李曉峰，趙 敏

（中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州 450000）

1 常規(guī)清淤方式

1.1 高壓水流清淤

這種清淤方式較為廣泛應(yīng)用，主要流程是用一臺(tái)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(duì)水流經(jīng)過(guò)加壓以后送水至射水噴頭，用射水噴頭將管道內(nèi)壁的雜物，淤泥進(jìn)行沖刷，將一些沉積在管道里面的雜物、沉積物順?biāo)鳑_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(lái)的沉積物進(jìn)行清除，同時(shí)管道中存在污泥，射水的過(guò)程中當(dāng)水流直射在淤泥和管壁上時(shí)，會(huì)對(duì)水管產(chǎn)生較大的反作用力，會(huì)使噴射管和噴射頭進(jìn)行跟沖刷方向相反方向的運(yùn)動(dòng)，就可以達(dá)到連續(xù)性作業(yè)的效果，采用這種方法對(duì)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(zhǎng)度不長(zhǎng)的部分，但是這種方法用水量較大，會(huì)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(guò)蓄水，積壓水的壓力，再通過(guò)瞬間排水，通過(guò)兩個(gè)步驟的不斷重復(fù)達(dá)到從而達(dá)到清淤的效果。目前這種清淤方式?jīng)_刷技術(shù)已成熟。蓄水過(guò)程是將管道的中的水流進(jìn)行攔截，也可采用人工灌入水，當(dāng)攔截水量滿足目前管道沖刷能力，達(dá)到規(guī)定要求，即可開(kāi)始排水操作，在攔截設(shè)施撤走的瞬間，積水此時(shí)是具有較大的勢(shì)能，對(duì)管道中的沉積物具有較好的沖刷作用，反復(fù)操作，達(dá)到較好的清淤效果。目前國(guó)內(nèi)的排水管道由于在使用中對(duì)排水過(guò)濾和對(duì)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(zhì)的阻擋，從而導(dǎo)致管道淤積，則蓄水沖刷就達(dá)不到想要的效果。

1.3 絞車清淤

絞車清淤先要用竹片穿過(guò)需要清理的管道，然后在另一側(cè)將穿過(guò)去的竹片從需要清淤的管道中拉拽出來(lái)，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(gè)絞車，將鋼絲系在絞車上，一般都是一個(gè)井段清淤一次，絞車安置在檢查井旁，采用絞車來(lái)回做往復(fù)運(yùn)動(dòng)使清淤工具將管道中的淤泥沉積物刮到下個(gè)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(nèi)淤積嚴(yán)重，對(duì)于淤積物粘實(shí)密實(shí)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(guó)內(nèi)使用較為廣泛。絞車清淤的缺陷是在井下穿竹片時(shí)需要人工完成，由于井下管道中環(huán)境較差，尤其是污水管道井下的環(huán)境極為惡劣，空氣質(zhì)量很差，對(duì)于翻動(dòng)積聚污泥還會(huì)排除有毒有害氣體，人工操作的時(shí)候會(huì)危害人體健康，更有可能會(huì)危及操作員的生命，增加安全事故風(fēng)險(xiǎn)。

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(wèn)題的地方根據(jù)實(shí)際情況采用新型科學(xué)技術(shù)代替或和科學(xué)技術(shù)組合，最大程度降低井下施工人員操作的危險(xiǎn)性，提高清淤效率及清淤的經(jīng)濟(jì)性，減少施工占道時(shí)間，為清淤提供一種新思路，新技術(shù)手段。技術(shù)操作流程包括：送風(fēng)→檢測(cè)→組合式清淤機(jī)頭下放→清淤施工→管道CCTV電視檢測(cè)→驗(yàn)收合格。

該技術(shù)所采用的組合式清淤機(jī)頭由四部分組成：高速旋轉(zhuǎn)切削系統(tǒng)、高負(fù)壓吸收系統(tǒng)、爬行系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)。整個(gè)清淤機(jī)頭工作系統(tǒng)是利用前緣電動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)銑刀旋轉(zhuǎn)切削，將積聚沉淀的污泥進(jìn)行切削和攪散，并將切削和攪散的污泥進(jìn)行泥水分離，留下泥漿，啟動(dòng)離心泵產(chǎn)生真空負(fù)壓，泥漿沿著吸泥管進(jìn)入泥漿泵吸入端，經(jīng)過(guò)泥漿泵的做功經(jīng)全封閉管道輸送（排距較長(zhǎng)超出額定排距后，適當(dāng)部分串接一定數(shù)量的中轉(zhuǎn)泵加壓輸送）至泥漿車或者泥漿收集池中，最終運(yùn)至污泥脫水設(shè)備（污泥深度脫水固化車），這種設(shè)備以其占用空間小，自動(dòng)化高，運(yùn)輸方便，操作簡(jiǎn)單，分離效果好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于管道泥漿類脫水，河道清淤淤泥脫水等。經(jīng)過(guò)這一步驟處理的淤泥可以正式外運(yùn)，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(tǒng)

2.2.1 高速切削系統(tǒng)

主電機(jī)為調(diào)速電機(jī)，調(diào)速范圍80～1 200轉(zhuǎn)/分，可根據(jù)淤積物的物質(zhì)類別調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)或者更換刀頭。淤泥在高速分散機(jī)刀片的高速轉(zhuǎn)動(dòng)作用下，使淤泥沉淀物上下劇烈翻動(dòng)，固體顆粒及纖維類組織與刀片產(chǎn)生碰擊和剪切，使聚集物體被破壞達(dá)到迅速分散、均質(zhì)混合，加速溶解成泥水混合物，從而形成泥漿，便于輸送。通過(guò)使用電動(dòng)馬達(dá)及銑刀的切削作用，有效地對(duì)罐內(nèi)沉積物進(jìn)行攪碎清理，效率高，便捷快速。

