受控的滨海感潮河网疏浚设备探讨

来源：职称驿站所属分类：地质论文发布时间：2012-09-27 09:02:36浏览：次

　　摘要：本文作者结合温瑞塘河水系的特点，对疏浚设备的发展和温瑞塘河疏浚设备选择进行分析，给予参考；
　　关健词：滨海感潮河网；疏浚设备；温瑞塘河水系；河道整治；
　　1、滨海感潮河网特点
　　我国很多平原地区地势低洼，大小河流纵横交错，称为平原河网。根据河网与江、河、湖泊及海洋的连接状态，平原河网可分为滨海感潮河网（如珠江三角洲）、联湖平原河网（如太湖平原）、滨海联湖平原（如杭嘉湖平原）、内陆平原河网（如汉江平原）、临河串湖平原（如赣抚平原）和独立平原河网（如安徽的金宝围）等。温瑞塘河水系是温州市境内十分重要的河道水系，自东晋时期由人工开凿，经唐太合、会昌年间大规模疏浚，后在南宋淳熙14年知州沈枢组织修筑，形成“八十里荷塘”，后逐渐形成温瑞塘河河网水系。整个流域面积为740平方公里，水域面积为22平方公里，水系河网总长1178.4公里。温瑞塘河水系位于瓯江以南，飞云江以北，并与两大水网相连。瓯江和飞云江自西向东流入东海。故温瑞塘河水系是典型的。受外海和上游洪水的相互作用，水流呈不稳定状态，与外江连接处建有相应挡潮控制闸，故水体的流动性不强。故温瑞塘河水系是受控的滨海感潮河网。
　　温州作为浙江省内经济比较发达的沿海城市，私有化程度比较高，进入20世纪80年代以后，随着经济的迅猛发展，由于长期的人为破坏，加上管理相对薄弱，作为在防洪、排涝、供水、航运、灌溉及生态保护上发挥重用作用的温瑞塘河水系成了温州最大的污染源和污染物集散地之一。由于生活、工业、农业等污水长期大量直排入河，水系水质污染严重，长期缺少河床疏浚，加之流域内水土流失和沿岸垃圾、泥土入河，导致河床淤积严重。河床淤积层达0.8米，最大达2米。
　　温瑞塘河水系有如下特点：一、水体总体受潮水、洪水和挡潮控制闸等多种因素影响，具有水流的不稳定性和水体的不流动性等多重特点；二、河网交错，河道的规模有大到100米宽的大河，也有小到几米宽的小河；三、河流纵横温州的鹿城、龙湾和瓯海等城区和农村，河道既有高标准的护岸又有自然型的滩地，标准不一；四、河内淤积物复杂，有大小不一的塑料袋等生活垃圾，又有编织袋、砖头、瓦砾等建筑垃圾，还有棉被、家具等装潢垃圾；五、河道等级不一，航运要求不同。
　　2疏浚设备的发展
　　早期工程疏浚工程中经常使用的有链斗式挖泥船、绞吸式挖泥船、自航式挖泥船、抓斗式挖泥船和铲扬式挖泥船，其中耙吸式挖泥船又有“安布罗斯”耙头、“加利福尼亚”耙头、“IHC”耙头、“文丘里”耙头、和滚刀耙头之分，绞吸式挖泥船又有开式绞刀、闭式绞刀、充水式绞刀、斗轮式绞刀和立式绞刀的不同。通过20几年的发展，疏浚设备向大型化、自动化和多类型等方向发展。
　　2.1绞吸式挖泥船
　　绞吸式挖泥船由在吸管前端的绞刀头转动挖泥而得名，绞刀头由几块刀片或刀齿组成。它的作用是使挖泥船能像挖泥土一样挖水底的粘土和风化岩石。通过吸管吸起水底泥土与水的混合物的泥浆，并进过排泥管送至排泥场。绞吸式挖泥船以绞刀松土造浆,泥浆泵或砂泵吸送泥砂。它的主要缺点是挖深有限，小型绞吸式挖泥船的最大挖深一般在/米以下,大型绞吸式挖泥船的最大挖深一般也不超过#&米，砂、泥泵的磨损严重，当泥砂中含有少量卵砾石时,泵的主要部件叶轮、泵壳、轴承使用寿命仅几百小时,短至数十小时,绞刀结构复杂庞大,易遭杂草阻塞,船体较长,重量较大,设备造价较高。
