淺談排水管道清淤施工技術

李曉峰，趙 敏

（中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州 450000）

1 常規清淤方式

1.1 高壓水流清淤

這種清淤方式較為廣泛應用，主要流程是用一臺高壓的噴射車，且配備有大型的水罐，高壓水泵和射水噴頭，使用噴射車對水流經過加壓以后送水至射水噴頭，用射水噴頭將管道內壁的雜物，淤泥進行沖刷，將一些沉積在管道里面的雜物、沉積物順水流沖刷到下游的吸淤口或者檢查井中，再使用吸泥車將沖刷下來的沉積物進行清除，同時管道中存在污泥，射水的過程中當水流直射在淤泥和管壁上時，會對水管產生較大的反作用力，會使噴射管和噴射頭進行跟沖刷方向相反方向的運動，就可以達到連續性作業的效果，采用這種方法對于小管徑的管道清淤具有較好的效果，適用于小管徑的排水管，以及管段長度不長的部分，但是這種方法用水量較大，會有較高的成本。

1.2 水沖刷清淤

這種清淤方式起源于歐洲，這種方法主要是先通過蓄水，積壓水的壓力，再通過瞬間排水，通過兩個步驟的不斷重復達到從而達到清淤的效果。目前這種清淤方式沖刷技術已成熟。蓄水過程是將管道的中的水流進行攔截，也可采用人工灌入水，當攔截水量滿足目前管道沖刷能力，達到規定要求，即可開始排水操作，在攔截設施撤走的瞬間，積水此時是具有較大的勢能，對管道中的沉積物具有較好的沖刷作用，反復操作，達到較好的清淤效果。目前國內的排水管道由于在使用中對排水過濾和對雜物的處理和控制不善等一些原因，造成管道中存在較多纏繞性的垃圾，較沉重物質的阻擋，從而導致管道淤積，則蓄水沖刷就達不到想要的效果。

1.3 絞車清淤

絞車清淤先要用竹片穿過需要清理的管道，然后在另一側將穿過去的竹片從需要清淤的管道中拉拽出來，然后系在前端鋼絲上，鋼絲繩的中部是固定在清淤工具上面，鋼絲兩端有兩個絞車，將鋼絲系在絞車上，一般都是一個井段清淤一次，絞車安置在檢查井旁，采用絞車來回做往復運動使清淤工具將管道中的淤泥沉積物刮到下個檢查井中，再用吸泥車將淤泥沉積物吸走。

采用絞車清淤可以較輕松地解決管道內淤積嚴重，對于淤積物粘實密實的也有很好的效果，并且可以適用于各種不同管徑的管道，所以在國內使用較為廣泛。絞車清淤的缺陷是在井下穿竹片時需要人工完成，由于井下管道中環境較差，尤其是污水管道井下的環境極為惡劣，空氣質量很差，對于翻動積聚污泥還會排除有毒有害氣體，人工操作的時候會危害人體健康，更有可能會危及操作員的生命，增加安全事故風險。

2 快速半智能清淤

2.1 清淤方法

所謂半智能清淤方式，是把一些存在問題的地方根據實際情況采用新型科學技術代替或和科學技術組合，最大程度降低井下施工人員操作的危險性，提高清淤效率及清淤的經濟性，減少施工占道時間，為清淤提供一種新思路，新技術手段。技術操作流程包括：送風→檢測→組合式清淤機頭下放→清淤施工→管道CCTV電視檢測→驗收合格。

該技術所采用的組合式清淤機頭由四部分組成：高速旋轉切削系統、高負壓吸收系統、爬行系統、監控系統。整個清淤機頭工作系統是利用前緣電動馬達帶動銑刀旋轉切削，將積聚沉淀的污泥進行切削和攪散，并將切削和攪散的污泥進行泥水分離，留下泥漿，啟動離心泵產生真空負壓，泥漿沿著吸泥管進入泥漿泵吸入端，經過泥漿泵的做功經全封閉管道輸送（排距較長超出額定排距后，適當部分串接一定數量的中轉泵加壓輸送）至泥漿車或者泥漿收集池中，最終運至污泥脫水設備（污泥深度脫水固化車），這種設備以其占用空間小，自動化高，運輸方便，操作簡單，分離效果好等優點，被廣泛應用于管道泥漿類脫水，河道清淤淤泥脫水等。經過這一步驟處理的淤泥可以正式外運，妥善處理，而剩下的清水回流至污水管道中，送至污水處理廠處理。

