引黄干渠小型挖泥船的研究应用

引黄干渠小型挖泥船的研究应用魏明张振华赵金峰德州市水利局基建室2673095摘要：德州市处于水资源匮乏的平原地区，黄河水是德州市重要的生产和生活用水来源，而引蓄黄河水会产生大量的泥沙，本文结合小型挖泥船在引水期间进行潘庄干渠清淤工程试验及 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 ，对小型挖泥船的作业条件、运行成本及施工管理措施进行了详细的研究，得出有针对性的结论，对以后潘庄灌区引黄清淤工程提供了更广泛的思路和方法。关键词：黄河水潘庄灌区小型挖泥船施工方法适用性德州市地处黄河下游黄泛平原，是重要的工农业生产基地。但是，德州市水资源十分匮乏，人均占有量仅为全国平均水平的十分之一，境内工农业及生活用水主要依靠引用黄河水。引黄产生的泥沙处理一直是德州引黄工作中的一项重要任务，特别是2010年引黄济津潘庄线路应急输水工程的实施，进一步加大了潘庄灌区的引水量，为避免与德州引黄发生冲突，引黄济津时间确定为当年10月至次年1月，引水时间大幅延长，引黄总干渠长期运行，导致总干渠及配套沉沙池淤积更为严重。为确保引黄工作的顺利实施，德州市水利局未雨绸缪，早规划、早安排，2010年顺利实现了由往年利用冬季停水季节对引黄总干及沉沙池进行清淤治理向利用夏季黄河调水调沙停引黄河水的间隙进行清淤治理的转变。为解决干渠长时间、大流量引水期间部分渠段淤积严重的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，在基建室的主持下，组织技术人员，经多方考察、多 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 比选、论证，设计建造了2艘小型挖泥船，用于开卡清淤，确保引黄工作的顺利进行。1、小型挖泥船的构造及工作原理1.1、构造本次建造的挖泥船主要由船体、渣浆泵、渣浆泵升降龙门架、配电设备、行走设备、值班室、排泥管及浮桥八个部分组成。船体（尺寸长×宽×高为6米×6米×1米）由两个浮船通过刚性连杆连接而成，每个浮船中部设一个渣浆泵下沉孔。每艘船安装两台渣浆泵（型号：150JYQN250—22—30），渣浆泵进水管端部装设绞刀，泵体由手电两用升降龙门架吊起，通过下沉孔沉入水中，并控制入水深度。船体行走设备由18马力柴油机提供动力。值班室使用帆布帐篷搭设。1.2、工作原理该船工作原理与绞吸式挖泥船工作原理类似。使用时，先将泵体沉入水中，使进水管端部绞刀与河底留有适当间隙，然后开动绞刀和渣浆泵，随着绞刀的切割、搅动不断抽取泥浆，并且不断调整渣浆泵的下潜深度，很快在河底形成一个积沙坑，达到一定深度后可停止绞刀的运行。此时，积沙坑周围的沉沙在水流的作用下不断坍入坑中，形成泥浆供渣浆泵抽取。在作业过程中，泥浆的形成主要依靠水流的作用，绞刀的运行可根据抽取泥浆的含沙量及坍入积沙坑的泥土量多少随时开动和停止。通过船体的移动不断扩大作业面，达到清淤开卡的目的。2、小型挖泥船的试验2.1、生产实验2010年四月至六月，在多次试验与改造的基础上，两艘小型挖泥船建造完成，2010年10月12日安装调试完毕。自10月13日至11月21日，基建室安排两船，在潘庄引黄总干渠输沙渠段进行了连续40天的生产实验。根据引水含沙量及输沙渠段淤积情况，安排每船运行一台渣浆泵。生产过程中，结合总干渠引水情况分别对两艘挖泥船在引水流量60m3/s、80m3/s、100m3/s三种条件下进行了测试。生产实验 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 见下列表1、表2、表3、表4、表5。