CN104278657B - 一种疏浚方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种疏浚方法，该方法采用本发明中的疏浚机，由于本疏浚方法提出了一套可行的河（海）域的疏浚方案，相对于现有技术中的耙吸船、绞吸船、抓斗船、链斗船等疏浚设备的作业范围广、作业速度快、作业深度大、投资小、调遣便捷、施工后免于扫浅。该方法通过船舶与吊机和中心控制室的配合实现了所述疏浚机在海底的疏浚任务，相比于原有的疏浚技术，更易于操作，可靠性更强，特别是对日常施工难度较大的粉质粘土、铁板砂等硬土层也有很好的效果。

Description

一种疏浚方法

技术领域

本发明涉及疏浚技术领域，特别是涉及对水下不同土质的疏浚作业方法，具体是涉及一种疏浚方法。

背景技术

在现有技术的疏浚方法中，在对水下不同的土质进行疏浚施工时，大多采用耙吸船、绞吸船、抓斗船、链斗船等诸如此类的接触式挖泥设备对水下进行疏浚工作。但采用上述现有技术中的接触式挖泥设备存在的主要问题是：施工的作业范围有限、挖泥设备功率较小、效率低等缺点。此外，采用上述接触式疏浚设备时的施工成本较高高、设备调遣不便、扫浅难度大。特别是在单次作业深度在2米以上的深海海底进行疏浚的施工中，接触式的挖泥设备就很难完成了疏浚工作。

专利号为ZL200510082930.7的中国发明专利公开了一种刮板疏浚机，该疏浚机包括上机架、下机架、环状输送链；上机架后端与下机架前端通过垂直于两机架轴线的水平销轴可转动连接，上机架前端设置有一驱动轴，该驱动轴上间隔固定有至少两个驱动链轮，下机架后端设置有一链条支撑轴，该支撑轴上固定有支撑链轮，下机架上设置有上链条支撑导轨，下机架上设置有输泥槽，每组驱动链轮、支撑链轮、转向链轮上均缠绕有一根环状输送链，环状输送链沿其长度方向间隔设置有刮板，刮板的形状与输泥槽内腔相适配。虽然该刮板疏浚机，可以提高疏浚效率，大幅度降低施工成本等特点，但是该疏浚机的刮板在海底工作时容易被折断，特别是遇到“铁板沙”时更容易产生折断，经济性较差。

发明内容

为克服上述现有技术中的缺陷与不足本发明提供一种高压射流喷冲式疏浚机，该疏浚机结构简单合理，造价低廉，利于维修且特别适用于对铁板沙的疏浚工作。铁板沙是一种特殊的泥沙沉积物，沉积后的泥沙硬如铁板不易启动和清淤破坏其组合结构，由此得名。铁板沙一但形成，一般的清淤机很难对其进行清理。此外，本发明还提供了一种采用本发明的疏浚机的疏浚方法，采用该方法能够有效的对海底上的泥沙进行疏浚工作，大大缩减了施工工期、其潜水作业深度可达300M。该疏浚机功率大、效率高、可靠性强、便于调遣且可自由拆卸组装。

为实现上述目的本发明的第一个技术方案是：一种疏浚机，包括安装在机架上的喷冲机、推进器及高压水泵，所述机架的第一横梁上固定贯通连接有排泥导管，所述机架的第二横梁上固定安装有射流器，所述射流器通过固定安装在第二横梁上的输水管与安装在在机架上的高压水泵固定连接；所述排泥导管与第一横梁上设置的排泥泵连接；所述排泥导管的底端贯通连接有收纳器；所述射流器的圆周壁面上布满了可调节角度的射流喷头。

