CN105714867B - 一种高效便捷耙吸式挖泥船及其生态清淤施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效便捷耙吸式挖泥船及其生态清淤施工工法，耙吸式挖泥船包括机舱、泥舱、泵机舱和尖首舱，泥舱上设有吸泥装置，机舱的一侧设有升降装置，泥舱与泵机舱之间设有出泥管移动装置，泥舱的一侧连接有淤泥输送管，淤泥输送管连接有泥浆专用船；同时采用该耙吸式挖泥船的生态清淤施工工法，包括如下步骤：(a)抛泥区设置；(b)船舶定位；(c)挖泥操耙；(d)扫浅施工；(e)开挖顺序；(f)抽舱；(g)运泥及抛泥；(h)转运。本发明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，使整条河道河底的淤泥及生活垃圾均得到治理，实现水资源的可持续利用，提高生态文明水平。

Description

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

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

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。

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

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。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高效便捷耙吸式挖泥船，包括机舱、泥舱、泵机舱和尖首舱，其特征在于：机舱与泵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、离心式泥泵、出泥管和三通阀，三通阀设于泵机舱内，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泵，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葫芦，电动葫芦上设有吊钩装置，耙头通过吊钩装置连接电动葫芦，泥舱与泵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。

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。

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。

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。

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，操作人员可在泵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。

一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：

(a)抛泥区设置

(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；

(2)排泥堆场设置

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10cm，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；

(3)场地排水

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Φ800，排水管的输泥口流速为3m/s。

(b)船舶定位

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；

(c)挖泥操耙

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2.0kn～3.0kn，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，在离心式泥泵的作用下，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；同时将离心式泥泵提高到正常转速，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；淤泥在离心式泥泵的作用下，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，发现泄漏，应及时修补或更换，使用过的管线应经过检查，满足工程使用要求后才可安装；

(d)扫浅施工

(1)首先根据测量图纸分析浅点分布情况和浅点的泥层厚度，对航道内浅点进行统一编号，根据散布浅点或浅埂的分布，确定扫浅区域，初期在中部开阔区域进行大范围扫浅，回旋挖泥，在较短的时间内扫除多个浅点，节省了扫浅时间；(2)泊位扫浅和施工区域边线附近扫浅时，提高航速，不再调头，直接倒车至起始位置下耙施工，如此进退往复施工，船舶操作难度小，容易操作，采用逆流施工，避免压耙；(3)对于个别孤立的浅点，一方面进行分层施工，定耙深度略深于浅点峰值，待耙头碰到浅点，依靠耙齿切削挖泥，避免发生滑耙，分层厚度为0.8m，另一方面船舶操纵上采用进退挖泥法，当船舶挖到终点或挖过浅点后，起耙将耙头提升到离开泥面，然后倒车使船退回并越过起挖点以外，在倒推过程中要高度注意操纵步骤，防止耙管在倒退过程中折损，影响耙管的使用寿命，待船舶不再存在对地航速，转而微微向前行进，再次放耙着底挖泥，且根据散布浅点的分布，使船舶成“S”形轨迹与浅点呈斜交挖泥，如此反复对孤立的浅点逐个扫除，船舶成“S”形轨迹可避免重复挖泥，扫浅效果好，节省了时间；扫浅过程中加强测量密度，根据测量资料对浅点精确定位，把测量成果第一时间反馈至施工船舶，使施工船舶及时掌握扫浅效果，根据实际情况调整施工方法，提高了扫浅效率，加快了扫浅进度，减少了施工成本；

