德州市潘莊灌區(qū)小型挖泥船應(yīng)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地。但是，德州市水資源十分匱乏，境內(nèi)工農(nóng)業(yè)及生活用水主要依靠引用黃河水。引黃產(chǎn)生的泥沙處理一直是德州引黃工作中的一項(xiàng)重要任務(wù)，特別是2010年引黃濟(jì)津潘莊線路應(yīng)急輸水工程的實(shí)施，進(jìn)一步加大了潘莊灌區(qū)的引水量，全年引水時間大幅延長，引黃總干渠長期運(yùn)行，導(dǎo)致總干渠及配套沉沙池淤積更為嚴(yán)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(guī)劃、早安排，經(jīng)多方考察、多方案比選、論證，設(shè)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(jìn)行。

1 小型挖泥船的構(gòu)造及工作原理

1.1 構(gòu)造

挖泥船主要由船體、渣漿泵、渣漿泵升降龍門架、配電設(shè)備、行走設(shè)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(shè)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(jìn)水管端部裝設(shè)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(shè)備由18馬力柴油機(jī)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(jìn)水管端部絞刀與河底留有適當(dāng)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(diào)整渣漿泵的下潛深度，很快在河底形成一個積沙坑，達(dá)到一定深度后可停止絞刀的運(yùn)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(yè)過程中，泥漿的形成主要依靠水流的作用，絞刀的運(yùn)行可根據(jù)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(kuò)大作業(yè)面，達(dá)到清淤開卡的目的。

2 小型挖泥船試驗(yàn)

2010年4—6月，在多次試驗(yàn)與改造的基礎(chǔ)上，2艘小型挖泥船建造完成，2010年10月12日安裝調(diào)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(jìn)行了連續(xù)40 d的生產(chǎn)試驗(yàn)。根據(jù)引水含沙量及輸沙渠段淤積情況，安排每艘船運(yùn)行1臺渣漿泵。生產(chǎn)過程中，結(jié)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(jìn)行了測試。生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)記錄見匯總表1。

3 小型挖泥船施工成本分析

根據(jù)潘莊灌區(qū)引水實(shí)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(shè)備折舊成本計算

設(shè)備價格包括設(shè)備原價、運(yùn)雜費(fèi)、運(yùn)輸保險費(fèi)、采購費(fèi)及保管費(fèi)用。考慮到灌區(qū)實(shí)際運(yùn)行情況，2艘船年工作時間按6個月，年產(chǎn)量30萬m3計。折舊成本計算見表2。

表1 小型挖泥船生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)記錄統(tǒng)計匯總表 (流量60 m3/s～100 m3/s)

表2 生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)折舊成本計算表

3.2 生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)工程造價計算

根據(jù)《山東省水利水電工程設(shè)計概（估）算費(fèi)用構(gòu)成及計算標(biāo)準(zhǔn)》計算費(fèi)率如下：其他直接費(fèi)1%；現(xiàn)場經(jīng)費(fèi)4.5%；間接費(fèi)6.3%；利潤3%；稅金3.22%。生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)工程造價見表3。

表3 生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)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(chǎn)試驗(yàn)資料中可以看出，當(dāng)引水流量達(dá)到80 m3/s以上時，小型挖泥船的生產(chǎn)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(yīng)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(yè)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(jìn)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(yè)；重量輕，移動靈活，可根據(jù)渠道淤積情況隨時調(diào)運(yùn)；設(shè)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(diào)，不受水位和吸程限制，同時，施工環(huán)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(zhì)土條件下進(jìn)行作業(yè)。在其他土質(zhì)條件下，其功效會不同程度的降低。

5 結(jié)語

通過小型挖泥船在潘莊灌區(qū)近1年的運(yùn)行，可以發(fā)現(xiàn)，該設(shè)備造價低，操作簡單，運(yùn)輸方便，移動靈活，場地適應(yīng)性較強(qiáng)，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(shù)層面還需要進(jìn)一步改進(jìn)，通過不斷的生產(chǎn)實(shí)踐探索合理的工況條件，使之各構(gòu)成設(shè)備之間更加匹配，場地適應(yīng)能力更強(qiáng)，進(jìn)一步提高功效，降低成本，為德州引黃事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。