浅谈排水管道清淤施工技术

李晓峰，赵 敏

（中国水利水电第十一工程局有限公司，河南 郑州 450000）

1 常规清淤方式

1.1 高压水流清淤

这种清淤方式较为广泛应用，主要流程是用一台高压的喷射车，且配备有大型的水罐，高压水泵和射水喷头，使用喷射车对水流经过加压以后送水至射水喷头，用射水喷头将管道内壁的杂物，淤泥进行冲刷，将一些沉积在管道里面的杂物、沉积物顺水流冲刷到下游的吸淤口或者检查井中，再使用吸泥车将冲刷下来的沉积物进行清除，同时管道中存在污泥，射水的过程中当水流直射在淤泥和管壁上时，会对水管产生较大的反作用力，会使喷射管和喷射头进行跟冲刷方向相反方向的运动，就可以达到连续性作业的效果，采用这种方法对于小管径的管道清淤具有较好的效果，适用于小管径的排水管，以及管段长度不长的部分，但是这种方法用水量较大，会有较高的成本。

1.2 水冲刷清淤

这种清淤方式起源于欧洲，这种方法主要是先通过蓄水，积压水的压力，再通过瞬间排水，通过两个步骤的不断重复达到从而达到清淤的效果。目前这种清淤方式冲刷技术已成熟。蓄水过程是将管道的中的水流进行拦截，也可采用人工灌入水，当拦截水量满足目前管道冲刷能力，达到规定要求，即可开始排水操作，在拦截设施撤走的瞬间，积水此时是具有较大的势能，对管道中的沉积物具有较好的冲刷作用，反复操作，达到较好的清淤效果。目前国内的排水管道由于在使用中对排水过滤和对杂物的处理和控制不善等一些原因，造成管道中存在较多缠绕性的垃圾，较沉重物质的阻挡，从而导致管道淤积，则蓄水冲刷就达不到想要的效果。

1.3 绞车清淤

绞车清淤先要用竹片穿过需要清理的管道，然后在另一侧将穿过去的竹片从需要清淤的管道中拉拽出来，然后系在前端钢丝上，钢丝绳的中部是固定在清淤工具上面，钢丝两端有两个绞车，将钢丝系在绞车上，一般都是一个井段清淤一次，绞车安置在检查井旁，采用绞车来回做往复运动使清淤工具将管道中的淤泥沉积物刮到下个检查井中，再用吸泥车将淤泥沉积物吸走。

采用绞车清淤可以较轻松地解决管道内淤积严重，对于淤积物粘实密实的也有很好的效果，并且可以适用于各种不同管径的管道，所以在国内使用较为广泛。绞车清淤的缺陷是在井下穿竹片时需要人工完成，由于井下管道中环境较差，尤其是污水管道井下的环境极为恶劣，空气质量很差，对于翻动积聚污泥还会排除有毒有害气体，人工操作的时候会危害人体健康，更有可能会危及操作员的生命，增加安全事故风险。

2 快速半智能清淤

2.1 清淤方法

所谓半智能清淤方式，是把一些存在问题的地方根据实际情况采用新型科学技术代替或和科学技术组合，最大程度降低井下施工人员操作的危险性，提高清淤效率及清淤的经济性，减少施工占道时间，为清淤提供一种新思路，新技术手段。技术操作流程包括：送风→检测→组合式清淤机头下放→清淤施工→管道CCTV电视检测→验收合格。

该技术所采用的组合式清淤机头由四部分组成：高速旋转切削系统、高负压吸收系统、爬行系统、监控系统。整个清淤机头工作系统是利用前缘电动马达带动铣刀旋转切削，将积聚沉淀的污泥进行切削和搅散，并将切削和搅散的污泥进行泥水分离，留下泥浆，启动离心泵产生真空负压，泥浆沿着吸泥管进入泥浆泵吸入端，经过泥浆泵的做功经全封闭管道输送（排距较长超出额定排距后，适当部分串接一定数量的中转泵加压输送）至泥浆车或者泥浆收集池中，最终运至污泥脱水设备（污泥深度脱水固化车），这种设备以其占用空间小，自动化高，运输方便，操作简单，分离效果好等优点，被广泛应用于管道泥浆类脱水，河道清淤淤泥脱水等。经过这一步骤处理的淤泥可以正式外运，妥善处理，而剩下的清水回流至污水管道中，送至污水处理厂处理。

