CN105155606B - 一种港口曝气型清淤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种港口曝气型清淤方法，包括港口主体，其特征是：所述港口主体边缘底部设有储泥槽，多个吹气管道和多个抽泥管道穿在港口主体内部，两者一端延伸在港口主体上方，另一端连通在储泥槽底端平面；与现有的技术相比，本发明的优点是如下：（1）成本低，不需要大量的工程建设；（2）相对于现有技术需要多种工序，施工繁琐，本发明工艺简单，施工不要求很高的技术；（3）处理效果好，现有技术都会出现将淤泥吹跑的问题，而本发明直接将淤泥密封起来，在吹气过程中，淤泥被围在固定的区域内不会被吹跑，达到彻底清除的目的。
Description
技术领域
本发明属于港口施工工程技术领域，具体涉及一种港口曝气型清淤结构及其清淤方法。
背景技术
在港口的运行过程中,港口的边沿随着时间的推移，会沉积大量的淤泥，对这些淤泥清理通常多是采用挖泥船和耙吸船来清除淤泥，但是其两者都不能将淤泥清除干净。
如一公开号为CN103806484A （公告日为2014年05月21日）的中国发明专利公开了：空气提升水下清淤施工工法，步骤如下： (a)淤积物勘测分类：对清淤区域内的淤积物进行勘测，首先采用潜水员人工潜水方法勘测，对区域内的淤积物进行分类并记录，记录内容包括有：淤积物量，淤积物种类，淤积物粒径范围等，得到淤积物勘测记录表；然后将γ射线密度仪及相关的仪器设备搬运至勘测船上，将相关仪器设备与γ射线密度相连接；连接完成后，深入水中，逐点向下测量，勘测最大清淤深度，水底各点的压力等并记录；(b)清淤系统设计：首先确定清淤设备，包括有：沉船、集渣船、空气提升清淤主管、压缩空气输送管路、压缩空气控制分配阀、压缩空气储气罐、空压机、潜水供气空压机、多级高压水泵、高压水枪、压缩空气混流箱、起重设备；然后结合淤积物勘测记录表，确定清淤设备的型号、口径等，并设计清淤设备安装图纸，得到初步清淤系统；(c)清淤系统加工：组织工程监理、相关负责人等针对初步清淤系统进行讨论加工，对不当之处进行调整得到完善的清淤系统；(d)施工准备：施工人员熟悉图纸及施工要求；相关负责人根据施工组织设计中的施工人员、施工机械设备及物资材料等进行组织调遣；组织清淤设备保养、维修、租凭等工作，为工程顺利实施做好充分的物质准备；将施工设备运送至沉船上并在沉船上搭建施工平台；根据淤积物勘查记录表，对集渣船进行改装布置，做到集渣船结构满足储存及运输淤积物的要求；(e)清淤主管安装：根据工程设计要求，选择合适的清淤主管，清淤主管上端为排放口，下端为吸淤口；清淤主管的长度根据最大清淤水深和排放口位置确定，清淤主管口径根据淤积物的最大粒径确定；然后对清淤主管管壁进行开孔作业，该孔为排气孔，开孔位置设在清淤主管的吸淤口端，排气孔孔径和数量根据清淤主管的口径和空压机的排量而定，排气孔沿管壁四周均匀布置；待管壁开孔结束后，将混流箱通过固定连接件焊接到主管开孔部位的外侧，因此混流箱与管壁之间形成混流室；同时根据工程设计要求，在混流箱上布置相应数量的接口，接口用于接通供气管路，安装完成后存放于施工平台上；(f)供气系统组装：供气系统包括有：压缩空气输送管路、压缩空气控制分配阀、压缩空气储气罐及空压机，将供气系统存放于施工平台上；采用空压机生成压缩空气，空压机的排气量根据清淤主管的口径而定，空压机的供气压力根据水深而定：口径在200~250mm的清淤管，配套空压机的排气