CN111809677A - 一种水电站尾水渠水下清淤系统及清淤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种水电站尾水渠水下清淤系统，包括潜水吸沙泵抽沙装置和气提抽沙装置；所述潜水吸沙泵抽沙装置由浮桥、排淤输送管道、高压橡胶排沙管道和潜水吸沙泵构成，高压橡胶排沙管道一端插入闸门后淤积物中，另一端与排淤输送管道连接，排淤输送管道固定于水面浮桥上，另一端设于尾水渠末端，高压橡胶排沙管道上设有潜水吸沙泵；所述气提抽沙装置由压风机、进风管路和气提抽沙管路构成，气提抽沙管路一端插入闸门后淤积物中，另一端管口露出水面，气提抽沙管路通过法兰盘与进风管路连接，进风管路与水电站闸门平台上的压风机连接。本发明采用多种设备相互结合清淤的方式，其设备布置简单运行方便，大大提高了尾水渠水下清淤的功效。
Description
技术领域
本发明属于水利、水电工程技术领域，具体涉及一种水电站尾水渠水下清淤系统及清淤方法。
背景技术
在水利、水电工程领域，部分水工建筑物厂房尾水闸门下闸后需在较长的一段时间内进行闭门挡水，以保证其它结构在干地上施工，在其它相关工程施工完成前不能动闸。在此期间江水携带的大量进入电站的淤积至电站尾水渠。
由于厂房尾水出口闸门段高程低于河床高程，江水夹带泥砂及砾石在厂房出口段形成回流，导致泥砂进入厂房尾水出口闸门尾水渠段后沉淀形成淤积，且厂房尾水渠的反坡段坡陡而长很容易造成二次回淤，从而造成二次清淤，甚至造成多次反复回淤、清淤工作，因此清淤施工难度大，费用庞大。
发明内容
为解决上述问题，结合水工建筑物闸门布置、泥沙淤积的特点及工程实践，本发明提供一种水电站尾水渠水下清淤系统，利用该系统进行清淤，其施工方法方便、效率高，简单可靠，且费用低。
本发明采用的技术方案为：
一种水电站尾水渠水下清淤系统，该水电站尾水渠水下清淤系统包括潜水吸沙泵抽沙装置和气提抽沙装置；所述潜水吸沙泵抽沙装置由浮桥、排淤输送管道、高压橡胶排沙管道和潜水吸沙泵构成，高压橡胶排沙管道一端插入闸门后淤积物中，另一端与排淤输送管道的一端连接，排淤输送管道固定于水面浮桥上，其另一端设于尾水渠末端，高压橡胶排沙管道上设有潜水吸沙泵，潜水吸沙泵能够移动的吊装于水下；所述气提抽沙装置由压风机、进风管路和气提抽沙管路构成，气提抽沙管路一端插入闸门后淤积物中，另一端通过浮筒使管口露出水面，气提抽沙管路插入闸门后淤积物一端的管壁通过法兰盘与进风管路的一端连接，进风管路的另一端与水电站闸门平台上的压风机连接。
优选的，该水电站尾水渠水下清淤系统还设有气垫隔沙装置；所述垫隔沙装置由钻机和钻杆构成，钻机设于水电站的尾水施工平台上与压风机连接，钻杆的一端插入闸门后淤积物中，另一端与钻机连接，钻杆为空心杆；压风机通过钻机和中空的钻杆对闸门后淤积物中进行通强风。
优选的，所述钻机及钻杆的数量为4套。
优选的，所述排淤输送管道上设有增压泵。
优选的，所述排淤输送管道为直径DN300mm钢管。
优选的，所述气提抽沙管道为直径DN300mm钢管。
优选的，所述气提抽沙管道露出水面的一端设有吊耳。
优选的，所述进风管路的直径为Φ90㎜，进风管路与气提抽沙管路连接处距离气提抽沙管路端部1.0m。
一种利用上述水电站尾水渠水下清淤系统进行清淤的方法，包括以下步骤：淤积物体积探测，采用超声波测深仪、测锤进行测量，测量按每2m一个测量网格点，同时进行水下探摸，根据测量数据及水下探摸信息绘制成闸门后淤积物断面图作为计量依据，通过闸门后淤积物断面图进行潜水吸沙泵抽沙装置和气提抽沙装置的安装；清淤处理，潜水吸沙泵抽沙装置进行清淤，开启潜水吸沙泵使得闸门后淤积物由高压橡胶排沙管道进入排淤输送管道，由排淤输送管道输送至尾水渠末端，同时气提抽沙装置进行清淤，开启压风机对进风管路供风，压风机通过进风管将风压入气提抽沙管路底部，气体向上流动使气提抽沙管路底部形成负压，闸门后淤积物沿气提抽沙管路内的气流方向喷出，通过机动交通船将闸门后淤积物运送至下游主流水域；开闸前辅助清淤，当潜水吸沙泵抽沙装置和气提抽沙装置排出清水时，开启水电站的尾水施工平台上的钻机，机利用门槽与闸门之间空隙，将钻杆钻进闸门后淤积物，同时开启压风机，压风机通过钻机和中空的钻杆对闸门后淤积物中进行通强风，1-2小时后调整弱风，然后继续采用潜水吸沙泵抽沙装置和气提抽沙装置清淤，潜水吸沙泵抽沙装置和气提抽沙装置再次排出清水时，即可开启挡水闸门。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用多种设备相互结合清淤的方式，设备布置简单，运行方便，可有效提高尾水渠水下清淤的功效。
