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水下清淤方案

水下清淤一般指將清淤機(jī)具裝備在船上，由清淤船作為施工平臺(tái)在水面上操作清淤設(shè)備將淤泥開挖，并通過管道輸送系統(tǒng)輸送到岸上堆場(chǎng)中。水下清淤有以下幾種方法。

a．抓斗式清淤: 利用抓斗式挖泥船開挖河底淤泥，通過抓斗式挖泥船前臂抓斗伸入河底，利用油壓驅(qū)動(dòng)抓斗插入底泥并閉斗抓取水下淤泥，之后提升回旋并開啟抓斗，將淤泥直接卸入靠泊在挖泥船舷旁的駁泥船中，開挖、回旋、卸泥循環(huán)作業(yè)。清出的淤泥通過駁泥船運(yùn)輸至淤泥堆場(chǎng)，從駁泥船卸泥仍然需要使用岸邊抓斗，將駁船上的淤泥移至岸上的淤泥堆場(chǎng)中。

抓斗式清淤適用于開挖泥層厚度大、施工區(qū)域內(nèi)障礙物多的中、小型
河道，多用于擴(kuò)大河道行洪斷面的清淤工程。抓斗式挖泥船靈活機(jī)動(dòng)，不受河道內(nèi)垃圾、石塊等障礙物影響，適合開挖較硬土方或夾帶較多雜質(zhì)垃圾的土方; 且施工工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備容易組織，工程投資較省，施工過程不受天氣影響。但抓斗式挖泥船對(duì)極軟弱的底泥敏感度差，開挖中容易產(chǎn)生“掏挖河床下部較硬的地層土方，從而泄露大量表層底泥，尤其是浮泥”的情況; 容易造成表層浮泥經(jīng)攪動(dòng)后又重新回到水體之中。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)［3-5］，抓斗式清淤的淤泥清除率只能達(dá)到30% 左右，加上抓斗式清淤易產(chǎn)生浮泥遺漏、強(qiáng)烈擾動(dòng)底泥，在以水質(zhì)改善為目標(biāo)的清淤工程中往往無法達(dá)到原有目的。

b．泵吸式清淤: 也稱為射吸式清淤，它將水力沖挖的水槍和吸泥泵同時(shí)裝在1 個(gè)圓筒狀罩子里，由水槍射水將底泥攪成泥漿，通過另一側(cè)的泥漿泵將泥漿吸出，再經(jīng)管道送至岸上的堆場(chǎng)，整機(jī)具都裝備在船只上，一邊移動(dòng)一遍清除。而另一種泵吸法是利用壓縮空氣為動(dòng)力進(jìn)行吸排淤泥的方法，將圓筒狀下端有開口泵筒在重力作用下沉入水底，陷入底泥后，在泵筒內(nèi)施加負(fù)壓，軟泥在水的靜壓和泵筒的真空負(fù)壓下被吸入泵筒。然后通過壓縮空氣將筒內(nèi)淤泥壓入排泥管，淤泥經(jīng)過排泥閥、
輸泥管而輸送至運(yùn)泥船上或岸上的堆場(chǎng)中。

泵吸式清淤的裝備相對(duì)簡(jiǎn)單，可以配備小中型的船只和設(shè)備，適合進(jìn)入小型河道施工。一般情況下容易將大量河水吸出，造成后續(xù)泥漿處理工作量的增加。同時(shí)，我國河道內(nèi)垃圾成分復(fù)雜、大小不一，容易造成吸泥口堵塞的情況發(fā)生。

c．普通絞吸式清淤: 普通絞吸式清淤主要由絞吸式挖泥船完成。絞吸式挖泥船由浮體、鉸絞刀、上吸管、下吸管泵、動(dòng)力等組成。它利用裝在船前的橋梁前緣絞刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將河床底泥進(jìn)行切割和攪動(dòng)，并進(jìn)行泥水混合，形成泥漿，通過船上離心泵產(chǎn)生的吸入真空，使泥漿沿著吸泥管進(jìn)入泥泵吸入端，經(jīng)全封閉管道輸送(排距超出挖泥船額定排距后，中途串接接力泵船加壓輸送) 至堆場(chǎng)中。普通絞吸式清淤船及絞刀如圖1 所示。



普通絞吸式清淤適用于泥層厚度大的中、大型河道清淤。普通絞吸式清淤是一個(gè)挖、運(yùn)、吹一體化施工的過程，采用全封閉管道輸泥，不會(huì)產(chǎn)生泥漿散落或泄漏; 在清淤過程中不會(huì)對(duì)河道通航產(chǎn)生影響，施工不受天氣影響，
同時(shí)采用GPS 和回聲探測(cè)儀進(jìn)行施工控制，可提高施工精度。普通絞吸式清淤由于采用螺旋切片絞刀進(jìn)行開放式開挖，容易造成底泥中污染物的擴(kuò)散，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的回淤現(xiàn)象。根據(jù)已有工程的經(jīng)驗(yàn)［4，6］，底泥清除率一般在70%左右。另外，吹淤泥漿濃度偏低，導(dǎo)致泥漿體積增加，會(huì)增大淤泥堆場(chǎng)占地面積。

d．斗輪式清淤: 利用裝在斗輪式挖泥船上的專用斗輪挖掘機(jī)開挖水下淤泥，開挖后的淤泥通過挖泥船上的大功率泥泵吸入并進(jìn)入輸泥管道，經(jīng)全封閉管道輸送至卸泥區(qū)。斗輪式挖泥船及斗輪如圖2 所示。斗輪式清淤一般比較適合開挖泥層厚、工程量大的中、大型河道、湖泊和水庫，是工程清淤常用的方法。清淤過程中不會(huì)對(duì)河道通航產(chǎn)生影響，施工不受天氣影響，且施工精度較高。但斗輪式清淤在清淤工程中會(huì)產(chǎn)生大量污染物擴(kuò)散，逃淤、回淤情況嚴(yán)重，淤泥清除率在50% 左右，清淤不夠徹底，容易造成大面積水體污染。