量在6~10M3/min；口径在250~300mm的清淤主管配套空压机的排气量在12~20M3/min；口径在300~500mm的清淤主管配套空压机的排气量在60~100M3/min；空压机的供气压力在0.7~1.5Mpa；空压机经压缩空气输送管路连接压缩空气储气罐，压缩空气储气罐上出口处同样连接压缩空气输送管路，该空气输送管路为供气管路，并在该供气管路上安装分配阀，分配阀控制压缩空气的排入量；该供气管路的末端连接在混流箱的接口处，供气管路的数量与混流箱的接口数量一致；连接完成后，先借助沉船将供气系统与清淤主管运送至清淤位置，再依靠起重设备将清淤主管架至水底，吸淤口朝下对准淤积物，排放口对准集渣船并保持；(g)潜水设备组装：潜水设备包括潜水供气空压机和通气管，潜水供气空压机安装于施工平台上，并检查安装是否安装稳固，通气管与供气空压机相通，通气管为潜水员提供空气；(h)高压水系统布置：高压水系统包括高压水枪和多级高压水泵，多级高压水泵安装于施工平台上，并且靠近潜水供气空压机，然后检查是否安装稳固；高压水枪连接于多级高压水泵上；(i)清淤系统试运行：首先开启空压机生成压缩空气，压缩空气储存至压缩空气储存罐内，同时潜水人员穿上潜水服，潜水服连接通气管并架起高压水枪，潜水员进入水底至清淤位置并开启潜水供气空压机；然后开启控制分配阀，清淤主管开始抽取淤积物，潜水员根据实际清淤情况，示意施工人员开启高压水泵，采用高压水枪对淤积物进行水下冲扰，根据实际冲扰情况合理调整冲扰位置，辅助清淤工作；试运行期间每隔5min调节分配阀，改变供气量，潜水员将实际清淤情况反馈给施工人员，同时施工人员检查各设备的工作情况；试运行期间施工人员记录所有过程，若试运行期间各设备运行状况良好，清淤稳定，则进行下一道工序，否则检查问题所在并解决，解决后，方能进行下一道工序；(j)淤积物抽排：首先开启空压机生成压缩空气，压缩空气储存至压缩空气储存罐内，同时潜水人员穿上潜水服，潜水服连接通气管并架起高压水枪，潜水员进入水底至清淤位置并开启潜水供气空压机；然后开启控制分配阀，分配阀调节至最理想的位置，此时压缩空气经供气管路进入混流室；压缩空气在混流室内挤压后经排气孔进入清淤主管内，由于压缩空气压强大于大气压，清淤主管内的压缩空气逐渐上升；上升过程中，清淤主管内形成负压，清淤系统底部的淤积物随水流进入吸淤口并逐渐提升至排放口，最后到达集渣船内，同时根据潜水员反馈的信息，借助起重设备合理调整清淤主管位置；潜水员根据实际清淤情况，示意施工人员开启高压水泵，采用高压水枪对淤积物进行水下冲扰，根据实际冲扰情况合理调整冲扰位置，辅助清淤工作；清淤过程中，如果出现堵塞，采取闭气重开的方法消除堵塞；区域内清淤完成后，关闭各设备，借助起重设备及沉船将清淤系统移至未清淤区域，然后重复上述清淤过程直至完成工程范围内的清淤工作；(k)淤积物处理：在清淤工作工程中，集渣船上的淤积物逐渐增多，当淤积物的重量达到集渣船的额定承受重量时，首先停止清淤作业，再将集渣船运送至指定的淤积物处理点进行倾倒，然后回到清淤处继续工作；如此循环往复直至完成工程范围内的清淤工作；(l)测量控制：①建立测量控制网：根据设计道路总平面图及施工现场地理环境等因素综合考虑，合理布设测量控制桩；控制桩布好后再依据建设单位提供的坐标、高程控制点，将布设的导线控制点的坐标、高程测量出来，经复核无误后就形成完整的能直接指导测量施工的坐标、高程控制网体系，并形成文字记录；②控制点测设：首先项目部对测量控制