空气提升水下清淤施工工法制造技术

本发明专利技术公开了空气提升水下清淤施工工法，包括如下步骤：（a）淤积物勘测分类；（b）清淤系统设计；（c）清淤系统加工；（d）施工准备；（e）清淤主管安装；（f）供气系统组装；（g）潜水设备组装；（h）高压水系统布置；(i)清淤系统试运行；（j）淤积物抽排；（k）淤积物处理；（l）测量控制；（m）清淤基面测量验收。本发明专利技术空气提升水下清淤系统需要的设备少，设备体积小，系统的配置和布置相对比较简单，适合于水库、电站、水工构建物等特定区域的清淤工作，搬运方便，适用范围广；同时能够较快投入使用，具有即装即用的特点，不受水面构建物的干扰。

【技术实现步骤摘要】
空气提升水下清淤施工工法
本专利技术涉及一种水下清淤的施工工法，特别是空气提升水下清淤施工工法。
技术介绍
我国幅员辽阔，河道、水库、电站等众多，它们都为我们生活的血脉担负着饮用、泄洪、排涝、旅游、航运、发电等不同功能。但是泥沙随水流汇集到河道、水库中常形成淤积物，淤积物容易造成河道堵塞，严重影响河道的使用功能。为减缓淤积，延长水库寿命，传统的清淤方法通常采用机械开挖，机械开挖需要配备大型的开挖设备。实际使用过程中，机械开挖在特定区域包括水库、电站、水工构建物内，无法展开工作，大型开挖设备无法进入；同时水深较大处，开挖设备清淤效率较低，常出现清淤不彻底，费时费力。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供空气提升水下清淤施工工法，主要是利用压缩空气在水下密闭管道内上升减压过程中形成负压，将清淤系统底部的淤积物随水流提升至管口排出，达到对淤积物的搬移清除之目的的一个系统，正常情况下，它需要根据清淤对象的颗粒状态和清理对象不同，选择随机高压水枪或潜水员配合扰动水底淤积物以提高清淤的工作效率。本施工工法在深水处，由于水压增大，压缩空气释放减压过程中产生的负压将更加有利于水下清淤，因此能够实现在深水处有效清淤施工。同时本施工工法能够有效将需要清理的杂物、淤积物按照预定的要求搬移、清理掉，因此，整个系统还有在很多特殊场合使用的特殊作用和意义。为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：空气提升水下清淤施工工法：其特征在于包括如下步骤：（a）淤积物勘测分类：对清淤区域内的淤积物进行勘测，首先采用潜水员人工潜水方法勘测，对区域内的淤积物进行分类并记录，记录内容包括有：淤积物量，淤积物种类，淤积物粒径范围等，得到淤积物勘测记录表；然后将γ-射线密度仪及相关的仪器设备搬运至勘测船上，将相关仪器设备与γ-射线密度相连接；连接完成后，深入水中，逐点向下测量，勘测最大清淤深度，水底各点的压力等并记录；（b）清淤系统设计：首先确定清淤设备，包括有：沉船、集渣船、空气提升清淤主管、压缩空气输送管路、压缩空气控制分配阀、压缩空气储气罐、空压机、潜水供气空压机、多级高压水泵、高压水枪、压缩空气混流箱、起重设备；然后结合淤积物勘测记录表，确定清淤设备的型号、口径等，并设计清淤设备安装图纸，得到初步清淤系统；（c）清淤系统加工：组织工程监理、相关负责人等针对初步清淤系统进行讨论加工，对不当之处进行调整得到完善的清淤系统；（d）施工准备：施工人员熟悉图纸及施工要求；相关负责人根据施工组织设计中的施工人员、施工机械设备及物资材料等进行组织调遣；组织清淤设备保养、维修、租凭等工作，为工程顺利实施做好充分的物质准备；将施工设备运送至沉船上并在沉船上搭建施工平台；根据淤积物勘查记录表，对集渣船进行改装布置，做到集渣船结构满足储存及运输淤积物的要求；（e）清淤主管安装：根据工程设计要求，选择合适的清淤主管，清淤主管上端为排放口，下端为吸淤口，清淤主管采用法兰连接；清淤主管的长度根据最大工作水深和排放口位置确定，清淤主管口径根据淤积物的最大粒径确定；然后对清淤主管管壁进行开孔作业，该孔为排气孔，开孔位置设在清淤主管的吸淤口端，排气孔孔径和数量根据清淤主管的