2、本发明可在闸门前形成高速风墙，减少泥沙对闸门的侧压力，同时可以扰动闸门后的淤积体，从清淤提供有利条件。
3、本发明施工方法较以往工程后期采用高压水抢冲、挖沙船挖、泵吸等淤沙处理措施相比，施工更为方便，费用低，且清淤效果易保证。
4、本发明可延伸至水利水电等工程其它结构的清淤项目，扩大使用范围，应用前景良好，有较好的经济和社会效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的A处局部结构放大示意图。
图1—2中，1—浮桥，2—排淤输送管道，3—高压橡胶排沙管道，4—潜水吸沙泵，5—闸门后淤积物，6—压风机，7—进风管路，8—气提抽沙管路，9—浮筒，10—水电站闸门平台，11—钻机，12—钻杆，13—尾水施工平台，14—增压泵，15—挡水闸门。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例的附图、对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述、显然、所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例、而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例、本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例、都属于本发明保护的范围。
如图1—2所示，本发明是一种水电站尾水渠水下清淤系统，该水电站尾水渠水下清淤系统包括潜水吸沙泵4抽沙装置和气提抽沙装置。所述潜水吸沙泵4抽沙装置由浮桥1、排淤输送管道2、高压橡胶排沙管道3和潜水吸沙泵4构成，高压橡胶排沙管道3采用直径DN300mm的高压胶管，其一端插入闸门后淤积物5中，另一端与排淤输送管道2的一端连接，排淤输送管道2采用直径DN300mm钢管，尾部配90°钢弯管与高压橡胶排沙管连接，排淤输送管道2固定于水面浮桥1上，排淤输送管道2另一端设于尾水渠末端，高压橡胶排沙管道3上设有潜水吸沙泵4，潜水吸沙泵4通过吊车能够移动的吊装于水下。
所述气提抽沙装置由压风机6、进风管路7和气提抽沙管路8构成，气提抽沙管路8为8根单根长6m的DN300mm钢管通过法兰盘连接制成，气提抽沙管路8一端插入闸门后淤积物5中，另一端通过浮筒9使管口露出水面，气提抽沙管道露出水面的一端还设有便于吊装移动的吊耳。气提抽沙管路8插入闸门后淤积物5一端的管壁通过法兰盘与进风管路7的一端连接，进风管路7的另一端与水电站闸门平台10上的压风机6连接，压风机6采用20m³/min的压风机。所述进风管路7采用直径为Φ90mm，长度为50m的气管，进风管路7与气提抽沙管路8连接处距离气提抽沙管路8端部1.0m时，气提抽沙管路8清淤效果最佳。
该水电站尾水渠水下清淤系统还设有气垫隔沙装置；所述垫隔沙装置由钻机11和钻杆12构成，钻机11为100B钻机，设于水电站的尾水施工平台13上与压风机6连接，钻杆12的一端插入闸门后淤积物5中，另一端与钻机11连接，钻杆12为空心杆；压风机6通过钻机11和中空的钻杆12对闸门后淤积物5中进行通强风。
利用该水电站尾水渠水下清淤系统进行清淤时，首先进行闸门后淤积物5体积探测，采用超声波测深仪、测锤进行测量，测量按每2m一个测量网格点，测量的同时派潜水作业人员进行水下探摸，并将水下探摸情况反馈给话务人员，话务人员做好探摸记录，技术人员根据测量数据及水下探摸反馈信息绘制成闸门后淤积物5断面图作为计量依据，通过闸门后淤积物5断面图进行潜水吸沙泵4抽沙装置和气提抽沙装置的安装。然后潜水吸沙泵4抽沙装置进行清淤，开启潜水吸沙泵4使得闸门后淤积物5由高压橡胶排沙管道3进入排淤输送管道2，由排淤输送管道2输送至尾水渠末端；潜水吸沙泵4抽沙装置进行清淤的同时，气提抽沙装置进行清淤，开启压风机6对进风管路7供风，压风机6通过进风管将风压入气提抽沙管路8底部，气体向上流动使气提抽沙管路8底部形成负压，闸门后淤积物5沿气提抽沙管路8内的气流方向从浮筒9管口处喷出，通过机动交通船将闸门后淤积物5运送至下游主流水域。最后进行闸门前通风辅助清淤，当潜水吸沙泵4抽沙装置和气提抽沙装置排出清水时，开启水电站的尾水施工平台13上的钻机11，机利用门槽与闸门之间空隙，将钻杆12钻进闸门后淤积物5，同时开启压风机6，压风机6通过钻机11和中空的钻杆12对闸门后淤积物5中进行通强风，1-2小时后调整成弱风，并继续采用潜水吸沙泵4抽沙装置和气提抽沙装置清淤，潜水吸沙泵4抽沙装置和气提抽沙装置再次排出清水时，即可开启挡水闸门15。