(e)开挖顺序

根据先前测量所得的挖槽区域水深情况、水流向及流速、水域及土质条件，采取相应的开挖顺序；对于水深存在过浅或过深的情况，施工时由浅及深开挖，逐步加大水深，使全槽水深相近，完后全面加深疏浚，浅区大于一处时，从最浅部位处开挖，当疏浚土层厚、土方多、施工期较长，又存在一定的自然回淤情况下，先浅后深，可使分区进度比较均衡，深区的前期泥沙回淤，可在后期浚挖中一并除去，以免因挖浅区拖延时间，带来深区的再返工；对于存在一定流速的单向水流的疏浚区域，挖泥施工从挖槽的上游端开始挖，逐渐向下游伸展，利用水流的自然冲刷作用，将水底经扰动的泥沙向下游输移，有利于挖槽的增深成槽；根据疏浚区域的水域及土质条件，航道从中间开挖步步拓宽，或者提前开挖边线，在高回淤区域施工，对于水流单向或虽属往复流，但流向基本上与航槽轴线平行时，从航槽中部开挖，加深中部先予贯通，利用所形成的深槽水流，增强冲刷作用，然后逐步拓宽；遇有水域条件复杂，疏浚作业难度不等的挖槽布局，可适当区别时间、地段，有计划安排疏浚施工，例如水流横压作用强、邻近挖槽有浅礁存在的部位、高潮前后进出口船舶特别集中，大小船舶辐凑通行繁忙的咽喉水道等处，采取白昼多施工，又如沿海港口、航道和锚地，挖区范围更广，所受风浪影响不等，选择海面状况比较平稳时多在外部施工，风浪较大时进入里侧施工；

(f)抽舱

待泥舱里的淤泥量将近满负载时，将进行抽舱，操作人员将吸泥管与三通阀连接的阀门关闭，并开启抽泥管与三通阀连接的阀门，开启泵机舱内的泵机，将泥舱内的淤泥抽入泥浆专用船内，待抽舱完成后，断开淤泥输送管，并将抽泥管与三通阀连接的阀门关闭，再次开启吸泥管与三通阀连接的阀门，进行下一轮挖泥作业，将泥舱内的淤泥转移至泥浆专用船内，由泥浆专用船转运处理，不影响挖泥船的工作效率，提高了挖泥工作的效率，高效便捷；

(g)运泥及抛泥

待挖泥船抽舱完成后，由泥浆专用船将淤泥运送至设定的抛泥区进行抛泥作业，完成抛泥作业后随即返航，并进行下一轮作业，泥浆专用船为配套使用的钢制泥浆专用船，钢制泥浆专用船的数量根据实际工程量的大小作调整，确保能够交替作业，节省工作时间，提高工作效率；

(h)转运

从河道中清理出来的淤泥按照要求堆放在抛泥区，经过一段时间的沉淀和晾晒之后，再由自卸汽车运至指定的弃土场堆放，以免因淤泥中含有的大量水分，在运输过程中对环境造成污染，自卸汽车在进出弃土场之前先做下清理工作，将车辆外表冲洗干净，并检查车后门的完好，发现破损及时维修，防止在运输过程中出现“滴、洒、漏”现象，确保运输道路的清洁，施工时做好日常清洁工作，淤泥按照指定地点弃放，不对抛泥区的环境造成污染。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明中的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，本发明根据不同施工区域，地理环境选定船型，对应调接各机械部件要点，确保施工质量和施工进度，利用转运或者靠岸就地消纳吸入船舱的淤泥，具有较强的应变性，施工时不影响其他任何往返船支通行，而且可以随时调控施工时速的快慢，在施工时两岸无需围堰、保护措施简单可靠，在达到预期效果的同时，还能提高经济效益，本发明能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。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种高效便捷耙吸式挖泥船的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明中耙头的结构示意图；

图4为本发明中升降装置的结构示意图；

图5为本发明中出泥管移动装置与出泥管连接的结构示意图；

图6为本发明中一种高效便捷耙吸式挖泥船的生态清淤施工工法的工艺流程图。

具体实施方式

如图1至图6所示，为本发明一种高效便捷耙吸式挖泥船，包括机舱1、泥舱2、泵机舱3和尖首舱4，机舱1与泵机舱3之间设有两个泥舱2，泥舱2上设有吸泥装置，吸泥装置包括耙头5、吸泥管6、离心式泥泵、出泥管7和三通阀，吸泥管6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。三通阀设于泵机舱3内，耙头5呈梯状，其三面由钢板焊接成密封状，第四面安装有钢筋焊接而成的阻隔装置8，阻隔装置8不影响淤泥进入吸泥管6，又能有效地避免河里的生活垃圾堵塞吸泥管6，而且阻隔装置8可开可闭，便于对耙头5内部进行清理。耙头5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。