点进行复核，再根据设计部门提供的水准点进行施工用临时水准点的加密，临时水准点设置于使用范围外并检查临时水准点是否坚固稳定，施工期间每隔三个月对其进行复核；现场、使用的平面控制点及高程控制点在施工过程中每三个月复测一次；(m)清淤基面测量验收：采用竹竿取样的验收方式，首先将竹竿深至水底，竹竿底端有淤积物进入，然后现场打开该竹竿，若不流动的淤积物不超过300mm，则视为验收合格；否则对该取样位置进行加密检测，不合格的位置进行二次清淤直至验收合格；现场取样按每10m一个断面进行，每个断面3个点；并将验收结果上报监理工程师，完成本工程验收。
上述申请是最接近本申请的现有技术，它通过潜水员进入水底至清淤位置并开启供气空压机对淤积物进行水下冲扰，冲扰之后通过泥浆泵输送到达集渣船内，再借助起重设备及沉船将清淤系统移至未清淤区域，然后重复上述清淤过程直至完成工程范围内的清淤工作。此方法的弊端如下：（1）前序部分需要勘测组织施工安装，成本大，工程量繁琐；（2）水下的工作都是由潜水员判断来完成，在水下安装和移动设备很困难，作业难度很大；（3）在清淤时，需要不断调整设备的位置，由于水下的淤泥被高压气泵吹起，再吸入，这时被吹起的泥浆很容易乱跑，不能完全的清理干净。
又如一申请公布号为CN102454178A的中国发明专利申请公开了一种码头底下清淤机具及其清淤方法，采用高压水泵、潜水泥浆泵、清淤头、喷嘴，其特征是高压水泵装在潜水泥浆泵上方，潜水泥浆泵下端连接清淤头，清淤头底部呈锥形并开有吸口，在清淤头的上部装有过渡水箱，高压水泵出水口通过连接管连接过渡水箱进水口，过渡水箱通过连接管连接装在清淤头中部的高压冲水水箱，高压冲水水箱有多根水管垂直通到清淤头底部，通到清淤头底部的水管下端装有喷嘴，在高压冲水水箱边沿均布与水平面呈45°的高压冲水喷嘴；清淤机具的施工步骤是由带有吊装设备的清淤平台将清淤机具置于泥土表面后，启动高压水泵，进行垂直和水平高压冲水破土，形成泥浆，然后启动潜水泥浆泵进行吸泥，泥浆由清淤头吸入，通过潜水泥浆泵的输泥管排至泥驳，当清淤达到指定深度，先停高压水泵，后停潜水泥浆泵，再将清淤机具吊起，收好管线，移动清淤平台到达下一指定位置，重复上述施工步骤。
上述申请和本申请的原理相同，通过高压先将淤泥冲散，形成泥浆混合物，再利用泥浆泵将混合的泥浆吸起排出，达到清淤的目的，但是其不足之处与本文中第一篇对比文件相同，在高压气体将泥浆冲散形成泥浆混合物的时候，泥浆很容易被冲到其他地方，这样往往清淤效果不太理想，不能彻底将泥浆清除。
发明内容
本发明针对以上缺点，立足于解决现有采用高压气体方法在清除港口底部淤泥时，泥浆很容易被冲跑，导致不能彻底将淤泥清除干净的问题。提出了一种港口曝气型清淤结构及其清淤方法。该结构通过合理的结构设计，将港口长时间沉积的泥沙截留在储泥槽内，在密封操作，这样吹气的时候淤泥，泥浆混合物被挡在密封的区域内被吸走，到达彻底清除干净的目的。
为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：
一种港口曝气型清淤结构，包括港口主体，其特征是： 所述港口主体边缘底部设有储泥槽，多个吹气管道和多个抽泥管道穿在港口主体内部，两者的一端延伸在港口主体上方，另一端连通在储泥槽底端平面；