口径和空压机的排量而定，排气孔沿管壁四周均匀布置；待管壁开孔结束后，将混流箱通过固定连接件焊接到主管开孔部位的外侧，因此混流箱与管壁之间形成混流室；同时根据工程设计要求，在混流箱上布置相应数量的接口，接口用于接通供气管路，安装完成后存放于施工平台上；（f）供气系统组装：供气系统包括有：压缩空气输送管路、压缩空气控制分配阀、压缩空气储气罐及空压机，将供气系统存放于施工平台上；采用空压机生成压缩空气，空压机的排气量根据清淤主管的口径而定，空压机的供气压力根据水深而定：口径在200～250mm的清淤主管，配套空压机的排气量在6～10M3/min；口径在250～300mm的清淤主管配套空压机的排气量在12～20M3/min；口径在300～500mm的清淤主管配套空压机的排气量在60～100M3/min；空压机的供气压力在0.7～1.5Mpa；空压机经压缩空气输送管路连接压缩空气储气罐，压缩空气储气罐上出口处同样连接压缩空气输送管路，该空气输送管路为供气管路，并在该供气管路上安装分配阀，分配阀控制压缩空气的排入量；该供气管路的末端连接在混流箱的接口处，供气管路的数量与混流箱的接口数量一致；连接完成后，先借助沉船将供气系统与清淤主管运送至清淤位置，再依靠起重设备将清淤主管架至水底，吸淤口朝下对准淤积物，排放口对准集渣船并保持；（g）潜水设备组装：潜水设备包括潜水供气空压机和通气管，潜水供气空压机安装于施工平台上，并检查安装是否安装稳固，通气管与供气空压机相通，通气管为潜水员提供空气；（h）高压水系统布置：高压水系统包括高压水枪和多级高压水泵，多级高压水泵安装于施工平台上，并且靠近潜水供气空压机，然后检查是否安装稳固；高压水枪连接于多级高压水泵上；(i)清淤系统试运行：首先开启空压机生成压缩空气，压缩空气储存至压缩空气储存罐内，同时潜水人员穿上潜水服，潜水服连接通气管并架起高压水枪，潜水员进入水底至清淤位置并开启潜水供气空压机；然后开启控制分配阀，清淤主管开始抽取淤积物，潜水员根据实际清淤情况，示意施工人员开启高压水泵，采用高压水枪对淤积物进行水下冲扰，根据实际冲扰情况合理调整冲扰位置，辅助清淤工作；试运行期间每隔5min调节分配阀，改变供气量，潜水员将实际清淤情况反馈给施工人员，同时施工人员检查各设备的工作情况；试运行期间施工人员记录所有过程，若试运行期间各设备运行状况良好，清淤稳定，则进行下一道工序，否则检查问题所在并解决，解决后，方能进行下一道工序；（j）淤积物抽排：首先开启空压机生成压缩空气，压缩空气储存至压缩空气储存罐内，同时潜水人员穿上潜水服，潜水服连接通气管并架起高压水枪，潜水员进入水底至清淤位置并开启潜水供气空压机；然后开启控制分配阀，分配阀调节至最理想的位置，此时压缩空气经供气管路进入混流室；压缩空气在混流室内挤压后经排气孔进入清淤主管内，由于压缩空气压强大于大气压，清淤主管内的压缩空气逐渐上升；上升过程中，清淤主管内形成负压，清淤系统底部的淤积物随水流进入吸淤口并逐渐提升至排放口，最后到达集渣船内，同时根据潜水员反馈的信息，借助起重设备合理调整清淤主管位置；潜水员根据实际清淤情况，示意施工人员开启高压水泵，采用高压水枪对淤积物进行水下冲扰，根据实际冲扰情况合理调整冲扰位置，辅助清淤工作；清淤过程中，如果出现堵塞，采取闭气重开的方法消除堵塞；区域内清淤完成后，关闭各设备，借助起重设备及沉船将清淤系统移至未清淤区域，然后重复上述清淤过程直至完成工程范围内的清淤工作；（k）淤积物处理：在清淤工作工程中，集渣船上的淤积物逐渐增多，当淤积物的重量达到集渣船的额定承受重量时，首先停止清淤作业，再将集渣船运送至指定的淤积物处理点进行倾倒，然后回到清淤处继续工作；如此循环往复直至完成工程范围内的清淤工作；（l）测量控制：①建立测量控制网：根据设计道路总平面图及施工现场地理环境等因素综合考虑，合理布设测量控制桩；控制桩布好后再依据建设单位提供的坐标、高程控制点，将布设的导线控制点的坐标、高程测量出来，经复核无误后就形本文档来自技高网...