吸泥管6的一端固定连接耙头5，吸泥管6的另一端连接三通阀，其连接均采用柔性法兰连接。出泥管7的一端连接离心式泥泵，出泥管7的另一端连通泥舱2，机舱1的一侧设有升降装置9，升降装置9包括涡轮电动升降架10和电动葫芦11，电动葫芦11上设有吊钩装置，耙头5通过吊钩装置连接电动葫芦11，操作人员只需通过控制器便能控制耙头5的升降，从而保证挖泥效率。泥舱2与泵机舱3之间设有出泥管移动装置12，出泥管移动装置12采用槽钢，出泥管移动装置12焊接固定在泥舱2的两侧，加强了出泥管移动装置12的稳定性。出泥管移动装置12的一侧通过螺栓连接有链条13，链条13卡箍连接出泥管7，链条13上连接有手把14，操作人员可在泵机舱3内通过摇动手把14，带动链条13转动，从而控制出泥管7的移动方向，灵活性高。

泥舱2的底部设有抽泥管，抽泥管与出泥管7的管径相同，抽泥管的另一端连接三通阀，待抽舱时通过抽泥管实现淤泥的转移。出泥管7的出泥端通过柔性法兰连接接入相同内径大小的淤泥输送管，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。

一种高效便捷耙吸式挖泥船的生态清淤施工工法，包括如下步骤：

(a)抛泥区设置

(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。

(2)排泥堆场设置

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；围堰土方主要以开挖周边场地的土方为主，采用大型推土机送土到基坑，填土自压，并来回碾压夯实，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，充分利用现场材料，基础适应性强，施工工艺简单，围堰的设计防止外部水进入抛泥区，便于在围堰内排水。

(3)场地排水

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Φ800，排水管的输泥口流速为3m/s。

(b)船舶定位

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，示意挖槽区域，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。

(c)挖泥操耙

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9将耙头5和吸泥管6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5下放到水里的泥面，同时控制船位及航向，待耙头5着地后推进主机加速，控制挖泥航速为2.0kn～3.0kn，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2的闸阀装舱，同时将离心式泥泵提高到正常转速，开始装舱挖泥，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，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9调整下耙的深度，保持吸泥管6和出泥管7平坦、顺直，不拐死弯，操作人员在操控台摇动手把14控制出泥管移动装置12，使淤泥均匀地堆放在泥舱2内，放耙着底前期，在离心式泥泵的作用下，会吸上一些清水和低浓度泥浆，这些杂质会稀释进入泥舱2的泥浆浓度，排出这些杂质，提高了泥舱2内的装载初始浓度；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；本发明所挖土质以淤泥为主，控制挖泥航速为2.0kn～3.0kn，保持耙头5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。

(d)扫浅施工

(1)首先根据测量图纸分析浅点分布情况和浅点的泥层厚度，对航道内浅点进行统一编号，根据散布浅点或浅埂的分布，确定扫浅区域，初期在中部开阔区域进行大范围扫浅，回旋挖泥；(2)泊位扫浅和施工区域边线附近扫浅时，提高航速，不再调头，直接倒车至起始位置下耙施工，如此进退往复施工；(3)对于个别孤立的浅点，一方面进行分层施工，定耙深度略深于浅点峰值，待耙头5碰到浅点，依靠耙齿切削挖泥，分层厚度为0.8m，另一方面船舶操纵上采用进退挖泥法，当船舶挖到终点或挖过浅点后，起耙将耙头5提升到离开泥面，然后倒车使船退回并越过起挖点以外，在倒推过程中要高度注意操纵步骤，待船舶不再存在对地航速，转而微微向前行进，再次放耙着底挖泥，且根据散布浅点的分布，使船舶成“S”形轨迹与浅点呈斜交挖泥，如此反复对孤立的浅点逐个扫除；扫浅过程中加强测量密度，根据测量资料对浅点精确定位，把测量成果第一时间反馈至施工船舶，使施工船舶及时掌握扫浅效果，根据实际情况调整施工方法，提高了扫浅效率，加快了扫浅进度，扫浅效果好，且船舶操作难度小，船舶成“S”形轨迹避免重复挖泥，节省了时间，减少了施工成本。