储泥槽侧边正前方均布设有轨道，轨道内部均布安装有圆球，密封板夹在轨道之间的圆球上方；所述港口主体上面还安装有电机，电机下方分别设有穿在港口主体内管道一和管道二，所述管道一出口处与密封板处于同一水平高度，管道二出口处延伸至轨道之间的后方；所述电机上面捆有连接钢丝，连接钢丝一路穿过管道一与密封板前方连接，另一路穿过管道二与密封板后方连接；管道一和管道二在连接钢丝的拐弯处都安装有过渡滑轮。
另外，在密封板拉起密封放入同时，为了确保密封下方有支持物使其保证在水平状态，同时，也为了防止有杂物进入储泥槽内部，影响清淤作业，还包括格栅板，所述格栅板盖在储泥槽上方，其一端穿入港口主体内部，另一端延伸至轨道的端面。
密封板长度大于轨道长度，这样在拉动过程中不会脱轨；在吹气过程中，为了起到很好的效果，将泥浆吹起，吹气管道的出气口设有锥形吹气喷头或连接有多个向上吹气的分支喷头。
为平时的泥沙运动堆积过程中，为了防止泥沙堆积在轨道内，使轨道堵塞，还包括盖板，所述盖板盖在轨道上面，盖板后侧与港口底面设有过渡斜坡，这样泥沙不会进入轨道
内部。
在吹气过程中，为了保证储泥槽内的各面上面的淤泥都被清除干净，储泥槽与轨道交接处为斜坡结构，所述储泥槽的两侧/或斜坡结构侧/或斜坡结构侧对面侧均布设有与吹气管道连通的分支气道。分支气道倾斜安装，出气口对准储泥槽底部。
一种港口曝气型清淤结构清淤方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）将吹气管道连接高压气泵，抽泥管道连接泥浆泵，并通过管道将泥浆泵与收泥装置连接；
（2）启动电机将连接密封板前方的一路钢丝向前拉动，使密封板向前运动到港口主体边沿盖在格栅板上方，使储泥槽上方被挡住；
（3）高压气泵开始向吹气管道内间隙性吹气，使堆积在储泥槽内的淤泥与水混合形成泥浆，同时启动泥浆泵开始抽泥浆，将储泥槽内的泥浆抽入到收泥装置内；由于泥浆被密封板挡住，因此只会在储泥槽内部运动，这样淤泥不会被吹跑；在泥浆泵抽泥同时，储泥槽内形成负压，外部的海水通过各结构间的安装间隙进入储泥槽内与还未混合的淤泥形成泥浆；
（4）不断重复步骤（3），直到收泥装置接收到的泥浆含泥率和近海海水相近，停止吹气和抽泥；判定泥浆含泥率和近海海水相近可通过取样本对比或肉眼对比观察判定；
(5)启动电机将连接密封板后方的一路钢丝拉动，将密封板拉回原位，下次继续使用。
与现有的技术相比，本发明的优点是如下：（1）成本低，不需要大量的工程建设；（2）相对于现有技术需要多种工序，施工繁琐，本发明工艺简单，施工不要求很高的技术；（3）处理效果好，现有技术都会出现将淤泥吹跑的问题，而本发明直接将淤泥密封起来，在吹气过程中，淤泥被围在固定的区域内不会被吹跑，达到彻底清除的目的。
附图说明
现在接下来借助于实施例的附图来对本发明进行简短的描述。附图中：
图 1 示出了本发明港口曝气型清淤结构的示意图；
图 2 示出了本发明港口曝气型清淤结构的剖视示意图；
图 3 示出了图 2 进一部拆解示意图；
图 4 示出了了本发明港口曝气型清淤结构侧视图。
图中：1、港口主体，2、吹气管道，3、泥浆泵，4、电机，5、抽泥管道，6、格栅板，7、密封板，8、轨道，10、连接钢丝，11、管道一，12、储泥槽，13、圆球，15、管道二，16、盖板，17、分支气道。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例 1