作为另一种替代方案优选的是，所述机架的第二横梁的下部水平固定安装有至少一个射流器，所述射流器可转动且平行地安装在第二横梁上。

在上述任一方案中优选的是，所述高压水泵通过输水管、第二横梁与射流器贯通连接。

在上述任一方案中优选的是，所述射流器为圆筒状且其上布满了与射流器的圆周壁面固定贯通连接的射流喷头。

在上述任一方案中优选的是，所述射流喷头的轴线是射流器的切线。

在上述任一方案中优选的是，所述排泥导管为螺旋式钢管。螺旋式钢管具有很强的抗压性能。

在上述任一方案中优选的是，所述机架包括贯通连接在第一纵梁与第二纵梁之间的横梁。

在上述任一方案中优选的是，所述横梁包括相互平行地安装在第一纵梁与第二纵梁之间的第一横梁、第二横梁、第三横梁、第四横梁、第五横梁。

在上述任一方案中优选的是，所述排泥导管内部安装有螺旋状铰刀。

在上述任一方案中优选的是，所述排泥泵上设置有排出管。所述排出管直接将排泥导管排出的泥沙填装在拖船上。

在上述任一方案中优选的是，所述第一纵梁的前端固定安装有机械爪。机械爪可将小型的障碍物移除。

在上述任一方案中优选的是，所述第二纵梁的前端固定安装有钻孔机。所述钻孔机可在大型的障碍物上进行钻孔，通过疏浚机上的自动填药装置在钻孔内进行填料，并实现引爆继而最终实现分解障碍物的目的。

在上述任一方案中优选的是，所述第一横梁与第二横梁上同时安装有位置调节器，所述位置调节器为喷水推进器。

在上述任一方案中优选的是，所述第一纵梁与第二纵梁的后端同时安装有涡流推进器。

在上述任一方案中优选的是，第一纵梁与第二纵梁之间的第一横梁上安装有行驶角度调节器。

在上述任一方案中优选的是，所述喷冲机的数量为两个并可转动地安装在所述第四横梁与所述第五横梁之间的安装架上。

在上述任一方案中优选的是，所述高压水泵为潜水式高压水泵且数量为两个并安装在机架上。

在上述任一方案中优选的是，所述第一纵梁与第二纵梁上同时可转动的安装有潜水式探照灯。

在上述任一方案中优选的是，所述潜水式探照灯安装在第三横梁与第四横梁之间的第一纵梁与第二纵梁上。

在上述任一方案中优选的是，所述横梁与纵梁均采用高强度抗压金属管制造。

本发明的第二个目的是提供一种疏浚方法，该方法采用本发明中的疏浚机，包括预备步骤，其疏浚方法依次包括如下步骤：

a:船舶组装；

b:施工船定位；

c:锚艇抛锚驻位；

d:疏浚机下水；

e:中心控制室进行调试；

f:自航泥驳船左右驻位；

g:疏浚机工作;

h:左右自航泥驳船同时装运；

i:自航泥驳船抛泥；

j:返航；

k:声呐系统进行监测；

L:验收监测；

m:船舶绞锚移位继续施工；

优选的是，在所述预备步骤中，将所需要的吊机、锚艇、疏浚机、中心控制室在自航平板船上安装调试好。

优选的是，在所述步骤a中，将吊机固定在自航平板船的船头位置；将疏浚机与所述吊机相连；所述中心控制室固定在自航空平板船的甲板位置；中心控制室通过线路与疏浚机相连。

优选的是，在所述步骤b中，通过定位系统准确的勾勒出所需要进行疏浚的施工区域；所述定位包括GPS卫星定位、船舶的AIS定位、北斗定位、声呐定位。

优选的是，在所述步骤c中，所述锚艇抛锚驻位，是通过锚艇将自航平板船上的锚及锚链抛入水中着地，并使其啮入水下的土壤中，锚产生的抓力与水底固结起来，把自航平板船牢固地系留在预定的位置。

优选的是，在所述步骤d中，所述疏浚机下水，是通过固定在施工船的吊机将疏浚机潜入水底，支撑在海床之上。

优选的是，在所述步骤e中，所述中心控制室进行调试，是通过中心控制室的卫星地位系统、姿态监视仪、声呐系统、压力显示器、液压胶管绞车、液压电缆绞车动力液压站、高低压发电站对疏浚机进行调试。

优选的是，在所述步骤g中，首先通过所述疏浚机上安装的射流器对海底施工区域的泥沙进行不间断的喷冲翻滚；其次通过所述疏浚机上的喷冲机持续对被翻滚起来的泥沙进行搅动，维持泥沙的翻滚动态；然后通过所述疏浚机上安装的排泥导管对翻滚的泥沙进行抽吸；最后通过所述疏浚机的第一横梁两端的上部相对位置上固定安装的排泥泵排出泥沙并通过排出管把泥沙排放到所述自航泥驳船上。