2.2 清淤系統

2.2.1 高速切削系統

主電機為調速電機，調速范圍80～1 200轉/分，可根據淤積物的物質類別調整電機的轉數或者更換刀頭。淤泥在高速分散機刀片的高速轉動作用下，使淤泥沉淀物上下劇烈翻動，固體顆粒及纖維類組織與刀片產生碰擊和剪切，使聚集物體被破壞達到迅速分散、均質混合，加速溶解成泥水混合物，從而形成泥漿，便于輸送。通過使用電動馬達及銑刀的切削作用，有效地對罐內沉積物進行攪碎清理，效率高，便捷快速。

2.2.2 高負壓吸收系統

高負壓排泥技術屬于壓力流的一種污泥輸送技術；它是利用真空設備使密閉的管網形成一定的真空負壓，隨后通過前端收集井的控制，使泥漿進入管網，隨即在負壓抽吸力的作用下，泥漿朝著負壓產生的方向輸送。

由于吸泥管口始終浸沒于污泥下，吸泥管內的空氣被抽吸后，管內氣體得不到補充而越來越稀薄，致使管內壓力低于大氣壓力，泥漿在大氣壓力作用下，經吸泥管進入容器貯罐。污泥落入到罐底，由于虹吸管接近罐底位置，而空氣也不斷地排入罐體，致使罐內壓力高于大氣壓力，污泥即在壓縮空氣的作用下，經虹吸管排出罐外，通過軟管運輸至地面。高負壓吸收系統利用大氣壓原理能夠有效降低能源消耗，節約成本。

2.2.3 泥水分離系統

泥水分離系統采用污泥深度脫水固化車，該車將所有設備固定在一個密閉的箱體內，箱體與車盤采用螺栓形式連接，方便拆卸，符合道路車輛不能隨意改進的要求，可以運載污泥處理設備上路行駛，實現了污泥固化處理的移動式作業，該設備結合污泥深度處理固化裝置和行車移動系統，機動靈活，操作方便靈活，并且整個處理過程保持連續作業而非間歇作業。

污泥進入到泥水分離系統主要通過物理方法和化學方法實現泥水分離，淤泥通過泥漿管進入泥水分離裝置中后，先通過脫水振動篩，將大顆粒雜物篩分出來，含有小顆粒的污水進入污水箱，大顆粒通過篩分后進入螺旋輸送機內，輸送到運泥車中，此方法通過淤泥內雜物不同粒徑，利用脫水振動篩，實現雜物、雜質與泥水的分離，經振動篩初步過濾后的泥水進入污水箱內，再通過污水泵加壓抽送至泥水分離機內，未經處理的污泥，顆粒細小，常規的篩分方法無法做到泥水分離，固化劑通過離子交換、聯結、包裹、凝膠等多重作用，與黏粒表面產生較大分子力，形成空間網絡結構的泥團，同時水從泥團內析出，最終達到泥水分離的作用。

2.2.4 爬行系統

爬行器的選型、改良采用模塊化設計，可根據不同工況，不同形狀的排水管道，如管涵、箱涵、橢圓涵，針對不同材質的管道，如鋼筋混凝土管、鋼制管、化學建材管等選裝不同類型驅動方式，比如：流動式、輪式、履帶式、腹壁式、行走式、蠕動式、螺旋驅動式、蛇形式、空氣動力式等，通過電纜或者無線電遙控技術，對爬行器的前進、后退、轉向、停止、掉頭、速度調節等操作，通過安裝鏡頭實時了解管內情況，實現遠程監視，使得管道清淤更加高效智能。爬行器具有能適應小管徑，空間小，路徑長等優勢。

2.2.5 監控系統

傳統的檢測設備為PIG，依靠管內流體的流動作為驅動力，無法自主控制速度和方向。隨著科學技術的發展，電子以及通訊信息傳播，GIS 技術和圖形處理技術的日漸成熟，監控的手段和便捷性得到了較大提高，根據安裝在爬行器上的鏡頭及燈光裝置，可通過有線方式或者無線電傳輸實時數據反饋接收器，通過軟件系統進行視頻處理，操作人員可根據可視化屏幕進行遠程控制清淤機頭的相關控件，調整清淤的速度和角度，同時還可以了解管道的破損情況，以便及時作出應對措施。將所得的視頻數據可進行數字化存儲，為后續管道管理及使用提供參考，使得管道清淤朝著更加智能方向應用。

3 結語

目前國內管道清淤普遍還是采用的是傳統清淤方式，隨著科學技術的發展和提高，排水管清淤方式也趨于智能化、自動化，對機械、人工智能和通訊連接技術有一定的依賴性。從傳統清淤發展到自動化清淤必然要經歷半智能清淤方式，對半智能清淤方式的思考、應用和改進，顯得尤為重要。半智能清淤方式不僅可以避免傳統清淤技術帶來的弊端，還可以對未來城市的發展、社會的進步和環境的保護產生巨大影響。