一种港口曝气型清淤结构，包括港口主体 1，所述港口主体 1 边缘底部设有储泥槽 12，多个吹气管道 2 和多个抽泥管道 5 穿在港口主体 1 内部，两者的一端延伸在港口主体 1 上方，另一端连通在储泥槽 12 底端平面；还包括格栅板 6，格栅板 6 盖在储泥槽 12 上方，其一端穿入港口主体 1 内部，另一端延伸至轨道 8 的端面。还包括盖板 16，所述盖板 16 盖在轨道 8上面，盖板 16 后侧与港口底面设有过渡斜坡。
储泥槽 12 侧边正前方均布设有轨道 8，轨道 8 内部均布安装有圆球 13，密封板 7 夹在轨道 8 之间的圆球 13 上方；所述港口主体 1 上面还安装有电机 4，电机 4下方分别设有穿在港口主体 1 内管道一 11 和管道二 15，所述管道一 11 出口处与密封板 7 处于同一水平高度，管道二 15 出口处延伸至轨道 8 之间的后方；所述电机 4 上面捆有连接钢丝 10，连接钢丝 10 一路穿过管道一 11 与密封板 7 前方连接，另一路穿过管道二 15 与密封板 7 后方连接。管道一和管道二在连接钢丝的拐弯处都安装有过渡滑轮。
密封板 7 长度大于轨道 8 长度，吹气管道 2 的出气口设有锥形吹气喷头或连接有多个向上吹气的分支喷头。
储泥槽 12 与轨道 8 交接处为斜坡结构，所述储泥槽 12 的两侧设有与吹气管道 2 连通的分支气道 17。分支气道 17 倾斜安装，出气口对准储泥槽 12 底部。
基于上述结构的清淤方法，通过利用空心透明圆管对准储泥槽 12 内插入，再提起，确定储泥槽 12 内部淤泥堆积深度，取点应按间距选取多个，当达到设定的深度需要清理时，启动以下步骤：
（1）将吹气管道 2 连接高压气泵，抽泥管道 5 连接泥浆泵 3，并通过管道将泥浆泵与收泥装置连接；
（2）启动电机 4 将连接密封板 7 前方的一路钢丝向前拉动，使密封板 7 向前运动到港口主体 1 边沿盖在格栅板 6 上方，使储泥槽 12 上方被挡住；
（3）高压气泵开始向吹气管道 2 内间隙性吹气，使堆积在储泥槽 12 内的淤泥与水混合形成泥浆，同时启动泥浆泵 3 开始抽泥浆，将储泥槽 12 内的泥浆抽入到收泥装置内；
（4）不断重复步骤 3，直到收泥装置接收到的泥浆含泥率和近海海水相近，停止吹气和抽泥；
(5)启动电机 4 将连接密封板 7 后方的一路钢丝拉动，将密封板 7 拉回原位，下次继续使用；
（6）清除完成后，等待 1 小时，再次利用空心透明圆管对准储泥槽 12 内插入，再提起，查看清淤效果。
实施例 2
一种港口曝气型清淤结构，包括港口主体 1，所述港口主体 1 边缘底部设有储泥槽 12，多个吹气管道 2 和多个抽泥管道 5 穿在港口主体 1 内部，两者的一端延伸在港口主体 1 上方，另一端连通在储泥槽 12 底端平面；储泥槽 12 侧边正前方均布设有轨道8，轨道 8 内部均布安装有圆球 13，密封板 7 夹在轨道8 之间的圆球 13 上方；所述港口主体 1 上面还安装有电机 4，电机 4 下方分别设有穿在港口主体 1 内管道一 11 和管道二 15，所述管道一 11 出口处与密封板 7 处于同一水平高度，管道二 15 出口处延伸至轨道 8 之间的后方；所述电机 4 上面捆有连接钢丝 10，连接钢丝 10一路穿过管道一11 与密封板 7 前方连接，另一路穿过管道二 15 与密封板 7 后方连接。管道一和管道二在连接钢丝的拐弯处都安装有过渡滑轮。
密封板 7 长度大于轨道 8 长度，吹气管道 2 的出气口设有锥形吹气喷头或连接有多个向上吹气的分支喷头。
储泥槽 12 与轨道 8 交接处为斜坡结构，所述储泥槽 12 的斜坡结构侧对面侧设有与吹气管道 2 连通的分支气道 17。分支气道 17 倾斜安装，出气口对准储泥槽 12底部。
