德州市潘莊灌區小型挖泥船應用研究

馬朝彬，王海蓉

（1.德州市水利局，山東 德州 253014；2.海陽市水利局，山東 海陽 265100）

德州市地處黃河下游黃泛平原，是重要的工農業生產基地。但是，德州市水資源十分匱乏，境內工農業及生活用水主要依靠引用黃河水。引黃產生的泥沙處理一直是德州引黃工作中的一項重要任務，特別是2010年引黃濟津潘莊線路應急輸水工程的實施，進一步加大了潘莊灌區的引水量，全年引水時間大幅延長，引黃總干渠長期運行，導致總干渠及配套沉沙池淤積更為嚴重。為解決總干渠長期引水與泥沙處理之間的矛盾，德州市水利局未雨綢繆，早規劃、早安排，經多方考察、多方案比選、論證，設計建造了2艘小型挖泥船，用于潘莊總干渠開卡清淤，以確保潘莊總干渠長時間、大流量引水的順利進行。

1 小型挖泥船的構造及工作原理

1.1 構造

挖泥船主要由船體、渣漿泵、渣漿泵升降龍門架、配電設備、行走設備、值班室、排泥管及浮橋8個部分組成。船體（尺寸長×寬×高為6 m×6 m×1 m）由2個浮船通過剛性連桿連接而成，每個浮船中部設1個渣漿泵下沉孔。每艘船安裝2臺渣漿泵 （型號：150JYQN250-22-30），渣漿泵進水管端部裝設絞刀，泵體由手電兩用升降龍門架吊起，通過下沉孔沉入水中，并控制入水深度。船體行走設備由18馬力柴油機提供動力。

1.2 工作原理

該船工作原理與絞吸式挖泥船工作原理類似。使用時，先將泵體沉入水中，使進水管端部絞刀與河底留有適當間隙，然后開動絞刀和渣漿泵，隨著絞刀的切割、攪動不斷抽取泥漿，并且不斷調整渣漿泵的下潛深度，很快在河底形成一個積沙坑，達到一定深度后可停止絞刀的運行。此時，積沙坑周圍的沉沙在水流的作用下不斷坍入坑中，形成泥漿供渣漿泵抽取。在作業過程中，泥漿的形成主要依靠水流的作用，絞刀的運行可根據抽取泥漿的含沙量及坍入積沙坑的泥土量多少隨時開動和停止。通過船體的移動不斷擴大作業面，達到清淤開卡的目的。

2 小型挖泥船試驗

2010年4—6月，在多次試驗與改造的基礎上，2艘小型挖泥船建造完成，2010年10月12日安裝調試完畢。自10月13日至11月21日，基建室安排2艘船，在潘莊引黃總干渠輸沙渠段進行了連續40 d的生產試驗。根據引水含沙量及輸沙渠段淤積情況，安排每艘船運行1臺渣漿泵。生產過程中，結合總干渠引水情況分別對兩艘挖泥船在引水流量60m3/s、80 m3/s、100 m3/s三種條件下進行了測試。生產實驗記錄見匯總表1。

3 小型挖泥船施工成本分析

根據潘莊灌區引水實際情況，施工成本分析按引水流量60 m3/s、80 m3/s、100 m3/s三種條件綜合計算。

3.1 設備折舊成本計算

設備價格包括設備原價、運雜費、運輸保險費、采購費及保管費用?？紤]到灌區實際運行情況，2艘船年工作時間按6個月，年產量30萬m3計。折舊成本計算見表2。

表1 小型挖泥船生產實驗記錄統計匯總表 (流量60 m3/s～100 m3/s)

表2 生產實驗折舊成本計算表

3.2 生產實驗工程造價計算

根據《山東省水利水電工程設計概（估）算費用構成及計算標準》計算費率如下：其他直接費1%；現場經費4.5%；間接費6.3%；利潤3%；稅金3.22%。生產實驗工程造價見表3。

表3 生產實驗工程造價及土方單價計算表

4 小型挖泥船的適用性分析

1）不同引水條件下的對比分析。從生產試驗資料中可以看出，當引水流量達到80 m3/s以上時，小型挖泥船的生產效率比較高。

2）與泥漿泵施工相比，小型挖泥船的一次性投資稍高，但施工過程中占用人力相對較少，泥漿的形成主要依靠河道中水流的作用，相應地減少了動力消耗，降低了成本，施工成本與泥漿泵施工基本持平；主要是解決了泥漿泵不能帶水作業的問題，小型挖泥船能夠帶水開卡清淤，從而保證總干渠長時間、大流量、不間斷引水的正常進行。

3）與大型挖泥船施工相比，小型挖泥船體積小，阻水力不大，適宜在干渠及沉沙池中作業；重量輕，移動靈活，可根據渠道淤積情況隨時調運；設備投資與幾百萬元的大型挖泥船相比少得多，操作簡單，動力消耗少，成本大幅降低；小型挖泥船渣漿泵潛入水下，深度隨時可調，不受水位和吸程限制，同時，施工環保，基本沒有噪音污染。

4）小型挖泥船受其工作原理限制，適宜在沙質土條件下進行作業。在其他土質條件下，其功效會不同程度的降低。

5 結語

通過小型挖泥船在潘莊灌區近1年的運行，可以發現，該設備造價低，操作簡單，運輸方便，移動靈活，場地適應性較強，施工效率高，成本低，作為一種新的干渠清淤方式，基本取得了成功。但是，在技術層面還需要進一步改進，通過不斷的生產實踐探索合理的工況條件，使之各構成設備之間更加匹配，場地適應能力更強，進一步提高功效，降低成本，為德州引黃事業做出更大的貢獻。