(e)开挖顺序

根据先前测量所得的挖槽区域水深情况、水流向及流速、水域及土质条件，采取相应的开挖顺序；对于水深存在过浅或过深的情况，施工时由浅及深开挖，逐步加大水深，使全槽水深相近，完后全面加深疏浚，浅区大于一处时，从最浅部位处开挖；对于存在单向水流的疏浚区域，挖泥施工从挖槽的上游端开始挖，逐渐向下游伸展；根据疏浚区域的水域及土质条件，航道从中间开挖步步拓宽，或者提前开挖边线。

(f)抽舱

待泥舱2里的淤泥量将近满负载时，将进行抽舱，操作人员将吸泥管6与三通阀连接的阀门关闭，并开启抽泥管与三通阀连接的阀门，开启泵机舱3内的泵机，将泥舱2内的淤泥抽入泥浆专用船内，待抽舱完成后，断开淤泥输送管，并将抽泥管与三通阀连接的阀门关闭，再次开启吸泥管6与三通阀连接的阀门，进行下一轮挖泥作业，将泥舱2内的淤泥转移至泥浆专用船内，由泥浆专用船转运处理，不影响挖泥船的工作效率，提高了挖泥工作的效率，高效便捷。

(g)运泥及抛泥

待挖泥船抽舱完成后，由泥浆专用船将淤泥运送至设定的抛泥区进行抛泥作业，完成抛泥作业后随即返航，并进行下一轮作业，泥浆专用船为配套使用的钢制泥浆专用船，钢制泥浆专用船的数量根据实际工程量的大小作调整，确保能够交替作业，节省工作时间，提高工作效率。

(h)转运

从河道中清理出来的淤泥按照要求堆放在抛泥区，经过一段时间的沉淀和晾晒之后，再由自卸汽车运至指定的弃土场堆放，自卸汽车在进出弃土场之前先做下清理工作，将车辆外表冲洗干净，并检查车后门的完好，发现破损及时维修，施工时做好日常清洁工作，淤泥按照指定地点弃放，不对抛泥区的环境造成污染，防止在运输过程中出现“滴、洒、漏”现象，确保运输道路的清洁。

本发明根据不同施工区域，地理环境选定船型，对应调接各机械部件要点，确保施工质量和施工进度，利用转运或者靠岸就地消纳吸入船舱的淤泥，具有较强的应变性，施工时不影响其他任何往返船支通行，而且可以随时调控施工时速的快慢，在施工时两岸无需围堰、保护措施简单可靠，在达到预期效果的同时，还能提高经济效益，本发明能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。

一、实现本发明劳动力配置表，如下表所示：

序号	工种	主要工作内容	人数(人)
				1	项目管理人员	施工作业的总负责	2
2	船舶驾驶人员	挖泥船、泥浆专用船的操控	5
				3	机械维修人员	船只机械、设备的维修	1
4	电工	现场电气设备的工作	1
				5	测量人员	现场的测量工作	3
6	清淤操作人员	清淤装置的操作	6
				7	抛泥堆放现场工作人员	抛泥后现场的管理工作	5
8	驾驶人员	自卸汽车和推土机的操作	3

二、本发明涉及的主要材料：

(1)船用轻、重柴油及润滑剂；

(2)船舶机械耗材；

(3)挖泥机具备配用件及耗材。

三、本发明涉及的主要施工机械设备表，如下图所示：

四、本发明实施中应执行的有关技术规范:

(1)《水运工程测量规范》JTS131-2012；

(2)《疏浚与吹填工程技术规范》SL17-2014；

(3)《疏浚与吹填工程质量检验标准》JTJ324-2006；

(4)《河道生态建设技术规范》DB33/1038-2007；

(5)《河道整治设计规范》GB50707-2011。

五、施工质量管理：

(1)施工前，应收集施工河段、水域历年逐月最高、最低和平均水位、流量，典型年、月的水位、流量过程线，各河段的最大、最小及平均流速，水质等资料；

(2)挖泥船作业必须严格按照开挖标志进行定位和施工，并应经常校核和调整船位；

(3)操作人员必须熟悉施工图纸，了解开挖的精度，掌握船舶的横移速度和摆动惯性，选择合理的对标位置和挖宽；

(4)操作人员对开挖标志有疑问或发现有错误时，应及时向施工技术人员或测量人员反映，由测量人员进行复核或校正；

(5)施工过程中，应认真做好原始记录和资料的整理、分析工作，按时填写报表；

(6)施工船舶调遣前，应查勘调遣线路，制定调遣计划及安全措施，落实调遣组织等准备工作；

(7)排泥管线应平坦顺直，弯度力求平缓，避免死弯；

(8)排泥管接头应坚固严密，整个管线和接头不得漏泥漏水。发现泄漏，应及时修补或更换；

(9)排泥管支架必须牢固可靠，不得倾斜和摇动；水陆排泥管连接应采用柔性接头，以适应水位的变化；

(10)电动葫芦在使用中必须由专门人员定期对进行检查，发现故障及时采取措施，并仔细加以记录；

(11)挖泥船在汛期施工时，应制定汛期施工和渡汛安全措施，在严寒封冻地区施工时，应制定船体及排泥管线防冰冻、防冻凌等冬季施工安全措施；并制定切实可行的避风安全措施，包括就近选择适宜的避风锚地、迅速转移的手段、通讯设施和应急措施等。

六、安全措施：

(1)施工船舶应取得合法的船舶证书和适航证书，并获得安全签证；

(2)施工前应对作业区内水上、水下地形及障碍物进行全面调查，包括电力线路、通信电缆、光缆、各类管道、构筑物、污染物、爆炸物、沉船等，查明位置和主管单位，并联系处理解决；

(3)检查水、陆排泥管线及接头部位的连接是否可靠、牢固，排泥场运行情况是否正常；

(4)作业前，当班人员应严格按照有关规定程序，认真检查所有设备设施和仪器仪表系统的运行状态，认真做好交接班；

(5)在挖泥船操耙作业、泥泵操作、装舱作业、移船及航行作业的作业全过程中，必须严格按照安全操作技术规程和施工技术方案，精心操作，严禁违章；

(6)在施工作业中发现意外情况，应立即向船长报告，在紧急情况下可先停机后报告，处理故障时必须采取可靠的安全措施，包括悬挂“禁止启动”等警示性标志牌，并设专人监护；

(7)在疏浚施工中，船舶驾驶人员要加强了望，注意过往船舶，并保持作业船舶航向稳定，正常航行中禁止大角度转向；

(8)施工船舶应配置消防、救生、防撞、堵漏等应急抢险器材和设施，应定期进行检查和保养，使之处于适用状态；船队应编制消防、救生、防撞、堵漏等应急部署表，应定期组织应急抢险演练；并按不同区域、不同用途在船体适合部位明示张贴警示标志和放置位置分布图；