基于上述结构的清淤方法，通过利用空心透明圆管对准储泥槽 12 内插入，再提起，确定储泥槽 12 内部淤泥堆积深度，取点应按间距选取多个，当达到设定的深度需要清理时，启动以下步骤：
（1）将吹气管道 2 连接高压气泵，抽泥管道 5 连接泥浆泵 3，并通过管道将泥浆泵与收泥装置连接；
（2）启动电机 4 将连接密封板 7 前方的一路钢丝向前拉动，使密封板 7 向前运动到港口主体 1 边沿盖在格栅板 6 上方，使储泥槽 12 上方被挡住；
（3）高压气泵开始向吹气管道 2 内间隙性吹气，使堆积在储泥槽 12 内的淤泥与水混合形成泥浆，同时启动泥浆泵 3 开始抽泥浆，将储泥槽 12 内的泥浆抽入到收泥装置内；
（4）不断重复步骤 3，直到收泥装置接收到的泥浆含泥率和近海海水相近，停止吹气和抽泥；
(5)启动电机 4 将连接密封板 7 后方的一路钢丝拉动，将密封板 7 拉回原位，下次继续使用。
（6）清除完成后，等待 1 小时，再次利用空心透明圆管对准储泥槽 12 内插入，再提起，查看清淤效果。
Claims (1)
1.一种港口曝气型清淤结构，包括港口主体(1)，其特征是：所述港口主体(1)边缘底部设有储泥槽(12)，多个吹气管道(2)和多个抽泥管道(5)穿在港口主体(1)内部，两者的一端延伸在港口主体(1)上方，另一端连通在储泥槽(12)底端平面；
所述储泥槽(12)侧边正前方均布设有轨道(8)，轨道(8)内部均布安装有圆球(13)，密封板(7)夹在轨道(8)之间的圆球(13)上方；所述港口主体(1)上面还安装有电机(4)，电机(4)下方分别设有穿在港口主体(1)内管道一(11)和管道二(15)，所述管道一(11)出口处与密封板(7)处于同一水平高度，管道二(15)出口处延伸至轨道(8)之间的后方；所述电机(4)上面捆有连接钢丝(10)，连接钢丝(10)一路穿过管道一(11)与密封板(7)前方连接，另一路穿过管道二(15)与密封板(7)后方连接；
还包括格栅板(6)，所述格栅板(6)盖在储泥槽(12)上方，其一端穿入港口主体(1)内部，另一端延伸至轨道(8)端面；所述密封板(7)长度大于轨道(8)长度，吹气管道(2)的出气口设有锥形吹气喷头或连接有多个向上吹气的分支喷头；所述储泥槽(12)与轨道(8)交接处为斜坡结构，所述储泥槽(12)的两侧或斜坡结构侧或斜坡结构侧对面侧均布设有与吹气管道(2)连通的分支气道(17)；所述分支气道(17)倾斜安装，出气口对准储泥槽(12)底部；
港口曝气型清淤结构清淤方法，包括以下步骤：
(1)将吹气管道(2)连接高压气泵，抽泥管道(5)连接泥浆泵(3)，并通过管道将泥浆泵与收泥装置连接；
(2)启动电机(4)将连接密封板(7)前方的一路钢丝向前拉动，使密封板(7)向前运动到港口主体(1)边沿盖在格栅板(6)上方，使储泥槽(12)上方被挡住；
(3)高压气泵开始向吹气管道(2)内间隙性吹气，使堆积在储泥槽(12)内的淤泥与水混合形成泥浆，同时启动泥浆泵(3)开始抽泥浆，将储泥槽(12)内的泥浆抽入到收泥装置内；
(4)不断重复步骤(3)，直到收泥装置接收到的泥浆含泥率和近海海水相近，停止吹气和抽泥；
(5)启动电机(4)将连接密封板(7)后方的一路钢丝拉动，将密封板(7)拉回原位，下次继续使用。
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