一種用于海洋測繪工程清淤疏浚裝置的研究

何泳成，段春磊，冼業(yè)劍

（1.廣州強信勘察測繪工程有限公司，廣州510800；2.廣東省地質(zhì)測繪院，廣州510800）

1 引言

海洋測繪工程清淤疏浚是非常復雜而系統(tǒng)的工程， 涉及多方面的內(nèi)容，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)質(zhì)量問題，造成的影響和損失都是不可估量的。 為此，相關(guān)人員應全面把握清淤疏浚的關(guān)鍵技術(shù)要點，及時恢復海洋、河道系統(tǒng)的功能，使海洋、河道能夠充分發(fā)揮其作用。

2 清淤疏浚行業(yè)前景

我國清淤疏浚市場行業(yè)的發(fā)展已有近百年歷史，影響力從弱小到強大，成為獲得國際認可的疏浚市場行業(yè)大國。 現(xiàn)階段清淤疏浚工程包括以下4 種類型：基建疏浚、維護疏浚、吹填疏浚、環(huán)保疏浚。 為不斷發(fā)展和壯大行業(yè)市場，國內(nèi)企業(yè)、單位將在清淤疏浚行業(yè)中繼續(xù)整合自身資源，加快清淤疏浚設(shè)備的研發(fā)以及專門的技術(shù)人才培養(yǎng)。在業(yè)務(wù)整體結(jié)構(gòu)上實行原有業(yè)務(wù)橫向拓展，新業(yè)務(wù)縱向延伸，將從原來單一、較少的清淤疏浚業(yè)務(wù)市場延伸至各個行業(yè)領(lǐng)域，這就需要大量的設(shè)備和專門的技術(shù)人才[1]，并在一定程度上充分利用清淤疏浚設(shè)備。

3 清淤疏浚行業(yè)現(xiàn)狀

清淤疏浚工程屬于基礎(chǔ)性建設(shè)，對于農(nóng)田水利建設(shè)、水系綜合治理、吹填造陸、提高港口運航能力以及水下埋設(shè)管道具有重要的意義。 隨著航道、港口、農(nóng)田水利、沿海城市的發(fā)展，疏浚市場行業(yè)領(lǐng)域也得到了較大程度的延伸， 從以往的港口航道疏浚及維護、江河湖泊治理和水利設(shè)施興建等，先后拓展至農(nóng)田水利與水庫建設(shè)、維護、國防工程建設(shè)、環(huán)境保護[2]、吹填造陸等領(lǐng)域。

因國內(nèi)的河道、湖泊等水質(zhì)污染較嚴重[3]，環(huán)境保護疏浚在中國剛剛起步，想要達到西方國家的環(huán)保水平，還需很長的時間，因此，環(huán)境保護疏浚的市場需求空間很大。 疏浚工程業(yè)務(wù)的持續(xù)發(fā)展也使得其市場行業(yè)容量穩(wěn)步增長， 在經(jīng)濟發(fā)展中的地位和重要性日益提高， 疏浚行業(yè)市場已成為世界沿海各國和海上運輸大國不可或缺的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)之一。 疏浚工程是疏浚業(yè)務(wù)的傳統(tǒng)領(lǐng)域， 現(xiàn)階段主要應用于沿海港口航道的疏浚、治理及維護；江河湖泊治理及農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)及維護等方面。 我國清淤疏浚市場行業(yè)在經(jīng)過自身整合后，淘汰了不合格企業(yè)，并隨著居民消費觀念的轉(zhuǎn)變和消費需求的提升，清淤疏浚行業(yè)市場依舊保持增長趨勢，未來必定會向高品質(zhì)、高質(zhì)量的方向發(fā)展，呈現(xiàn)多品種、多元化等新趨勢。

4 疏浚裝置背景技術(shù)

海洋測繪是以海洋水體和海底為對象所進行的測量和海圖編制工作，隨著電子計算機和計算技術(shù)的開發(fā)、應用，海洋測繪工作逐步由手工方式向自動化方向轉(zhuǎn)化， 疏浚工程是指采用挖泥船或其他機具以及人工進行水下挖掘， 為拓寬和加深水域而進行的土石方工程， 疏浚工程的挖槽設(shè)計應力圖通過改變河道水流幾何邊界，引起水流內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，使得新形成的水流結(jié)構(gòu)不但可以保證泥沙不再淤積在航道內(nèi)， 而且能將進入挖槽內(nèi)的泥沙輸送到下深槽中，維持航道穩(wěn)定。