(9)同一施工区内有两艘以上挖泥船同时作业时，船体、管线彼此应保持足够的安全距离；

(10)水上管线宜采用陆上组装、分段下水连接或直接在船舷侧组装下水的连接方式；

(11)水上管线与挖泥船连接时，机动船应根据流速、流向谨慎操作，避免紧急停车造成物体碰撞、人员落水等不良事故发生；

(12)水上施工作业及船上流动作业人员应按规定穿着救生衣。符合高处作业条件的，还应按高处作业的规定系好安全带；

(13)挖泥船必须按定员，不准超载。乘坐人员应听从船员的指挥，船到位后，应待靠稳拴牢方可上、下。不得抢上抢下或船未靠稳就跳船；

(14)乘坐人员应听从船员的指挥，自觉入舱，不得站立和坐骑在船头、船尾和船帮上，遇有风浪时，船上乘坐人员不得来回走动。非本船驾驶人员严禁擅自操作；

(15)作业平台上应配置足够数量的救生圈等救生设备，并配备一定数量的固定式防水灯，保证夜间足够的照明；

(16)电动葫芦应由专人操纵，操纵者应充分掌握安全操作规程，严禁歪拉斜吊；

(17)为防止现场作业人员发生溺水、泥陷、机械伤害，人员进入施工现场必须佩戴安全帽、救生衣。现场应设立醒目的警示标志，非作业人员严禁进入施工场地。

七、环保措施：

(1)教育职工学习《中华人民共和国环境保护法》等环保法规，增强职工环境保护意识，并自觉遵守环保法规；

(2)开展环境保护的宣传教育，提高全体工程人员对环境保护重要性的认识，实行“预防为主、防治结合、综合管理”的方针，教育员工自觉地做好环境保护工作；

(3)根据《环境管理系列标准》(GB/T24000-ISO14000)建立环境监控体系，不断反馈监控信息，采取整改措施；

(4)施工期间(特别是夜间)控制施工船舶鸣笛和高音喇叭的使用，减少噪音的影响，要求施工船舶尽量使用对讲机等无线通讯设备联络；

(5)严禁施工船舶向江中随意倾倒油污水。严格执行《船舶垃圾管理规定》，不得将废旧物资和生活垃圾直接抛弃入水，而应分类存放在专用的储存容器内，在船舶靠泊后申请专业单位或部门回收施工船舶的污油污水、生活垃圾及各类固态或液态废弃物；

(6)船舶不得在施工水域清洗油舱和有污染物质的容器。施工船舶运行中所产生的污油污水不得直接排出舷外，必须经油污水处理装置处理，油污水经处理后含油量必须小于15ppm才能排放；

(7)作业现场保持清洁整齐，安全警戒防护设施完善，施工垃圾不得随意丢弃，做到工完场清；

(8)施工废水，生活污水按有关要求进行处理，不得直接排入农田、河流和渠道；

(9)施工中所发生的生活、生产垃圾，集中收集及时外运，不得任意裸露处置污染环境；

(10)节约能源，减少燃油消耗，减少废气排放。

效益分析：

八、本发明中涉及的生态清淤施工方法具有较高的实用性和社会效益。

(1)生态环保效益

本发明中涉及的耙吸式挖泥船具有较高的生态环保效应。虽然目前带水清淤以水上抓斗船、绞吸式挖泥船以及链斗式挖泥船为主，但是，由于城市河道具有河床高、支流窄、河里生活垃圾多等特性，运用这些设施往往达不到很好的清淤效果。而该耙吸式挖泥船能够不受桥梁宽度、高度、河道大小等因素的限制，均可边航行边清淤，使河道中的淤泥、生活垃圾等得到彻底治理的同时又能够保持河床原始的平整、均匀，更加符合水生态文明建设的理念。

(2)节能经济效益

1)本发明中涉及的耙吸式挖泥船是一种边走变挖，且挖泥、装泥、卸泥等全部工作都由自身来完成的挖泥船，相比于其他挖泥设施、设备，该挖泥船对周围航行的船舶影响小，调动灵活，具有较高的效率；

2)本发明中涉及的耙吸式挖泥船相比其他挖泥船体积小、结构简单、辅助设备少，造价成本低，机械设备耗材少；

3)本发明中涉及的耙吸式挖泥船在施工作业时操作简单，各系统装置集成化程度高，无需花费较多的人力。

(3)社会效益

本发明已在多个项目中得到运用，取得了“即高效快捷又环保”的良好效果，得到了业主和相关政府部门的好评，很多单位前来学习参观，赢得了很大的社会信誉。

九、应用实例：

a.瓯海区三垟街道黄屿新河整治工程案例

(1)工程概况：瓯海区三垟街道黄屿新河整治工程是根据《温州市瓯海区河道疏浚及护岸工程项目建议书(2015年)》及国家有关现行水工建筑设计规范、规程、规定而实施的。工程建设是改善片区环境、保持水土的需要。本工程于2015年5月开工，并于2015年11月完成施工。本工程根据设计图纸及合同规定完成清淤实际长度613米，清淤总工程量约3550立方米，完成生态护岸728米，河埠头6座。