优选的是，在所述步骤f中，可同时装运的自航泥驳船的数量为两艘。

优选的是，在所述步骤L中，验收监测是通过声呐系统对疏浚机工作后的施工区域进行探测、绘图、验收。

与现有技术相比本发明的优点在于：该疏浚机结构简单合理，造价低廉，利于维修。此外，该高压射流喷冲式疏浚机潜水深度可达300m，作业速度3500m3/h，其功率大、效率高、调遣便捷、可靠性强，能安全地实现单次疏浚3米及3米以上的海底施工任务，具有高效的吸排泥排沙功能，针对铁板砂疏浚效果尤为显著。此外，该疏浚机可供两条泥驳同时装运，能安全的实现单次作业4米之内及4米以上疏浚的海底施工。该施工方法能经济、高效、环保的完成内河、湖泊及各种海域的水下疏浚施工任务。水下各种土质的疏浚作业（尤其对硬层土质有显著效果），具体涉及到高智能便携式疏浚法。

附图说明

图1为按照本发明的疏浚方法中疏浚机的一优选实施例的立体结构示意图。

图2为按照本发明的疏浚方法中疏浚机的图1所示实施例的主视结构示意图。

图3为按照本发明的疏浚方法中疏浚机的图1所示实施例的俯视结构示意图。

图4为按照本发明的疏浚方法中疏浚机的图1所示实施例的右视结构示意图。

图5为本按照发明的疏浚方法中疏浚机的图1所示实施例处于使用状态下的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的疏浚机的优选实施例作进一步阐述说明；

实施例1：

如图1-4所示，一种疏浚机，包括安装在机架上的喷冲机4、推进器13及高压水泵14，所述机架由横梁与纵梁组成。具体是，所述横梁包括第一横梁9、第二横梁2、第三横梁8、第四横梁7。所述纵梁包括第一纵梁15和第二纵梁19。所述第一横梁9、第二横梁2、第三横梁8及第四横梁7相互平行地与安装在第一纵梁15和第二纵梁19之间并且与纵梁贯通连接。

第一横梁9的一端与第一纵梁15固定连接，第一横梁9的另一端与第二纵梁19固定连接。在第一横梁9的两端固定安装有排泥泵13。排泥泵13的底部安装有排泥导管12，在排泥泵13的顶部与排泥导管12贯通连接有排泥导管12。在第四横梁7与第五横梁5之间通过安装架16可转动地安装有喷冲机4。所述安装架16固定连接在第四横梁7和第五横梁5之间。在第三横梁8与第一横梁9的上部固定支撑有高压水泵14。高压水泵14通过输水管3与第二横梁2贯通连接。第二横梁2的两端固定连接有射流器6。高压水泵14通过管路与穿上的液压动力系统35连接。高压水泵14产生高压水流通过输水管3及第二横梁2传递到射流器6内。射流器6上的射流喷头可将高压水流喷出，实现对海底上的铁板沙在海里产生不间断的翻滚。在行进中，安装在第一横梁9上的排泥泵13工作，通过其上的排泥导管12实现对海底铁板沙抽吸工作，继而通过排泥泵13上的排出管19将铁板沙抽送到海面上的运沙船上，实现对航道的清淤疏浚工作。

在第四横梁7和第五横梁５之间的喷冲机通过电源导线与拖船上的发电机组36连接。所述机架的第二横梁2上固定安装有射流器6，所述射流器6通过固定安装在第二横梁2上的输水管3与安装在机架上的高压水泵14连接。第二横梁2与第二横梁2贯通连接。高压水泵14为潜水式耐压水泵。射流器6的圆周外壁及底部都布满了射流喷头。所述射流喷头可以对海床21上经过喷冲机４“搅动”起来的铁板沙或泥沙混合物进行不间断的翻滚。排泥导管12固定安装在第一横梁9两端的下部，在第一横梁9两端的上部相对位置上固定安装有排泥泵13。排泥泵13通过线路与拖船上的发电机组36连接，实现对排泥泵13的供电。在排泥导管12的底部贯通的连接有收纳器11。收纳器11为喇叭状。在本实施例中排泥导管12铰接在第一横梁9上，其可以自由的旋转角度实现对喷冲击4及射流器6搅动起来的铁板沙及泥沙混合物进行吸收，并通过安装在排泥泵13上的排出管19输送到拖船上，最终实现疏浚航道的目的。在本实施例中，所述射流喷头可旋转地安装在射流器的圆周壁面及底部平面上。这样，所述射流喷头的整体结构可适应海底的复杂环境，是柔性的结构。在排泥导管12为螺旋式钢管，其内部开设有旋转的膛线结构。在排泥导管12的内部安装有螺旋状的铰刀22。