但是，由于淤泥中含有大量水分和垃圾，增加淤泥質(zhì)量和體積，現(xiàn)有的清淤疏浚裝置不能將淤泥中水分擠出，不能將成團垃圾粉碎，增加了船體往返次數(shù)，加大了能耗，降低了工作效率。

5 裝置整體結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

針對上述問題， 本文提出發(fā)明一種用于海洋測繪工程用清淤疏浚裝置，其設(shè)計圖如圖1～圖6 所示。

圖1 結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

圖2 固定架與第一粉碎輥連接結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 固定架剖視圖

圖4 過濾箱剖視圖

圖5 圖4 中A 部分結(jié)構(gòu)放大圖

圖6 圖4 中B 部分結(jié)構(gòu)放大圖

6 工作原理

參照圖1～圖6，在使用時，將固定板1 固定安裝在船體上，啟動抽泥泵3，則淤泥由輸入管4 到達輸出管5，最終由出輥8 和第二粉碎輥9 轉(zhuǎn)動， 則淤泥到達固定架7 內(nèi)部后被第一粉碎輥8 和第二粉碎輥9 粉碎， 之后落入到過濾箱11 內(nèi)部，啟動真空泵19，粉碎后的淤泥依次經(jīng)過第一過濾網(wǎng)14 和第二過濾網(wǎng)16 過濾， 真空泵19 使過濾箱11 內(nèi)部產(chǎn)生低壓，提高過濾效率，固體被截留在第一過濾網(wǎng)14 和第二過濾網(wǎng)16頂部，過濾出的水分留在過濾箱11 內(nèi)部，之后定期排出，第一過濾網(wǎng)14 和第二過濾網(wǎng)16 便于拆卸， 通過將淤泥中垃圾粉碎，并將淤泥進行過濾，將淤泥中水分擠出，減小淤泥質(zhì)量和體積，減少船體往返次數(shù)，降低能耗，提高工作效率。

參照圖1，在使用時，將吸泥罩31 放到淤泥頂部，配重塊32 帶動吸泥罩31 沉入淤泥內(nèi)部，便于吸泥，將液壓桿29 輸出端下移，則支撐板28 帶動硬管27 下移，同時支撐板28 在固定塊2 一側(cè)向下滑動，則使吸泥罩31 下移，便于調(diào)整吸泥罩31 高度，提高吸泥效率。

7 技術(shù)優(yōu)勢

本裝置采用國內(nèi)先進的技術(shù)， 具有勞動強度小、 機動靈活、生產(chǎn)效率高、資金占用少、資源消耗低的特點，且具備以下4 項優(yōu)勢：

1）設(shè)計優(yōu)化，自動化水平高，在產(chǎn)品質(zhì)量水平上相對其他生產(chǎn)技術(shù)性能費用比優(yōu)越，結(jié)構(gòu)合理、占地面積小、功能齊全、運行費用低、使用壽命長；

2）具備良好的技術(shù)適應性，能保證最高挖泥效率和挖掘產(chǎn)量；

3）技術(shù)路線簡潔，方便技術(shù)人操作及維護；

4）裝置投資和生產(chǎn)成本較低，具有較強的經(jīng)濟合理性。

8 發(fā)展方向

清淤疏浚設(shè)備經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)有了長足的進步，在未來的清淤疏浚設(shè)備的發(fā)展上有幾點建議：自動化程度要高，盡可能減少輔助人員，一人即可操作甚至實現(xiàn)全自動；環(huán)保方面要注意減少對水體的污染；清淤疏浚設(shè)備要具有低功耗、易操作、功能齊全、用途廣泛等特點，不僅能對河道、港口等淤泥、污物有收集作用，而且在一些港口淺灘、河底的坡面能夠修坡；對清除水下淤泥有實時監(jiān)控；對魚類等水生動植物的保護等。 相信未來經(jīng)過本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的努力，高效、環(huán)保、快捷、實用性強的清淤疏浚設(shè)備會更多地涌現(xiàn)出來，為構(gòu)建清淤疏浚行業(yè)新發(fā)展格局，推動市場高質(zhì)量發(fā)展做出更大貢獻。

9 結(jié)語

本文根據(jù)海洋、港口、河道清淤疏浚特點，提出了一種全新型的清淤疏浚設(shè)備，并具有高效、快捷、環(huán)保、多用途、輕量化等特點，使用中取得了良好的清淤疏浚效果，符合當前發(fā)展的實際要求，對于提升海洋、港口、江河湖泊、河道的整體功能，保護環(huán)境、保護水質(zhì)等具有重要意義。 同時也為將來的清淤疏浚工程的順利推進提供技術(shù)支持。