河道疏浚、码头清淤、排洪沟清淤

河道疏浚清淤时,一般泥浆较稀,流动性很好,所以不需要额外造浆,可将小型排沙潜水泵直接吊入水中抽泥沙浆,也可将矿用立泵坐到船上,下接带底阀滤网的吸水软管,将底阀滤网放入水中抽泥沙浆。对于比较粘稠的工况,也可一边用水枪冲水稀释,一边用泵排出。

烟台打捞局采用SQ160-35 37kW 排沙潜水泵 SQ170-50 55kW排沙潜水泵直接放入水中抽沙清淤。

贵州华电清镇发电有限公司中排洪沟清淤项目中,400m长排水渠,深5m,宽5m,水深2m,淤泥深1.5-1.6m,要将排洪沟中的淤泥排到400米远的地方。选用KL100-50 37kW 矿用立泵 放置在岸上的小车中,矿用立泵下接15米长的吸水软管,与吸水软管相连的底阀滤网放置到水中吸泥浆。底阀上有连接绳子的圆环,栓上两根绳子,分别固定在排水沟的两岸,这样两岸的人分别拽绳子来移动管路和底阀滤网,方便清淤。

使用时,用户反映水泵空转不吸水。这个问题很多用户都碰到过,主要原因是不懂如何灌泵启动:首先要关闭出水管闸阀(没闸阀无法灌泵启动),其次要保证吸水管和底阀不漏水(不漏气),还有要保证吸水管在吸水口顺直往下(不能中间突起老高),这样灌泵时才能将吸水管灌满,才能保证吸水管内没有空气,泵腔全部灌满水之后启动,运行平稳后再慢慢打开出水闸阀排水清淤。

用户将上述问题一一解决之后,仍反应不出水。技术人员到现场后发现实际工况与当初设计工况不一致,水深只有0.2米左右,底下不是淤泥,是有些板结的泥沙,深大约1米多,流动性很差,人可以站在上面,直接用吸水滤网吸根本吸不上来。为了排沙,人工挖了个很小的沙坑,将底阀滤网放进去刚刚淹没滤网。这款泵额定流量是100立方/小时,在低扬程时流量可达到200多立方/小时(相当于3立方/分钟),水量非常大,一个不到一米直径的小水坑,一开泵水就吸光了,无水供应,当然发生吸空现象。

最终解决方案:用高压水枪向沉积的泥沙层冲水搅拌,人工造浆;加大供水量;关小出水闸阀,减少排水量;先将矿用立泵放置在岸上,将底阀滤网放入水坑中吸沙;沟底清理出一片空间后,再将矿用立泵放入排洪沟中清理好的区域工作。矿用立泵下接15米长的吸水软管,其吸水直径可达30米,400米的沟渠大约移动15次泵即可解决问题。这样安装与之前安装的相比,每次移动泵时需要用吊车,这样用的好处是,矿用立泵一大半被淹在水下,无需灌泵,可直接启动;移动滤网时允许拎处水面移动,同样如果吸水滤网堵了也可以将滤网直接拎处水面清理即可,由于矿用立泵允许空转,所以不用停泵,滤网清理干净后放入水中后,矿用立泵即可恢复正常工作,不用每次都停泵灌泵,节省了大量的时间,提高工作效率。最终顺利完成排洪沟清淤项目。

 

上海航道局在上海大洋山港深水码头施工阶段,遇到这样的问题:码头外围海底的泥沙可用大型挖沙船挖走,清理出航道,但码头周围,挖沙船难以顾及的地方泥沙很难处理。水深在10~20米,用船上的渣浆泵很难吸上来。选用排沙潜水泵,配上辅助设备可以下潜到很深的海底,再配备水力搅拌器,就可以解决这个问题。

 

用排沙潜水泵在河道、海里深水抽沙、清淤(20~40米),除了潜水电泵潜没深度问题(可采用气压平衡、空气密封、平衡式机封等多种措施解决),还存在造浆问题。将固态沉积的泥沙搅拌起来,形成相对均匀的泥沙浆,这个过程工艺叫造浆。这里的造浆问题表现在排沙的浓度忽高忽低,平均浓度较低。烟台打捞局、上海航道局在直接使用排沙潜水泵抽沙清淤时都碰到了这个问题。造浆问题在很多采沙、清淤工程中都遇到过,只不过一般工程水不深,地面造浆相对较容易,可由人工直接控制。在深水中就不好解决,为此我们也投入了很多精力进行研究:

