德州市潘庄灌区小型挖泥船应用研究

马朝彬，王海蓉

（1.德州市水利局，山东 德州 253014；2.海阳市水利局，山东 海阳 265100）

德州市地处黄河下游黄泛平原，是重要的工农业生产基地。但是，德州市水资源十分匮乏，境内工农业及生活用水主要依靠引用黄河水。引黄产生的泥沙处理一直是德州引黄工作中的一项重要任务，特别是2010年引黄济津潘庄线路应急输水工程的实施，进一步加大了潘庄灌区的引水量，全年引水时间大幅延长，引黄总干渠长期运行，导致总干渠及配套沉沙池淤积更为严重。为解决总干渠长期引水与泥沙处理之间的矛盾，德州市水利局未雨绸缪，早规划、早安排，经多方考察、多方案比选、论证，设计建造了2艘小型挖泥船，用于潘庄总干渠开卡清淤，以确保潘庄总干渠长时间、大流量引水的顺利进行。

1 小型挖泥船的构造及工作原理

1.1 构造

挖泥船主要由船体、渣浆泵、渣浆泵升降龙门架、配电设备、行走设备、值班室、排泥管及浮桥8个部分组成。船体（尺寸长×宽×高为6 m×6 m×1 m）由2个浮船通过刚性连杆连接而成，每个浮船中部设1个渣浆泵下沉孔。每艘船安装2台渣浆泵 （型号：150JYQN250-22-30），渣浆泵进水管端部装设绞刀，泵体由手电两用升降龙门架吊起，通过下沉孔沉入水中，并控制入水深度。船体行走设备由18马力柴油机提供动力。

1.2 工作原理

该船工作原理与绞吸式挖泥船工作原理类似。使用时，先将泵体沉入水中，使进水管端部绞刀与河底留有适当间隙，然后开动绞刀和渣浆泵，随着绞刀的切割、搅动不断抽取泥浆，并且不断调整渣浆泵的下潜深度，很快在河底形成一个积沙坑，达到一定深度后可停止绞刀的运行。此时，积沙坑周围的沉沙在水流的作用下不断坍入坑中，形成泥浆供渣浆泵抽取。在作业过程中，泥浆的形成主要依靠水流的作用，绞刀的运行可根据抽取泥浆的含沙量及坍入积沙坑的泥土量多少随时开动和停止。通过船体的移动不断扩大作业面，达到清淤开卡的目的。

2 小型挖泥船试验

2010年4—6月，在多次试验与改造的基础上，2艘小型挖泥船建造完成，2010年10月12日安装调试完毕。自10月13日至11月21日，基建室安排2艘船，在潘庄引黄总干渠输沙渠段进行了连续40 d的生产试验。根据引水含沙量及输沙渠段淤积情况，安排每艘船运行1台渣浆泵。生产过程中，结合总干渠引水情况分别对两艘挖泥船在引水流量60m3/s、80 m3/s、100 m3/s三种条件下进行了测试。生产实验记录见汇总表1。

3 小型挖泥船施工成本分析

根据潘庄灌区引水实际情况，施工成本分析按引水流量60 m3/s、80 m3/s、100 m3/s三种条件综合计算。

3.1 设备折旧成本计算

设备价格包括设备原价、运杂费、运输保险费、采购费及保管费用。考虑到灌区实际运行情况，2艘船年工作时间按6个月，年产量30万m3计。折旧成本计算见表2。

表1 小型挖泥船生产实验记录统计汇总表 (流量60 m3/s～100 m3/s)

表2 生产实验折旧成本计算表

3.2 生产实验工程造价计算

根据《山东省水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准》计算费率如下：其他直接费1%；现场经费4.5%；间接费6.3%；利润3%；税金3.22%。生产实验工程造价见表3。

表3 生产实验工程造价及土方单价计算表

4 小型挖泥船的适用性分析

1）不同引水条件下的对比分析。从生产试验资料中可以看出，当引水流量达到80 m3/s以上时，小型挖泥船的生产效率比较高。

2）与泥浆泵施工相比，小型挖泥船的一次性投资稍高，但施工过程中占用人力相对较少，泥浆的形成主要依靠河道中水流的作用，相应地减少了动力消耗，降低了成本，施工成本与泥浆泵施工基本持平；主要是解决了泥浆泵不能带水作业的问题，小型挖泥船能够带水开卡清淤，从而保证总干渠长时间、大流量、不间断引水的正常进行。

3）与大型挖泥船施工相比，小型挖泥船体积小，阻水力不大，适宜在干渠及沉沙池中作业；重量轻，移动灵活，可根据渠道淤积情况随时调运；设备投资与几百万元的大型挖泥船相比少得多，操作简单，动力消耗少，成本大幅降低；小型挖泥船渣浆泵潜入水下，深度随时可调，不受水位和吸程限制，同时，施工环保，基本没有噪音污染。

4）小型挖泥船受其工作原理限制，适宜在沙质土条件下进行作业。在其他土质条件下，其功效会不同程度的降低。

5 结语

通过小型挖泥船在潘庄灌区近1年的运行，可以发现，该设备造价低，操作简单，运输方便，移动灵活，场地适应性较强，施工效率高，成本低，作为一种新的干渠清淤方式，基本取得了成功。但是，在技术层面还需要进一步改进，通过不断的生产实践探索合理的工况条件，使之各构成设备之间更加匹配，场地适应能力更强，进一步提高功效，降低成本，为德州引黄事业做出更大的贡献。