在第一纵梁15的前端固定安装有机械爪20，机械抓20可将处于疏浚机前端的小型障碍物移除。第二纵梁18的前端可转动的安装有钻孔机1。钻孔机1可在大型的障碍物体上进行打孔并通过疏浚机上安装的自动填药装置进行填装炸药实现爆破。

在第一纵梁15与第二纵梁梁18的后端同时安装有涡流推进器17。涡流推进器17是吸纳推进疏浚机在水面以下的行进工作。在两个涡流推进器17的之间的第一横梁9上还安装有行驶角度调节器。实现对所述疏浚机的行进方位进行调整。在第一纵梁15与第二纵梁18上同时安装有位置调节器10，实现微调疏浚机工作角度的目的。在本实施例中，位置调节器10为喷水推进器。所述喷水推进器通过拖船上的发电机组36供电。所述第一纵梁15与第二纵梁18上同时安装有位置调节器10，所述位置调节器10为喷水推进器。

所述第一纵梁15与第二纵梁18上同时可转动的安装有潜水式探照灯。所述潜水式探照灯安装在第三横梁8与第四横梁7之间的第一纵15与第二纵梁18上。在所述探照灯上安装有水下摄像头。所述水下摄像头可以在疏浚工作前夕对水底的和周围环境通过通信电缆与托穿上的监视器33连接，并将拍摄的水下视频进行实时上传。在拖船上还安装有声呐系统30。声呐系统采集到的数据通过绘图仪器31进行绘图供拖船上的工作人员分析并通过北斗通信系统33实现通信。在所述拖船上还安装有输送机34。该输送机为卷扬机。该卷扬机实现对所述通信电线、液压管路、供电线路等的收放线工作。

在本实施例中，上述横梁、纵梁都采用的是高强度抗压金属管制造。每个连接够都采用抗压的连接方式进行固定连接。例如焊接，通过法兰等。

实施例2：

在本实施例中与实施例1所不同的是：在第一纵梁15与第二纵梁18上固定焊接有提拉环。所述提拉环链条与拖船上的牵引装置连接。

实施例3：一种疏浚机

如图1-5所示，在本实施例中，与实施例1所不同是：在所述机架的第二横梁2的下部水平固定安装有一个射流器6，射流器6通过轴承可转动且平行地安装在第二横梁2的下部，射流器6与河底或海底上的铁板沙接触。高压水泵14为深潜式高压水泵，其通过输水管3、第二横梁2与射流器6贯通连接。所述射流器6为圆筒状且其上布满了与射流器的圆周壁面固定贯通连接的射流喷头。所述射流喷头的轴线相切于射流器的圆周壁面。由于所述射流喷头与射流器6的壁面呈一定角度，当高压射流筒所述射流喷头射出时，可带动射流器6顺时针旋转，实现翻滚泥沙的作用。射流器6将海底的铁板沙进行翻滚并通过喷冲机4持续将铁板沙进行翻滚最后通过排泥导管12将海底的泥沙排出。最终实现疏浚航道的目的。

实施例4：

如图1-5所示，一种疏浚方法，该疏浚方法中采用本发明中的疏浚机。包括预备步骤，其疏浚方法依次包括如下步骤：

b:施工船定位；

c:锚艇抛锚驻位；

d:疏浚机下水；

e:中心控制室进行调试；

f:自航泥驳船左右驻位；

g:疏浚机工作;