　　由于绞吸式挖泥船适用于多种土质，故常用于建筑性疏浚。但由于施工时有锚索或锚缆在水中，加之没有自航能力，故不用于维护性疏浚工程。
　　2.2耙吸式挖泥船
　　耙吸式挖泥船基本是一种从海底挖泥的船，其挖泥方法与真空吸尘器类似，船上装有一台或几台离心泵，用泵从海底吸起水和泥，排入本船泥舱。缺点是底质较硬时挖不动，在疏浚中带有大量水份的泥沙一起运往抛泥区。在基建性疏浚和维护性疏浚中都可使用。但不能在范围狭窄水域施工。
　　2.3链斗式挖泥船
　　链斗式挖泥船是一种传统的疏浚机械，其挖泥设备有较多泥斗组成一条链圈。链圈随机械转动而转动。在转动的过程中从水底刮起泥土从泥斗倒出以后，通过溜泥槽排入靠在挖泥船旁的泥驳中。可以挖粘性土、非粘性土、瓦砾和大块石。但由于施工时有锚索或锚缆在水中，对通航河道有一定的影响。
　　2.4抓斗式挖泥船
　　抓斗式挖泥船是利用抓斗起重机挖泥。使用范围较广，可以用于抓取岩屑、瓦砾、钢丝绳、链条。是一种维护性疏浚设备，也适用于狭窄水域或建筑物附近。
　　一般分为哈克式抓斗、橘皮式抓斗和仙人掌式抓斗。
　　2.5斗轮式挖泥船
　　斗轮式挖泥船是绞吸式挖泥船的变形，用斗轮代替了绞刀，比绞吸式挖泥船功效高，但适用于挖松散土体。
　　2.6铲斗式挖泥船
　　铲斗式挖泥船是将挖掘机装在船体上，分正铲和反铲两种，其中正铲挖泥船有钢丝缆铲斗和液压铲斗两种。铲斗式挖泥船产量较低，一般用于基建性疏浚，在土质困难，挖方不大的情况下使用。
　　2.7吸扬式挖泥船
　　吸扬式挖泥船是利用水下吸管吸取泥浆，一般用于非粘性土。分为深吸型、吸盘型和吹填型。
　　2.8喷吸式挖泥船
　　喷吸式挖泥船是以喷射水力代替绞刀破土造浆,仍以砂或泥泵吸送泥砂。由于采用水力破土造浆代替绞刀破土造浆,取消了较为复杂和重量较大的较刀机构，船的重量有所减轻，船的外形尺寸有所缩小。当要求长距离输送泥砂时,采用喷吸式挖泥船比较适宜,但它的缺点还是机件磨损严更,挖深有限,仅适用于吸送泥砂,成本较高。
　　2.9气力泵式挖泥船
　　气力泵式挖泥船按其工作原理属于气力喷射式挖泥船。一般以8兆帕以下的压缩空气为动力将水底泥砂分股送入集泥腔，再采用气力喷射泵扬起和输送砂水混合体至下游。气力泵挖泥船克服了绞吸式、喷吸式挖泥船挖深有限、机件严重磨损的重大缺点，适于在深水工作，但其能量的利用率较低，其次由于压气压力的限制且效率较低,不能作远距离的输送。
　　2.10喷射式挖泥船
　　喷射式挖泥船是用高压喷射水力破土造浆,以水力射流泵吸送泥砂甚至卵砾石。这种喷射式挖泥船的主要优点是由于射流泵可潜入水下工作，所以挖深不受泵的吸上扬程限制，吸口处的吸力也较大,可提高吸浆浓度和增大吸入物料的粒度。射流泵无转动机件，免遭泥砂磨损。不仅适于吸送砂,还适于吸送卵砾石。运行中易遭磨损的射源喷嘴，喉管等部件结构简单，成本低。
　　2.11旋挖式清淤机