【技术保护点】
空气提升水下清淤施工工法：其特征在于包括如下步骤：（a）淤积物勘测分类：对清淤区域内的淤积物进行勘测，首先采用潜水员人工潜水方法勘测，对区域内的淤积物进行分类并记录，记录内容包括有：淤积物量，淤积物种类，淤积物粒径范围等，得到淤积物勘测记录表；然后将γ‑射线密度仪及相关的仪器设备搬运至勘测船上，将相关仪器设备与γ‑射线密度相连接；连接完成后，深入水中，逐点向下测量，勘测最大清淤深度，水底各点的压力等并记录；（b）清淤系统设计：首先确定清淤设备，包括有：沉船、集渣船、空气提升清淤主管、压缩空气输送管路、压缩空气控制分配阀、压缩空气储气罐、空压机、潜水供气空压机、多级高压水泵、高压水枪、压缩空气混流箱、起重设备；然后结合淤积物勘测记录表，确定清淤设备的型号、口径等，并设计清淤设备安装图纸，得到初步清淤系统；（c）清淤系统加工：组织工程监理、相关负责人等针对初步清淤系统进行讨论加工，对不当之处进行调整得到完善的清淤系统；（d）施工准备：施工人员熟悉图纸及施工要求；相关负责人根据施工组织设计中的施工人员、施工机械设备及物资材料等进行组织调遣；组织清淤设备保养、维修、租凭等工作，为工程顺利实施做好充分的物质准备；将施工设备运送至沉船上并在沉船上搭建施工平台；根据淤积物勘查记录表，对集渣船进行改装布置，做到集渣船结构满足储存及运输淤积物的要求；（e）清淤主管安装：根据工程设计要求，选择合适的清淤主管，清淤主管上端为排放口，下端为吸淤口；清淤主管的长度根据最大清淤水深和排放口位置确定，清淤主管口径根据淤积物的最大粒径确定；然后对清淤主管管壁进行开孔作业，该孔为排气孔，开孔位置设在清淤主管的吸淤口端，排气孔孔径和数量根据清淤主管的口径和空压机的排量而定，排气孔沿管壁四周均匀布置；待管壁开孔结束后，将混流箱通过固定连接件焊接到主管开孔部位的外侧，因此混流箱与管壁之间形成混流室；同时根据工程设计要求，在混流箱上布置相应数量的接口，接口用于接通供气管路，安装完成后存放于施工平台上；（f）供气系统组装：供气系统包括有：压缩空气输送管路、压缩空气控制分配阀、压缩空气储气罐及空压机，将供气系统存放于施工平台上；采用空压机生成压缩空气，空压机的排气量根据清淤主管的口径而定，空压机的供气压力根据水深而定：口径在200～250mm的清淤管，配套空压机的排气量在6～10M3/min；口径在250～300mm的清淤主管配套空压机的排气量在12～20M3/min；口径在300～500mm的清淤主管配套空压机的排气量在60～100M3/min；空压机的供气压力在0.7～1.5Mpa；空压机经压缩空气输送管路连接压缩空气储气罐，压缩空气储气罐上出口处同样连接压缩空气输送管路，该空气输送管路为供气管路，并在该供气管路上安装分配阀，分配阀控制压缩空气的排入量；该供气管路的末端连接在混流箱的接口处，供气管路的数量与混流箱的接口数量一致；连接完成后，先借助沉船将供气系统与清淤主管运送至清淤位置，再依靠起重设备将清淤主管架至水底，吸淤口朝下对准淤积物，排放口对准集渣船并保持；（g）潜水设备组装：潜水设备包括潜水供气空压机和通气管，潜水供气空压机安装于施工平台上，并检查安装是否安装稳固，通气管与供气空压机相通，通气管为潜水员提供空气；（h）高压水系统布置：高压水系统包括高压水枪和多级高压水泵，多级高压水泵安装于施工平台上，并且靠近潜水供气空压机，然后检查是否安装稳固；高压水枪连接于多级高压水泵上；(i)清淤系统试运行：首先开启空压机生成压缩空气，压缩空气储存至压缩空气储存罐内，同时潜水人员穿上潜水服，潜水服连接通气管并架起高压水枪，潜水员进入水底至清淤位置并开启潜水供气空压机；然后开启控制分配阀，清淤主管开始抽取淤积物，潜水员根据实际清淤情况，示意施工人员开启高压水泵，采用高压水枪对淤积物进行水下冲扰，根据实际冲扰情况合理调整冲扰位置，辅助清淤工作；试运行期间每隔5min调节分配阀，改变供气量，潜水员将实际清淤情况反馈给施工人员，同时施工人员检查各设备的工作情况；试运行期间施工人员记录所有过程，若试运行期间各设备运行状况良好，清淤稳定，则进行下一道工序，否则检查问题所在并解决，解决后，方能进行下一道工序；（j）淤积物抽排：首先开启空压机生成压缩空气，压缩空气储存至压缩空气储存罐内，同时潜水人员穿上潜水服，潜水服连接通气管并架起高压水枪，潜水员进入水底至清淤位置并开启潜水供气空压机；然后开启控制分配阀，分配阀调节至最理想的位置，此时压缩空气经供气管路进入混流室；压缩空气在混流室内挤压后经排气孔进入清淤主管内，由于压缩空气压强大于大气压，清淤主管内的压缩空气逐渐上升；上升过程中，清淤主管内形成负压，清淤系统底部的淤积物随水流进入吸淤口并逐渐提升至排放口，最后到达集渣船内，同时根据潜水员...