需要说明的是，所述钻机11及钻杆12的数量至少为4套，提起闸门前，将钻杆12钻进闸门后淤积物5中，压风机6通过钻机11和中空的钻杆12对闸门后淤积物5中进行通强风，使淤积体与闸门之间形成一道高速风墙，减少泥沙对闸门的侧压力，同时可以扰动闸门后的淤积体，从而为潜水吸沙泵4抽沙装置和气提抽沙装置清淤提供有利条件。
此外，为提高清淤效率，潜水作业人员同时在水下全程进行探摸、辅助施工设备水下移动，并对闸门后淤积物5内的杂物进行清理打捞，防止堵塞高压橡胶排沙管道3或气提抽沙管路8。启动挡水闸门15前潜水作业员撤离至机动交通船。
为了进一步增加排淤输送管道2的输送效率，所述排淤输送管道2上可增设增压泵14。
本发明中所提及的潜水吸沙泵、压风机、钻机、超声波测深仪、测锤、增压泵等产品均为可以通过购买获得的常规产品。
Claims (9)
1.一种水电站尾水渠水下清淤系统，其特征在于：该水电站尾水渠水下清淤系统包括潜水吸沙泵抽沙装置和气提抽沙装置；
所述潜水吸沙泵抽沙装置由浮桥、排淤输送管道、高压橡胶排沙管道和潜水吸沙泵构成，高压橡胶排沙管道一端插入闸门后淤积物中，另一端与排淤输送管道的一端连接，排淤输送管道固定于水面浮桥上，其另一端设于尾水渠末端，高压橡胶排沙管道上设有潜水吸沙泵，潜水吸沙泵能够移动的吊装于水下；
所述气提抽沙装置由压风机、进风管路和气提抽沙管路构成，气提抽沙管路一端插入闸门后淤积物中，另一端通过浮筒使管口露出水面，气提抽沙管路插入闸门后淤积物一端的管壁通过法兰盘与进风管路的一端连接，进风管路的另一端与水电站闸门平台上的压风机连接。
2.根据权利要求1所述的水电站尾水渠水下清淤系统，其特征在于：该水电站尾水渠水下清淤系统还设有气垫隔沙装置；所述垫隔沙装置由钻机和钻杆构成，钻机设于水电站的尾水施工平台上与压风机连接，钻杆的一端插入闸门后淤积物中，另一端与钻机连接，钻杆为空心杆；压风机通过钻机和中空的钻杆对闸门后淤积物中进行通强风。
3.根据权利要求2所述的水电站尾水渠水下清淤系统，其特征在于：所述钻机及钻杆的数量为4套。
4.根据权利要求1所述的水电站尾水渠水下清淤系统，其特征在于：所述排淤输送管道上设有增压泵。
5.根据权利要求1所述的水电站尾水渠水下清淤系统，其特征在于：所述排淤输送管道为直径DN300mm钢管。
6.根据权利要求1所述的水电站尾水渠水下清淤系统，其特征在于：所述气提抽沙管道为直径DN300mm钢管。
7.根据权利要求1所述的水电站尾水渠水下清淤系统，其特征在于：所述气提抽沙管道露出水面的一端设有吊耳。
8.根据权利要求1所述的水电站尾水渠水下清淤系统，其特征在于：所述进风管路的直径为Φ90㎜，进风管路与气提抽沙管路连接处距离气提抽沙管路端部1.0m。
9.一种利用权利要求2-8任一所述的水电站尾水渠水下清淤系统进行清淤的方法，其特征在于：包括以下步骤：
淤积物体积探测，采用超声波测深仪、测锤进行测量，测量按每2m一个测量网格点，同时进行水下探摸，根据测量数据及水下探摸信息绘制成闸门后淤积物断面图作为计量依据，通过闸门后淤积物断面图进行潜水吸沙泵抽沙装置和气提抽沙装置的安装；
清淤处理，潜水吸沙泵抽沙装置进行清淤，开启潜水吸沙泵使得闸门后淤积物由高压橡胶排沙管道进入排淤输送管道，由排淤输送管道输送至尾水渠末端，同时气提抽沙装置进行清淤，开启压风机对进风管路供风，压风机通过进风管将风压入气提抽沙管路底部，气体向上流动使气提抽沙管路底部形成负压，闸门后淤积物沿气提抽沙管路内的气流方向喷出，通过机动交通船将闸门后淤积物运送至下游主流水域；
开闸前辅助清淤，当潜水吸沙泵抽沙装置和气提抽沙装置排出清水时，开启水电站的尾水施工平台上的钻机，机利用门槽与闸门之间空隙，将钻杆钻进闸门后淤积物，同时开启压风机，压风机通过钻机和中空的钻杆对闸门后淤积物中进行通强风，1-2小时后调整弱风，然后继续采用潜水吸沙泵抽沙装置和气提抽沙装置清淤，潜水吸沙泵抽沙装置和气提抽沙装置再次排出清水时，即可开启挡水闸门。
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