放樣：按設計圖提供的坐標點與水準點進行加密，之后進行水準點的閉合方面的測量,并且在25m的范圍內找到水準點，測量精度滿足水利水電工程施工測量規范要求；

(2)排泥堆場設置

根據現場條件，圍堰采用泥土堰的方式，堰內邊坡比為1：2，堰外邊坡比為1:25；圍堰土方以開挖周邊場地的土方為主，采用大型推土機送土到基坑，填土自壓，并來回碾壓夯實，夯實遍數從4遍開始用環刀法抽取試樣，測定回填區域的密度值，再夯實6～8遍，直到測定合格，保證其密實度達85％以上；

(3)場地排水

圍堰下口方向布置閘箱式泄水口，泄水口連接有排水管，每根所述排水管按2m間距進行鋪設，并對所述排水管進行單獨保護固定，場地內積水通過所述排水管按照施工方案要求進行排放到附進有自然排水條件的地方，所述排水管的規格為Φ800，所述排水管的輸泥口流速為3m/s；

(b)船舶定位

采用DGPS差分全球定位系統，先求得船臺所在船位的坐標，通過計算機進行數據處理，在電子顯示屏上顯示出設計挖泥區段輪廓線，設計挖槽邊線，然后根據電子顯示屏所得數據圖像，在岸上設置具有高靈敏度的導標，標示挖槽邊界標、中線標、起點標和終點標，示意挖槽區域，并測量該區域的水深情況、水流向及流速、水域及土質條件；

(c)挖泥操耙

當挖泥船即將到達挖泥位置時，駕駛員下達“備耙”指令，操耙人員通過所述升降裝置將所述耙頭和所述吸泥管穩定連接，挖泥船接近挖槽起點之前，距離控制在10～15m，降低航速，并將所述耙頭下放到水里的泥面，同時控制船位及航向，待耙頭著地后推進主機加速，控制挖泥航速為2.0kn～3.0kn，將耙管內的清水和低濃度泥漿直接排出舷外，待泥漿濃度正常后再打開所述泥艙的閘閥裝艙，同時將所述離心式泥泵提高到正常轉速，開始裝艙挖泥，挖泥過程中采用逆流縱向挖泥法，施工中控制挖泥航速，均勻布耙，逐層下挖，并時刻注意觀察真空表、壓力表、濃度表、流速表數值，通過所述升降裝置調整下耙的深度，保持所述吸泥管和所述出泥管平坦、順直，操作人員在操控臺搖動所述手把控制所述出泥管移動裝置，使淤泥均勻地堆放在所述泥艙內；

(d)掃淺施工

(1)首先根據測量圖紙分析淺點分布情況和淺點的泥層厚度，對航道內淺點進行統一編號，根據散布淺點或淺埂的分布，確定掃淺區域，初期在中部開闊區域進行掃淺，回旋挖泥；(2)泊位掃淺和施工區域邊線附近掃淺時，提高航速，直接倒車至起始位置下耙施工，如此進退往復施工；(3)對于個別孤立的淺點，一方面進行分層施工，定耙深度深于淺點峰值，待所述耙頭碰到淺點，依靠耙齒切削挖泥，分層厚度為0.8m，另一方面船舶操縱上采用進退挖泥法，當船舶挖到終點或挖過淺點后，起耙將所述耙頭提升到離開泥面，然后倒車使船退回并越過起挖點以外，在倒推過程中要注意操縱步驟，待船舶的對地航速消失，轉而向前行進，再次放耙著底挖泥，且根據散布淺點的分布，使船舶成“S”形軌跡與淺點呈斜交挖泥，如此反復對孤立的淺點逐個掃除；掃淺過程中加強測量密度，根據測量資料對淺點精確定位，把測量成果第一時間反饋至施工船舶，使施工船舶及時掌握掃淺效果；

(e)開挖順序

根據先前測量所得的挖槽區域水深情況、水流向及流速、水域及土質條件，采取相應的開挖順序；對于水深存在過淺或過深的情況，施工時由淺及深開挖，逐步加大水深，使全槽水深相近，完后加深疏浚，淺區大于一處時，從最淺部位處開挖；對于存在單向水流的疏浚區域，挖泥施工從挖槽的上游端開始挖，逐漸向下游伸展；根據疏浚區域的水域及土質條件，航道從中間開挖步步拓寬，或者提前開挖邊線；

(f)抽艙

待所述泥艙里的淤泥量將近滿負載時，將進行抽艙，操作人員將所述吸泥管與所述三通閥連接的閥門關閉，并開啟所述抽泥管與所述三通閥連接的閥門，開啟所述泵機艙內的泵機，將所述泥艙內的淤泥抽入所述泥漿專用船內，待抽艙完成后，斷開所述淤泥輸送管，并將所述抽泥管與所述三通閥連接的閥門關閉，再次開啟所述吸泥管與所述三通閥連接的閥門，進行下一輪挖泥作業；

(g)運泥及拋泥

待挖泥船抽艙完成后，由所述泥漿專用船將淤泥運送至設定的拋泥區進行拋泥作業，完成拋泥作業后隨即返航，并進行下一輪作業；

(h)轉運

從河道中清理出來的淤泥按照要求堆放在拋泥區，經過沉淀和晾曬之后，再由自卸汽車運至指定的棄土場堆放，自卸汽車在進出棄土場之前先做下清理工作，將車輛外表沖洗干凈，并檢查車后門的完好，發現破損及時維修，施工時做好日常清潔工作，淤泥按照指定地點棄放。