【技术特征摘要】
1.空气提升水下清淤施工工法：其特征在于包括如下步骤：(a)淤积物勘测分类：对清淤区域内的淤积物进行勘测，首先采用潜水员人工潜水方法勘测，对区域内的淤积物进行分类并记录，记录内容包括有：淤积物量，淤积物种类，淤积物粒径范围，得到淤积物勘测记录表；然后将γ-射线密度仪及相关的仪器设备搬运至勘测船上，将相关仪器设备与γ-射线密度相连接；连接完成后，深入水中，逐点向下测量，勘测最大清淤深度，水底各点的压力并记录；(b)清淤系统设计：首先确定清淤设备，包括有：沉船、集渣船、空气提升清淤主管、压缩空气输送管路、压缩空气控制分配阀、压缩空气储气罐、空压机、潜水供气空压机、多级高压水泵、高压水枪、压缩空气混流箱、起重设备；然后结合淤积物勘测记录表，确定清淤设备的型号、口径，并设计清淤设备安装图纸，得到初步清淤系统；(c)清淤系统加工：组织工程监理、相关负责人针对初步清淤系统进行讨论加工，对不当之处进行调整得到完善的清淤系统；(d)施工准备：施工人员熟悉图纸及施工要求；相关负责人根据施工组织设计中的施工人员、施工机械设备及物资材料进行组织调遣；组织清淤设备保养、维修、租凭工作，为工程顺利实施做好充分的物质准备；将施工设备运送至沉船上并在沉船上搭建施工平台；根据淤积物勘查记录表，对集渣船进行改装布置，做到集渣船结构满足储存及运输淤积物的要求；(e)清淤主管安装：根据工程设计要求，选择合适的清淤主管，清淤主管上端为排放口，下端为吸淤口；清淤主管的长度根据最大工作水深和排放口位置确定，清淤主管口径根据淤积物的最大粒径确定；然后对清淤主管管壁进行开孔作业，该孔为排气孔，开孔位置设在清淤主管的吸淤口端，排气孔孔径和数量根据清淤主管的口径和空压机的排量而定，排气孔沿管壁四周均匀布置；待管壁开孔结束后，将混流箱通过固定连接件焊接到主管开孔部位的外侧，因此混流箱与管壁之间形成混流室；同时根据工程设计要求，在混流箱上布置相应数量的接口，接口用于接通供气管路，安装完成后存放于施工平台上；(f)供气系统组装：供气系统包括有：压缩空气输送管路、压缩空气控制分配阀、压缩空气储气罐及空压机，将供气系统存放于施工平台上；采用空压机生成压缩空气，空压机的排气量根据清淤主管的口径而定，空压机的供气压力根据水深而定：口径在200～250mm的清淤主管，配套空压机的排气量在6～10M3/min；口径在250～300mm的清淤主管配套空压机的排气量在12～20M3/min；口径在300～500mm的清淤主管配套空压机的排气量在60～100M3/min；空压机的供气压力在0.7～1.5Mpa；空压机经压缩空气输送管路连接压缩空气储气罐，压缩空气储气罐上出口处同样连接压缩空气输送管路，该空气输送管路为供气管路，并在该供气管路上安装分配阀，分配阀控制压缩空气的排入量；该供气管路的末端连接在混流箱的接口处，供气管路的数量与混流箱的接口数量一致；连接完成后，先借助沉船将供气系统与清淤主管运送至清淤位置，再依靠起重设备将清淤主管架至水底，吸淤口朝下对准淤积物，排放口对准集渣船并保持；(g)潜水设备组装：潜水设备包括潜水供气空压机和通气管，潜水供气空压机安装于施工平台上，并检查安装是否安装稳固，通气管与供气空压机相通，通气管为潜水员提供...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜骏骏，蔡伟，胡洋，刘旭，刘学应，
申请(专利权)人：杭州华能大坝安全工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33