[发明专利]碎石基床清淤装置及清淤方法

说明书

技术领域

本发明属于深水基床施工技术领域，尤其涉及一种碎石基床清淤装置及清淤方法。

背景技术

在沉管隧道施工中，为了使隧道基槽底面平整，通常需要进行基础处理。目前，常用的基础处理方法有先铺法和后填法两大类。先铺法指在沉放沉管之前先铺设碎石基床，相比于后填法，先铺法具有工后沉降小、施工效率高等优点。然而，采用先铺法施工时，由于水域中含沙量较多，且基床原泥面存在一定厚度的淤泥，随着水流的扰动会引发回淤问题，影响正常施工，因而，先铺法施工时需要清除碎石基床表面的超标淤泥。

目前，常用的水下清淤装置有耙吸船、连续行走式漂浮清淤装置、盖章式间歇清淤装置和气举式清淤装置等。然而，采用这些现有清淤装置清理碎石基床表面的淤泥，仍存在一些不足。例如：(1)采用耙吸船清淤，由于其吸泥部件会翻动基床，会直接损坏已铺设的碎石基床；(2)采用行走式清淤装置会对碎石基床造成局部破坏；(3)采用盖章式清淤装置会使碎石基床表面出现局部的压痕；(4)采用气举式清淤装置，其清淤时吸泥部件无需与基床相接触，虽然不会破坏碎石基床，但其清淤效果差、控制困难，无法对碎石基床表面的超标淤泥完全清除。

因此，如何在不破坏碎石基床的前提下，完全清除碎石基床表面的淤泥，是当前急需解决的一项技术问题。

发明内容

本发明针对上述的现有清淤装置破坏碎石基床或清淤不彻底的技术问题，提出一种碎石基床清淤装置及清淤方法，能够在不扰动碎石基床的情况下，快速完全地清除碎石基床表面的淤泥。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提出一种碎石基床清淤装置，安装于清淤船，包括清淤吸头和用于移动所述清淤吸头的移动单元；所述清淤吸头包括吸头本体和由软质材料制成的若干吸管，所述吸管设置于所述吸头本体的底部以接触碎石基床表面；所述移动单元安装于所述清淤船，包括用于下放所述清淤吸头的下放件，所述下放件与所述清淤吸头固定连接，并可相对于所述清淤船升降。

作为优选，所述清淤吸头还包括用于扬起碎石基床表面淤泥的清扫组件，所述清扫组件与所述吸头本体固定连接。

作为优选，所述清扫组件包括可滚动的滚筒和设置于所述滚筒外周的若干毛刷。

作为优选，所述移动单元还包括用于移动所述清淤吸头的移动组件，所述移动组件包括设置于所述清淤船的轨道，以及可沿所述轨道行走的台车，所述台车与所述下放件活动连接。

作为优选，所述碎石基床清淤装置进一步还包括控制单元，所述控制单元包括用于测量所述清淤吸头高程的高度计和用于控制所述移动单元的移动位移的控制器。

作为优选，所述高度计安装于所述清淤吸头，所述控制器分别与所述高度计和所述移动单元电连接，以接收所述高度计测量的高程信息并控制所述移动单元的移动。

本发明还提出一种利用上述任一项技术方案所述的碎石基床清淤装置的清淤方法，包括如下步骤：

行驶清淤船至碎石基床上方，抛锚驻位，对清淤船进行定位，测量碎石基床上淤泥表面和底面高程，计算淤泥厚度；

利用上述任一项技术方案所述的碎石基床清淤装置清除淤泥；

移动所述清淤船以带动所述碎石基床清淤装置移动，完成预定区域的清淤工作。

作为优选，利用上述任一项技术方案所述的碎石基床清淤装置清除淤泥的具体步骤为：通过所述下放件下放所述清淤吸头，直至所述吸管接触所述碎石基床表面，利用所述吸管的吸力清除淤泥。

作为优选，下放所述清淤吸头时，通过所述高度计测量所述清淤吸头的实时高程，通过所述控制器接收所述高度计测量的高程信息并控制所述下放件的移动位移。

作为优选，在移动所述清淤船前还包括沿设置于所述清淤船的所述轨道移动所述台车，进而带动所述清淤吸头移动。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：

1、本发明提供的碎石基床清淤装置采用软质材料制作吸管，在吸管与碎石基床表面接触时，能够有效防止碎石基床表面被破坏，而且软质材料制作的吸管可弯曲以适用于凹凸不平的碎石基床表面，清淤无死角，清淤更完全；

2、根据本发明的某些实施例，通过设置清扫组件将碎石基床表面淤泥扬起，便于吸管吸入淤泥，有利于提高清淤效率，并且有利于节约能源，可适用于淤泥淤积较厚的施工工况；

3、根据本发明的某些实施例，通过设置移动组件可实现在清淤船的一次移船驻位中完成一段距离的清淤作业，避免了清淤船船位的频繁移动，提高了清淤效率，缩短了施工周期；