空气提升水下清淤施工工法

摘要

本发明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。

主权项

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，经复核无误后就形成完整的能直接指导测量施工的坐标、高程控制网体系，并形成文字记录；②控制点测设：首先项目部对测量控制点进行复核，再根据设计部门提供的水准点进行施工用临时水准点的加密，临时水准点设置于使用范围外并检查临时水准点是否坚固稳定，施工期间每隔三个月对其进行复核；现场、使用的平面控制点及高程控制点在施工过程中每三个月复测一次；（m）清淤基面测量验收：采用竹竿取样的验收方式，首先将竹竿深至水底，竹竿底端有淤积物进入，然后现场打开该竹竿，若不流动的淤积物不超过300mm，则视为验收合格；否则对该取样位置进行加密检测，不合格的位置进行二次清淤直至验收合格；现场取样按每10m一个断面进行，每个断面3个点；并将验收结果上报监理工程师，完成本工程验收。