h:左右自航泥驳船同时装运；

i:自航泥驳船抛泥；

j:返航；

k:声呐系统进行监测；

L:验收监测；

m:船舶绞锚移位继续施工；

在本实施例中，所述预备步骤是将所需要的2000吨以上自航平板船、120吨吊机、锚艇、疏浚机、中心控制室准备好；所述船舶组装，是将120吨的吊机固定在平板驳船头位置；疏浚机与吊机相连；中心控制室固定在平板船的甲板位置；所述中心控制室与高压射流喷冲式疏浚机相连，是将船上中心控制室的动力液压站、发电机组、GPS卫星定位系统、姿态监视仪、声呐监视器液压管绞车都分别通过相关管路或线路与疏浚机相连；所述施工船定位，是通过GPS卫星定位系统或船舶的AIS定位系统准确的勾勒出所要疏浚的施工区域；所述锚艇抛锚驻位，是通过锚艇将平板船上的锚及锚链抛入水中着地，并使其啮入土中，锚产生的抓力与水底固结起来，把船舶牢固地系留在预定的位置，根据不同的水域、气象条件和作业要求所抛设的距离和角度也不尽相同；所述疏浚机下水，是指通过固定在船头的吊机装置将疏浚机缓缓的潜入水底，支撑于海床之上；所述中心控制室进行调试，是通过中心控制室的卫星地位系统、姿态监视仪、声呐系统、压力显示器、液压胶管绞车、液压电缆绞车动力液压站、高（低）压发电站对疏浚机进行调试；所述两条自航泥驳船左右驻位，是指施工船舶组装调试完成以后已具备施工条件，由两条自航带排水孔的泥驳分别停靠于施工船舶的左舷、右舷等待装船；所述疏浚机左右泥驳船同时多疏浚机抽吸上来的泥沙进行装运。也就是是指疏浚机在水下作业时，是由两根吸排泥导向柱将淤泥分别输送至疏浚机上方的左右排泥管道，再由左右排泥管道分别输送至停靠在左右船舷的两条泥驳上；所述自航泥驳的船抛泥返航，是指泥驳船装满排水以后，按照指定航道指定抛泥区域将淤泥运至抛泥地点，然后返航；所述声呐系统进行监测，是指利用水中声波对水下已施工区域进行探测、定位和通信，来测定已施工区域是否已达到预计疏浚标高；如监测合格，船舶通过卷扬机绞锚移位继续施工，如出现不合格区域则对此区域继续施工至合格为止。

需要说明的是，本发明所举实施例只是为了更清楚地表达本发明方法，并不用于限制本发明。凡是依照本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。例如，横梁与纵梁的数量、射流喷头的数量等。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种疏浚方法，包括预备步骤，其特征在于：其疏浚方法依次包括如下步骤：

a:船舶组装；

b:施工船定位；

c:锚艇抛锚驻位；

d:疏浚机下水；

e:中心控制室进行调试；

f:自航泥驳船左右驻位；

g:疏浚机工作;

h:左右自航泥驳船同时装运；

i:自航泥驳船抛泥；

j:返航；

k:声呐系统进行监测；

L:验收监测；

m:船舶绞锚移位继续施工；

在所述步骤g中，首先通过所述疏浚机上安装的射流器对海底施工区域的泥沙进行不间断的喷冲翻滚；其次通过所述疏浚机上的喷冲机持续对被翻滚起来的泥沙进行搅动，维持泥沙的翻滚动态；然后通过所述疏浚机上安装的排泥导管对翻滚的泥沙进行抽吸；最后通过所述疏浚机的第一横梁两端的上部相对位置上固定安装的排泥泵排出泥沙并通过排出管把泥沙排放到所述自航泥驳船上。

2.如权利要求1所述的疏浚方法,其特征在于：在所述预备步骤中，将所需要的吊机、锚艇、疏浚机、中心控制室在自航平板船上安装调试好。

3.如权利要求2所述的疏浚方法,其特征在于：在所述步骤a中，将吊机固定在自航平板船的船头位置；将疏浚机与所述吊机相连；所述中心控制室固定在自航空平板船的甲板位置；中心控制室通过线路与疏浚机相连。

4.如权利要求1所述的疏浚方法,其特征在于：在所述步骤b中，通过定位系统准确的勾勒出所需要进行疏浚的施工区域；所述定位包括GPS卫星定位、船舶的AIS定位、北斗定位、声呐定位。

5.如权利要求1所述的疏浚方法,其特征在于：在所述步骤c中，所述锚艇抛锚驻位，是通过锚艇将自航平板船上的锚及锚链抛入水中着地，并使其啮入水下的土壤中，锚产生的抓力与水底固结起来，把自航平板船牢固地系留在预定的位置。

6.如权利要求1所述的疏浚方法,其特征在于：在所述步骤d中，所述疏浚机下水，是通过固定在施工船的吊机将疏浚机潜入水底，支撑在海床之上。

7.如权利要求1所述的疏浚方法,其特征在于：在所述步骤e中，所述中心控制室进行调试，是通过中心控制室的卫星地位系统、姿态监视仪、声呐系统、压力显示器、液压胶管绞车、液压电缆绞车动力液压站、高低压发电站对疏浚机进行调试。

8.如权利要求1所述的疏浚方法,其特征在于：在所述步骤f中，可同时装运的自航泥驳船的数量为两艘。

9.如权利要求1所述的疏浚方法，其特征在于：在所述步骤L中，验收监测是通过声呐系统对疏浚机工作后的施工区域进行探测、绘图、验收。