河道及池塘清淤除污關(guān)系城鎮(zhèn)居民身心健康和城鄉(xiāng)環(huán)保的一大難題。我國傳統(tǒng)的清淤方法多為鍬,車,泵聯(lián)合作業(yè)的“人海式”施工。雖其中也有部分機械化作業(yè),但遠未實現(xiàn)從挖掘,輸送到裝車外運全過程的系統(tǒng)機械化。因而不僅清淤效率低下,勞動強度大,且因作業(yè)環(huán)境惡劣,極大的影響了施工人員健康。特別是近二十年來,隨著我國工業(yè)化進程的不斷加快和經(jīng)濟的高速發(fā)展,使得河道積淤,阻塞,污染也愈加嚴(yán)重。
摘要:本文概述了我國河道清淤設(shè)備的現(xiàn)狀,分析了河底清淤的工況條件,對內(nèi)陸城河新型清淤機械設(shè)備的研發(fā)進行了介紹。
關(guān)鍵詞:清淤,設(shè)備,現(xiàn)狀,探討
國家對污染的治理和環(huán)境保護的政策和力度也不斷加強。人民群眾對環(huán)境保護的要求和意識也越來越強。在這種現(xiàn)實情況下,社會迫切需要一種具有現(xiàn)代化的,高效的清淤設(shè)備。
一、河道清淤主要施工方式:
1半人工半機械式施工。這種施工方式是從幾十年以前純?nèi)斯さ?ldquo;人海式”施工方式演變而來的。這種方式是使用簡單的機械就近就邊挖掘,不宜使用機械的地方用人工挖掘。這種方式的特點是勞動強度大,工作效率底下,工期時間長,而且對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。由于勞動工具的落后也不能把河床清理徹底。
2吸漿式施工。這種施工方式是用泥漿泵把河底的淤泥吸上來打入岸邊的儲漿槽中,待該泥漿中的水份下滲和蒸發(fā)后,形成固態(tài)或半固態(tài)淤泥再用挖掘機挖出運走。這種清淤方式只能把糊狀淤泥從河底吸上來。已經(jīng)板結(jié)固化的淤泥和其它異體雜物不能清理出來。岸邊需要龐大的蓄漿池。河底吸漿頭附近的淤泥還需要大量的高壓水進行沖攪。顯然這種方式也很落后—工期長,效率低,蓄漿困難,清理不徹底。
3攪吸式施工。攪吸式施工方式是對吸漿式改進后形成的一種清淤方式。他是在河底部的吸漿頭內(nèi)加裝螺旋攪泥片,使吸漿頭附近的淤泥被攪起然后再吸出的一種吸漿方式。它比吸漿式先進了,可同樣需要龐大的蓄漿池。對板結(jié)固化的淤泥和異體雜物也不能清理出來。這種清淤方式對長江,淮河這樣的大江大河還是具有顯著優(yōu)點的。目前是主要的采用方式。這種工況條件是水多水深,把攪吸出的泥沙放入大船內(nèi)送到岸邊再轉(zhuǎn)運出去。但是這種方法面對內(nèi)地城河等河道就不行了。它們的工況條件不同了—不能使用船只,淤泥種類性質(zhì)也不同,泥漿的存放困難等都限制了它的使用條件。
4機械挖掘式。這種清淤方法是使用長臂挖掘機在河道的岸邊,將挖掘工作頭部伸入河道底部進行挖掘;蛘甙阉楦芍苯影淹诰驒C開進河道底部進行挖掘。在挖掘時需要分級傳遞,把淤泥送到岸上,再轉(zhuǎn)運出去。這種清淤方式對較乍和較淺的河道還能勉強施工反之就不適用了。它的回轉(zhuǎn)半徑受到了限制。
以上四種清淤方式和方法是現(xiàn)在清淤工程領(lǐng)域所普遍采用的方式。對大江大河來說廣泛使用第二和第三種方式。對內(nèi)陸河道則普遍采用第一和第四種方式。它們共同的特點是:不能把淤泥連續(xù)高效地清除外運,清淤工期長,河床清理不徹底,易產(chǎn)生二次污染,清淤機械落后等現(xiàn)狀。從這個意義來說目前我國還沒有專用的清淤設(shè)備。我國地域遼闊,河流縱橫,水系繁多。加之目前多數(shù)河流水體污染,河底淤積,汛期疏水困難,旱季蓄水困難。一種先進的,高效的,專業(yè)的清淤機械設(shè)備的研發(fā)就急需的擺在我們面前。