1、 超大流量的沙泵抽沙清淤时,不需要造浆,其超大的流量在吸水口形成巨大的吸力,能使附近的泥沙快速吸过来。例如:韩国吸沙船用的沙泵吸水口直径大约1米左右,流量达到 3000m3/h,抽这样一船沙子大约1~2个小时即可完成。

 

水泵吸水口最大负压理论上等于1个大气压,1标准大气压=100kPa=101325 N/㎡。

直径1米的吸水口最大吸力=8116kgf,也就是说最大能产生8吨的吸力,大石头都可以吸过来。此外,大流量的泵工作时在吸水口附近会产生很大的漩涡,增加了吸沙的效果。

直径0.4米的吸水口最大吸力1.3吨,匹配的沙泵流量大约500m³/h。

直径0.3米的吸水口最大吸力720kg,匹配的沙泵流量大约300m³/h。

直径0.25米的吸水口最大吸力500kg,匹配的沙泵流量大约200m³/h。

直径0.125米的吸水口最大吸力125kg,匹配的沙泵流量大约50m³/h。

可以看出,流量越大,吸沙效果越好。但是这么超大的流量需要配备超大功率电机,例如:流量3000m³/h,扬程30米,KL3000-30 矿用立泵需要配710kW 6000V的高压电机。这需要配备大功率发电机组和相应的管路、阀门、吊装等设施。对于一般的抽沙、清淤工程来讲,成本太高,设备太大、太重,操作也不太方便。

 

2、某些清理水池使用的小型潜水泥浆泵带有搅拌轮,工作时可以产生轴向水流,将池底少量 的淤泥搅起,再用泵排走,也不用额外增加用高压水冲水搅拌。现在部分排沙潜水泵也增加了搅拌轮,在某些工况下,可以改善叶轮吸水口液流形态或清理滤网上吸附的泥沙,减少堵泵现象的发生。但是依靠这么小的搅拌轮产生的轴向水流把水底的泥沙都搅起来,是不现实的,而且,外露的搅拌轮很容易被石子卡主,而且会将石子、沙粒打得四处飞溅,不仅水泵容易坏,而且不安全。

 

 

3、 外置机械搅拌设施常见于浆体输送等高浓度造浆工艺。

上海航道局林总工根据国外的文献资料,设计了液压铰刀辅助搅拌系统(见左下图)。用我单位的SQ28-35 7.5kW 排沙潜水泵和SQ220-22 30kW 排沙潜水泵在不同的工况分别做了实验。实际排沙效果受到铰刀的转数、铰刀与沙泵吸水滤网之间的距离、高差,以及沙泵的流量大小、现场工况条件等很多因素的影响,实际操作时需不断调整,否则达不到效果,使用比较复杂,而且造价太高。

刘家峡水库沉积的泥沙板结的比较厉害,水库抽沙时吸不上来,采用打桩拔桩的工艺。(如右图)所示,用锤砣将带孔的桩管打入沙中,再拔起,反复操作,同时经过锤砣的振动和注水泵的冲水搅拌,将周围泥沙打散,再关闭注水泵的阀门,用沙泵抽沙。

 

 

4、水力搅拌造浆。这是所有采沙清淤工程中最常用的工艺。海滩、河边、尾砂库采沙,一般用三脚架将沙泵吊到水坑里,再用高压水枪将周围的泥沙冲到水坑中冲散,搅拌成沙浆用沙泵排走。水底采沙时,由于不好操作,一般在吸水滤网上加冲水装置。相对于没有冲水搅拌时吸沙效果有所改善,尤其是对较松散的淤泥效果非常明显。如果泥沙板结的厉害,吸沙效果就没多大变化。

 

 

天津一航局在赤道几内亚海底清淤泥项目中,船上现有发电机功率75kW与50kW,采用SQ220-30 45kW 排沙潜水泵和SQ140-30 30kW 排沙潜水泵放入20~30米深的海底清淤。排沙潜水泵增加了气压平衡装置,用向电机腔内增加压缩空气的方法来平衡电机腔内外的压力差。采用了这种措施后,成功地使得排沙潜水泵潜没30米深的水下工作。除此之外,为了增加吸沙浓度,泵底增加喷水冲沙,外罩直径1米的大滤网可有效防止沙泵被坍塌的泥沙埋住,相当于加装了整体的水力搅拌器。实际使用效果非常好,天津一航局连续几年购买该产品,在南海抽沙填岛的项目中,又用同规格的排沙潜水泵进行投标。

沪ICP备07037467号 访问人数:
AmazingCounters.com