(2)效果评价：本工程属于城市河道治理项目，由于河道窄，桥梁高度低，大型设备无法实施作业。为保证达到生态河道治理效果，本工程采用“高效便捷耙吸式挖泥船”进行生态清淤，使河底的淤泥，生活垃圾等得到彻底地治理，而且本工程的淤泥无需外运，利用当地柑园就地消纳，降低了清淤成本。

b.瓯海区梧田街道北湾河疏浚工程案例

(1)工程概况：瓯海区梧田街道北湾河疏浚工程位于温州市瓯海区梧田街道，涉及北湾河整治工程的疏浚治理。本工程于2014年10月施工人员及机械设备进场，做好施工前准备工作并按照监理工程师开工令正式开工，于2015年1月完成施工。本工程治理的河道疏浚长为638米。

(2)效果评价：此工程在施工时利用本工法中涉及到的生态清淤施工工艺，清淤效果明显，河道水质得到改善的同时，恢复和强化了河道的综合功能，得到了建设单位和监理单位的一致好评，同时周边居民也给予高度的赞扬。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种高效便捷耙吸式挖泥船，包括机舱、泥舱、泵机舱和尖首舱，其特征在于：所述机舱与所述泵机舱之间设有两个所述泥舱，所述泥舱上设有吸泥装置，所述吸泥装置包括耙头、吸泥管、离心式泥泵、出泥管和三通阀，所述三通阀设于所述泵机舱内，所述耙头上设有阻隔装置，所述吸泥管的一端固定连接所述耙头，所述吸泥管的另一端连接所述三通阀，所述出泥管的一端连接所述离心式泥泵，所述出泥管的另一端连通所述泥舱，所述机舱的一侧设有升降装置，所述升降装置包括涡轮电动升降架和电动葫芦，所述电动葫芦上设有吊钩装置，所述耙头通过所述吊钩装置连接所述电动葫芦，所述泥舱与所述泵机舱之间设有出泥管移动装置，所述出泥管移动装置的一侧连接有链条，所述链条卡箍连接所述出泥管，所述链条上连接有手把，所述泥舱的底部设有抽泥管，所述抽泥管与所述出泥管相匹配，所述抽泥管的另一端连接所述三通阀，所述出泥管的出泥端连接有淤泥输送管，所述淤泥输送管连接有泥浆专用船。

2.根据权利要求1所述的一种高效便捷耙吸式挖泥船，其特征在于：所述耙头呈梯状，所述耙头由钢板焊接成密封状。

3.根据权利要求1所述的一种高效便捷耙吸式挖泥船，其特征在于：所述吸泥管采用内径为30cm的波纹胶管。

4.根据权利要求1所述的一种高效便捷耙吸式挖泥船，其特征在于：所述阻隔装置由钢筋焊接而成。

5.根据权利要求1所述的一种高效便捷耙吸式挖泥船，其特征在于：所述出泥管移动装置采用槽钢，所述出泥管移动装置焊接固定在所述泥舱的两侧，所述出泥管移动装置通过螺栓连接所述链条。

6.使用如权利要求1所述的一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：

(a)抛泥区设置

(1)抛泥区测量放样：按设计图提供的坐标点与水准点进行加密，之后进行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；

(2)排泥堆场设置

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；围堰土方以开挖周边场地的土方为主，采用大型推土机送土到基坑，填土自压，并来回碾压夯实，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，再夯实6～8遍，直到测定合格，保证其密实度达85％以上；