2.2.2 高負(fù)壓吸收系統(tǒng)

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

由于吸泥管口始終浸沒(méi)于污泥下，吸泥管內(nèi)的空氣被抽吸后，管內(nèi)氣體得不到補(bǔ)充而越來(lái)越稀薄，致使管內(nèi)壓力低于大氣壓力，泥漿在大氣壓力作用下，經(jīng)吸泥管進(jìn)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(nèi)壓力高于大氣壓力，污泥即在壓縮空氣的作用下，經(jīng)虹吸管排出罐外，通過(guò)軟管運(yùn)輸至地面。高負(fù)壓吸收系統(tǒng)利用大氣壓原理能夠有效降低能源消耗，節(jié)約成本。

2.2.3 泥水分離系統(tǒng)

泥水分離系統(tǒng)采用污泥深度脫水固化車，該車將所有設(shè)備固定在一個(gè)密閉的箱體內(nèi)，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(jìn)的要求，可以運(yùn)載污泥處理設(shè)備上路行駛，實(shí)現(xiàn)了污泥固化處理的移動(dòng)式作業(yè)，該設(shè)備結(jié)合污泥深度處理固化裝置和行車移動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)動(dòng)靈活，操作方便靈活，并且整個(gè)處理過(guò)程保持連續(xù)作業(yè)而非間歇作業(yè)。

污泥進(jìn)入到泥水分離系統(tǒng)主要通過(guò)物理方法和化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)泥水分離，淤泥通過(guò)泥漿管進(jìn)入泥水分離裝置中后，先通過(guò)脫水振動(dòng)篩，將大顆粒雜物篩分出來(lái)，含有小顆粒的污水進(jìn)入污水箱，大顆粒通過(guò)篩分后進(jìn)入螺旋輸送機(jī)內(nèi)，輸送到運(yùn)泥車中，此方法通過(guò)淤泥內(nèi)雜物不同粒徑，利用脫水振動(dòng)篩，實(shí)現(xiàn)雜物、雜質(zhì)與泥水的分離，經(jīng)振動(dòng)篩初步過(guò)濾后的泥水進(jìn)入污水箱內(nèi)，再通過(guò)污水泵加壓抽送至泥水分離機(jī)內(nèi)，未經(jīng)處理的污泥，顆粒細(xì)小，常規(guī)的篩分方法無(wú)法做到泥水分離，固化劑通過(guò)離子交換、聯(lián)結(jié)、包裹、凝膠等多重作用，與黏粒表面產(chǎn)生較大分子力，形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的泥團(tuán)，同時(shí)水從泥團(tuán)內(nèi)析出，最終達(dá)到泥水分離的作用。

2.2.4 爬行系統(tǒng)

爬行器的選型、改良采用模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)不同工況，不同形狀的排水管道，如管涵、箱涵、橢圓涵，針對(duì)不同材質(zhì)的管道，如鋼筋混凝土管、鋼制管、化學(xué)建材管等選裝不同類型驅(qū)動(dòng)方式，比如：流動(dòng)式、輪式、履帶式、腹壁式、行走式、蠕動(dòng)式、螺旋驅(qū)動(dòng)式、蛇形式、空氣動(dòng)力式等，通過(guò)電纜或者無(wú)線電遙控技術(shù)，對(duì)爬行器的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向、停止、掉頭、速度調(diào)節(jié)等操作，通過(guò)安裝鏡頭實(shí)時(shí)了解管內(nèi)情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視，使得管道清淤更加高效智能。爬行器具有能適應(yīng)小管徑，空間小，路徑長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)。

2.2.5 監(jiān)控系統(tǒng)

傳統(tǒng)的檢測(cè)設(shè)備為PIG，依靠管內(nèi)流體的流動(dòng)作為驅(qū)動(dòng)力，無(wú)法自主控制速度和方向。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子以及通訊信息傳播，GIS 技術(shù)和圖形處理技術(shù)的日漸成熟，監(jiān)控的手段和便捷性得到了較大提高，根據(jù)安裝在爬行器上的鏡頭及燈光裝置，可通過(guò)有線方式或者無(wú)線電傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋接收器，通過(guò)軟件系統(tǒng)進(jìn)行視頻處理，操作人員可根據(jù)可視化屏幕進(jìn)行遠(yuǎn)程控制清淤機(jī)頭的相關(guān)控件，調(diào)整清淤的速度和角度，同時(shí)還可以了解管道的破損情況，以便及時(shí)作出應(yīng)對(duì)措施。將所得的視頻數(shù)據(jù)可進(jìn)行數(shù)字化存儲(chǔ)，為后續(xù)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(yīng)用。

3 結(jié)語(yǔ)

目前國(guó)內(nèi)管道清淤普遍還是采用的是傳統(tǒng)清淤方式，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和提高，排水管清淤方式也趨于智能化、自動(dòng)化，對(duì)機(jī)械、人工智能和通訊連接技術(shù)有一定的依賴性。從傳統(tǒng)清淤發(fā)展到自動(dòng)化清淤必然要經(jīng)歷半智能清淤方式，對(duì)半智能清淤方式的思考、應(yīng)用和改進(jìn)，顯得尤為重要。半智能清淤方式不僅可以避免傳統(tǒng)清淤技術(shù)帶來(lái)的弊端，還可以對(duì)未來(lái)城市的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步和環(huán)境的保護(hù)產(chǎn)生巨大影響。