　　旋挖式清淤机以前部带有凹槽的船体为基础，用旋挖头进行切割、收集水下淤泥。采用旋流式无堵塞泥浆泵和旋挖头吸泥装置。全液压驱动，作业灵活、稳定性好，能够满足中小型河道清淤工作的需要。
　　2.12水力冲挖机组疏浚
　　主要通过高压水枪冲削河道土层，稀释成浆，泥浆泵吸取，并输排入弃土场内；清淤效果比较明显。施工中采用干河断水作业，河道疏浚质量较好，但对施工期河道的正常运行功能有较大影响，并对周边环境有较大的干扰；一般适用于无航运和防洪排涝要求的小型河道。
　　3、温瑞塘河疏浚设备选择
　　温瑞塘河水系作为受控的滨海感潮河网，形成历史久远。一直以来是温州人民赖以生存的交通要道。随着经济社会的发展，温瑞塘河的向着功能集聚方向发展，但是历史的功能仍在延续。河道疏浚工作已成为刻不容缓的一项性工作。
　　为了保证疏浚质量，针对河道的不同宽度、航运的不同要求和驳坎的稳定程度，对疏浚对象进行了分类：小河道，没有通航要求的中型河道，有通航要求的中型河道和大型河道。
　　1、小型河道
　　小型河道平均宽度在10~15米，各别在10米以下。此类河道没有航运要求，但驳坎情况比较复杂，有年代久远的干砌石驳坎，基础较差，稳定性不好；有的是早期建筑物的基础，涉及到的因素比较复杂；有的是近期改建的直立式挡墙，稳定性比较好。针对此类河道，疏浚设计断面变化较大，机械式的疏浚设备实用性较低，围堰的搭建比较容易。故在实际实施中采取了断水作业的方式，并采用了水力冲挖组进行开挖。效果明显。
　　2、无通航要求的中型河道
　　此类河道平均宽度一般在15~30米，河道岸坡型式也比较复杂，河岸稳定程度不一，周边建筑物情况相对也比较复杂。围堰的实施难度不大，相对成本不高，度汛压力相对不大。但鉴于河岸的稳定因素，分为两种方式来选择清淤设备：一是采取断流方式，利用水利冲挖组进行施工，以利于保证清淤的效果；另一是利用小型疏浚设备进行施工，如上文提到的旋挖式清淤机和喷吸式挖泥船，再利用铲斗式挖泥船进行边坡修整，以达到设计要求。
　　3、有通航要求的大型河道
　　此类河道平均宽度在30米以上，各别达到100米宽度不等。河道岸坡型式也比较复杂，河岸稳定程度不一，周边建筑物情况相对也比较复杂。建围堰的成本相对较高，且难度相应有所提高。但关键是作为通航的河道，受控于通航要求。故断水作业的可能性基本为零。故基本采用机械式的清淤设备。但鉴于河道内存在物质的不同分为以下几种方式选择设备：一是，内含垃圾比较多的情况，选择抓斗式挖泥船先进行表面垃圾的清除，在选用链斗式挖泥船或斗轮式挖泥船、吸扬式挖泥船进行扫底，利用铲斗式挖泥船进行边坡修整。二是，内含垃圾较少，且土质较硬；
　　三是内含垃圾较少，且土质松软
　　效果显著。
　　概述塘河整治成果
　　4、结束语
　　河道整治是一项综合性的项目，涉及到多学科、多专业的任务。河道疏浚只是综合整治的一部分。其作用是是提高河道本身的能力，清除河道中的内源污染。且鉴于滨海感潮河网的复杂性，疏浚方式要针对性的进行。断水作业方式对河道疏浚是一种最直接的方式，施工质量最容易保证。而带水作业受制因素较多，但是现代设备发展速度较快。对于新型设备的选择因地制宜。温州市温瑞塘河的疏浚方式是在实践中做出的一个尝试，效果明显。但并不是一个最好的方式，仅作为为一种探索。与业内人士作以探
　　讨。