(3)场地排水

围堰下口方向布置闸箱式泄水口，泄水口连接有排水管，每根所述排水管按2m间距进行铺设，并对所述排水管进行单独保护固定，场地内积水通过所述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，所述排水管的规格为Φ800，所述排水管的输泥口流速为3m/s；

(b)船舶定位

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，示意挖槽区域，并测量该区域的水深情况、水流向及流速、水域及土质条件；

(c)挖泥操耙

当挖泥船即将到达挖泥位置时，驾驶员下达“备耙”指令，操耙人员通过所述升降装置将所述耙头和所述吸泥管稳定连接，挖泥船接近挖槽起点之前，距离控制在10～15m，降低航速，并将所述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，控制挖泥航速为2.0kn～3.0kn，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，同时将所述离心式泥泵提高到正常转速，开始装舱挖泥，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，并时刻注意观察真空表、压力表、浓度表、流速表数值，通过所述升降装置调整下耙的深度，保持所述吸泥管和所述出泥管平坦、顺直，操作人员在操控台摇动所述手把控制所述出泥管移动装置，使淤泥均匀地堆放在所述泥舱内；

(d)扫浅施工

(1)首先根据测量图纸分析浅点分布情况和浅点的泥层厚度，对航道内浅点进行统一编号，根据散布浅点或浅埂的分布，确定扫浅区域，初期在中部开阔区域进行扫浅，回旋挖泥；(2)泊位扫浅和施工区域边线附近扫浅时，提高航速，直接倒车至起始位置下耙施工，如此进退往复施工；(3)对于个别孤立的浅点，一方面进行分层施工，定耙深度深于浅点峰值，待所述耙头碰到浅点，依靠耙齿切削挖泥，分层厚度为0.8m，另一方面船舶操纵上采用进退挖泥法，当船舶挖到终点或挖过浅点后，起耙将所述耙头提升到离开泥面，然后倒车使船退回并越过起挖点以外，在倒推过程中要注意操纵步骤，待船舶的对地航速消失，转而向前行进，再次放耙着底挖泥，且根据散布浅点的分布，使船舶成“S”形轨迹与浅点呈斜交挖泥，如此反复对孤立的浅点逐个扫除；扫浅过程中加强测量密度，根据测量资料对浅点精确定位，把测量成果第一时间反馈至施工船舶，使施工船舶及时掌握扫浅效果；

(e)开挖顺序

根据先前测量所得的挖槽区域水深情况、水流向及流速、水域及土质条件，采取相应的开挖顺序；对于水深存在过浅或过深的情况，施工时由浅及深开挖，逐步加大水深，使全槽水深相近，完后加深疏浚，浅区大于一处时，从最浅部位处开挖；对于存在单向水流的疏浚区域，挖泥施工从挖槽的上游端开始挖，逐渐向下游伸展；根据疏浚区域的水域及土质条件，航道从中间开挖步步拓宽，或者提前开挖边线；

(f)抽舱

待所述泥舱里的淤泥量将近满负载时，将进行抽舱，操作人员将所述吸泥管与所述三通阀连接的阀门关闭，并开启所述抽泥管与所述三通阀连接的阀门，开启所述泵机舱内的泵机，将所述泥舱内的淤泥抽入所述泥浆专用船内，待抽舱完成后，断开所述淤泥输送管，并将所述抽泥管与所述三通阀连接的阀门关闭，再次开启所述吸泥管与所述三通阀连接的阀门，进行下一轮挖泥作业；

(g)运泥及抛泥

待挖泥船抽舱完成后，由所述泥浆专用船将淤泥运送至设定的抛泥区进行抛泥作业，完成抛泥作业后随即返航，并进行下一轮作业；

(h)转运

从河道中清理出来的淤泥按照要求堆放在抛泥区，经过沉淀和晾晒之后，再由自卸汽车运至指定的弃土场堆放，自卸汽车在进出弃土场之前先做下清理工作，将车辆外表冲洗干净，并检查车后门的完好，发现破损及时维修，施工时做好日常清洁工作，淤泥按照指定地点弃放。