河道工況條件:河道的跨度,河床的高程,岸邊有無障礙物,障礙物的障礙程度,河岸坡度,輸送距離,轉(zhuǎn)運空間,河床的承壓能力,這些都是在設(shè)計新型專用設(shè)備時必須考量的重要因素。就其跨度來說少的十多米,多的幾百米甚至更遠。河床高程少的幾米,多的十幾米甚至幾十米。特別是岸邊的障礙物;就其護城河來說,幾乎都存在建筑物。有的建筑物還是不間斷的。這給該產(chǎn)品的設(shè)計和實際使用都會帶來嚴(yán)峻的困難。河床的承壓能力決定了在設(shè)計時所采用的輪距和支承行走輪的結(jié)構(gòu)形式。
二、河底淤泥的工況條件
1大江大河淤泥的工況條件。對長江,淮河,黃河等這樣的大型河道來說,它們的淤泥成分主要是顆粒較細(xì)的泥沙和較稀薄的淤泥。加之水量巨大不能采用排干河水再清淤的方式。所以采用上述第二種清淤方式是目前較為合適的一種選擇。而對于內(nèi)陸河道特別是護城河來說則情況就大不相同了。
2內(nèi)陸河道淤泥(特別是護城河淤泥)的工況條件。內(nèi)陸河道特別是護城河的清淤絕大多數(shù)可以采用排水抽干法,露出淤泥然后進入清理。這些淤泥的成分龐雜—淤泥,石塊,磚塊,瓦礫,木棍樹枝,編織袋,塑料布等混雜在一起。其中下層淤泥板結(jié)形成硬泥層。這種所謂的“淤泥”,顯然用吸漿法或攪吸法遠不能適應(yīng)對現(xiàn)實工況的要求。
三、內(nèi)陸城河新型清淤機械設(shè)備的研發(fā)
設(shè)計一種能連續(xù)采掘,遠距離連續(xù)性淤泥輸送,作業(yè)效率高,清淤徹底干凈,不產(chǎn)生二次污染,經(jīng)濟實用的新型清淤設(shè)備是當(dāng)務(wù)之急。
首先根據(jù)清淤機的工作環(huán)境,設(shè)計清淤機的形狀,各部件所要實現(xiàn)的功能,確定各部件的結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上選摘合理的行走機構(gòu),液壓裝置和發(fā)動機功率型號。整體布局應(yīng)該劃分為以下幾個工作部分:1)采掘工作部分;2)輸送工作部分;3)物料傳遞轉(zhuǎn)運部分;4)各部分的動力裝置;5)行走機構(gòu);6)液壓系統(tǒng);7)自發(fā)電電力配送系統(tǒng);8)各部分操縱系統(tǒng);9).機架體結(jié)構(gòu)等。
其中關(guān)鍵的是采掘工作部分和行走部分:采掘工作部分必須能夠?qū)崿F(xiàn)對種類復(fù)雜的淤泥進行有效的,可靠的,性能穩(wěn)定的采掘。這就要求該工作部分的機構(gòu)裝置適應(yīng)在工況條件惡劣的工作環(huán)境下實現(xiàn)不同的動作,完成它的任務(wù)。應(yīng)該充分考量城河淤泥的復(fù)雜狀態(tài)(流質(zhì)狀淤泥,下層板結(jié)淤泥,塊狀磚瓦石塊,木棍樹枝,雜草雜物,塑料布編織袋,堆積層不同深度等)。行走部分應(yīng)考量河床的承載防陷能力;前進后退,左移右移動作的實現(xiàn)。行走輪的結(jié)構(gòu)形式:根據(jù)我們對機種輪體的多次實驗;以寬幅履帶式結(jié)構(gòu)較為理想。
參考文獻
[1]張敏君.城市河道治理探討[J].中國供水節(jié)水.
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