小型挖泥船生产实验记录统计表时间：10月12日安装调试准备流量60m3/s表1船号泵号运行时间（小时）用工量（工日）完成工程量（m3）电费（元）维修费（元）其他费用（元）费用合计（元）⑥～⑧总时日均总量m3/h·船①②③④⑤⑥⑦⑧⑨11-11421.927602781.91-222-11421.928202841.92-2小型挖泥船生产实验记录统计表时间：10月13日至10月20日流量60m3/s表2船号泵号运行时间（小时）用工量（工日）完成工程量（m3）电费（元）维修费（元）其他费用（元）费用合计（元）⑥～⑧总时日均总量m3/h·船①②③④⑤⑥⑦⑧⑨11-1157.519.7112547034.77124.82170288012174.81-222-1154.819.4112515033.37022.62250307012342.62-2小型挖泥船生产实验记录统计表时间：10月21日至10月22日流量80m3/s表3船号泵号运行时间（小时）用工量（工日）完成工程量（m3）电费（元）维修费（元）其他费用（元）费用合计（元）⑥～⑧总时日均总量m3/h·船①②③④⑤⑥⑦⑧⑨11-143.521.828181041.61934.5960802974.51-222-14321.528183042.61919.51280903289.52-2小型挖泥船生产实验记录统计表时间：10月23日至11月21日流量100m3/s表4船号泵号运行时间（小时）用工量（工日）完成工程量（m3）电费（元）维修费（元）其他费用（元）费用合计（元）⑥～⑧总时日均总量m3/h·船①②③④⑤⑥⑦⑧⑨11-1644.521.54203083047.828951.817810374050501.81-222-162820.94203000047.828258.319060386051178.32-2小型挖泥船生产实验记录统计汇总表时间：10月12日至11月21日流量60m3/s～100m3/s表5船号泵号运行时间（小时）用工量（工日）完成工程量（m3）电费（元）维修费（元）其他费用（元）费用合计（元）⑥～⑧总时日均总量m3/h·船①②③④⑤⑥⑦⑧⑨11-1845.521.15743811045.138033209409460684331-222-1825.820.65743698044.837222.322590984069652.32-2合计1671.320.911487509044.975255.34353019300138085.32.2施工方法挖泥船施工前，沿开挖河槽两岸各布置一条控制导线，各断面设立固定的醒目控制桩，并用不同颜色的彩旗定出河道左右开口线，以保证河道中心线偏移值不超过设计要求。在绞刀架杆上安装水尺控制深度，随时观测并及时调整挖河深度。2.2.1开挖方向的确定：为分析水流方向对挖泥船施工效率的影响，施工过程中分别进行了顺、逆流开挖试验，结果表明，采用顺流开挖挖泥船效率较低，含沙量约为7%—10%（体积比，下同），而逆流开挖效率较高，含沙量达10%~12%，最高达17%。并且在顺流开挖时，由于水流压力，水上输泥管线易打弯，施工受到一定影响；在逆流开挖时，管线畅通。2.2.2边坡开挖：设计开挖边坡1：5，根据疏浚施工技术规范，采用下超上欠的阶梯开挖法，自然塌落形成边坡，坡比接近1：4~1：6之间。2.2.3开挖方式：由于挖泥船的开挖半径受刀臂所限，加之浮体管道拖动较为困难，因此只能采用分条开挖的方式。挖泥船的适宜挖河宽度为25—30m，而潘庄灌区输沙渠底宽现为50m，所以挖泥船作业面条件良好。2.3小型挖泥船施工成本分析根据潘庄灌区引水实际情况，施工成本分析按引水流量60m3/s、80m3/s、100m3/s三种条件综合计算。2.3.1设备折旧成本计算设备价格包括设备原价、运杂费、运输保险费、采购费及保管费用。考虑到灌区实际运行情况，两船年工作时间按6个月，年产量30万立方米计。折旧成本计算见表6。生产实验折旧成本计算表表6项目名称数量价格（万元）折旧年限年折旧（万元）备注船2艘9.1100.91设备折旧按折旧年限平均计算，不计折余，不考虑资金的时间价值。浮桥3座8100.8电缆450米2.5100.25塑料管道1000米4.4100.44泥浆泵黑管4根1100.1渣浆泵4台6.751.34帐篷2顶0.450.08泥浆带1000米1.830.6其它设备1.830.6合计35.75.12平均年产量（m3）300000每方土均摊折旧成本0.17元生产实验总折旧75090m312765.3元2.3.2生产实验工程造价计算根据《山东省水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 》计算费率如下：其它直接费：1%；现场经费：4.5%；间接费：6.3%；利润：3%；税金：3.22%。生产实验工程造价见表7。生产实验工程造价及土方单价计算表表7序号项目名称单位数量单价（元）和价（元）备注1直接工程费280108.91.1直接费265650.6设备折旧费12765.3人工费工日1148100114800表5中⑨项费用138085.31.2其他直接费1%2628.81.3现场经费4.5%11829.52间接费6.3%17472.13利润3%8844.24税金3.22%9777.65合计316202.86完成土方工程量m3750907土方单价4.212.4、小型挖泥船的适用性分析2.4.1不同引水条件下的对比分析，从生产试验资料中可以看出，当引水流量达到80m3/s以上时，小型挖泥船的生产效率比较高。2.4.2与泥浆泵施工相比，小型挖泥船的投资较高，施工过程中占用人力相对较少，泥浆的形成主要依靠河道中水流的作用，相应的减少了动力消耗，降低了成本，施工成本与泥浆泵施工基本持平。同时，解决了泥浆泵不能带水作业的问题。特别是，在2010年引黄济津总干渠长时间运行的情况下，利用小型挖泥船开卡清淤解决了部分渠段淤积严重的问题，保证了河道的畅通，为引黄工作的顺利进行发挥了良好的作用。2.4.3与大型挖泥船施工相比，小型挖泥船体积小，阻水力不大，适宜在引水渠道及沉沙池中作业；重量轻，便宜移动，可根据渠道运行情况随时调运；设备投资少，操作简单，动力消耗少，成本大幅降低。小型挖泥船渣浆泵潜入水下，深度随时可调，不受水位和吸程限制，同时，施工环保，基本没有噪音污染。2.4.4小型挖泥船受其工作原理限制，适宜在沙质土条件下进行作业。在其它土质条件下，其功效不及泥浆泵，与大型绞吸式挖泥船相比差距更明显。3、结论3.1在施工中，我们发现制约挖泥船生产效率的关键因素为挖泥船的吸泥系统和挖泥土层厚度两个方面，主要表现为船挖中有过大的回淤量。挖泥船施工中，挖深一般按超挖0.5m进行施工，但在具体船挖施工中发现挖泥船下刀深度与挖深总有一定差距，顺流开挖时进尺数米后测量，其回淤厚度约30-40cm（比较下刀深度），逆流开挖时其回淤厚度达50-70cm，这就说明无论是顺流开挖还是逆流开挖方式都有大量的被绞刀扰动绞起的泥沙没有通过吸泥口进入泥泵被送至淤沙区，而是塌落或被水流带到吸泥口后面沉积下来。当挖泥土层过薄时，开挖吸泥效率降低，当开挖土层过厚时，会超过绞刀电机负荷，切割下来的泥土不易被吸尽，造成机械回淤过大，影响开挖质量和船挖效率。施工中改进挖泥船的绞刀头和吸泥系统，使之达到最佳生产效率状况。针对挖泥船绞刀头和吸泥系统，施工过程中先后使用调整绞刀方向、改变绞刀切削角度和接长绞刀、吸口处加装高压冲击水枪等方法，加速对河沙的扰动，使挖泥船的含沙量提高到1.4-1.7倍，最高可达2.1-2.4倍，取得了一定出沙效果。3.2小型挖泥船在潘庄灌区的应用，对德州市引黄工作发挥了良好的作用，设备造价低，操作简单，运输方便，移动灵活，场地适应性较强，施工效率高，成本低，作为一种新的治水方式，基本取得了成功。但是，在技术层面还需要进一步革新、改进，不断通过生产实践探索、研究合理的工况条件，使之各构成设备之间更加匹配、耐用，场地适应能力更强，进一步提高功效，降低成本，为水利事业做出更大的贡献。