2.2 清淤系统

2.2.1 高速切削系统

主电机为调速电机，调速范围80～1 200转/分，可根据淤积物的物质类别调整电机的转数或者更换刀头。淤泥在高速分散机刀片的高速转动作用下，使淤泥沉淀物上下剧烈翻动，固体颗粒及纤维类组织与刀片产生碰击和剪切，使聚集物体被破坏达到迅速分散、均质混合，加速溶解成泥水混合物，从而形成泥浆，便于输送。通过使用电动马达及铣刀的切削作用，有效地对罐内沉积物进行搅碎清理，效率高，便捷快速。

2.2.2 高负压吸收系统

高负压排泥技术属于压力流的一种污泥输送技术；它是利用真空设备使密闭的管网形成一定的真空负压，随后通过前端收集井的控制，使泥浆进入管网，随即在负压抽吸力的作用下，泥浆朝着负压产生的方向输送。

由于吸泥管口始终浸没于污泥下，吸泥管内的空气被抽吸后，管内气体得不到补充而越来越稀薄，致使管内压力低于大气压力，泥浆在大气压力作用下，经吸泥管进入容器贮罐。污泥落入到罐底，由于虹吸管接近罐底位置，而空气也不断地排入罐体，致使罐内压力高于大气压力，污泥即在压缩空气的作用下，经虹吸管排出罐外，通过软管运输至地面。高负压吸收系统利用大气压原理能够有效降低能源消耗，节约成本。

2.2.3 泥水分离系统

泥水分离系统采用污泥深度脱水固化车，该车将所有设备固定在一个密闭的箱体内，箱体与车盘采用螺栓形式连接，方便拆卸，符合道路车辆不能随意改进的要求，可以运载污泥处理设备上路行驶，实现了污泥固化处理的移动式作业，该设备结合污泥深度处理固化装置和行车移动系统，机动灵活，操作方便灵活，并且整个处理过程保持连续作业而非间歇作业。

污泥进入到泥水分离系统主要通过物理方法和化学方法实现泥水分离，淤泥通过泥浆管进入泥水分离装置中后，先通过脱水振动筛，将大颗粒杂物筛分出来，含有小颗粒的污水进入污水箱，大颗粒通过筛分后进入螺旋输送机内，输送到运泥车中，此方法通过淤泥内杂物不同粒径，利用脱水振动筛，实现杂物、杂质与泥水的分离，经振动筛初步过滤后的泥水进入污水箱内，再通过污水泵加压抽送至泥水分离机内，未经处理的污泥，颗粒细小，常规的筛分方法无法做到泥水分离，固化剂通过离子交换、联结、包裹、凝胶等多重作用，与黏粒表面产生较大分子力，形成空间网络结构的泥团，同时水从泥团内析出，最终达到泥水分离的作用。

2.2.4 爬行系统

爬行器的选型、改良采用模块化设计，可根据不同工况，不同形状的排水管道，如管涵、箱涵、椭圆涵，针对不同材质的管道，如钢筋混凝土管、钢制管、化学建材管等选装不同类型驱动方式，比如：流动式、轮式、履带式、腹壁式、行走式、蠕动式、螺旋驱动式、蛇形式、空气动力式等，通过电缆或者无线电遥控技术，对爬行器的前进、后退、转向、停止、掉头、速度调节等操作，通过安装镜头实时了解管内情况，实现远程监视，使得管道清淤更加高效智能。爬行器具有能适应小管径，空间小，路径长等优势。

2.2.5 监控系统

传统的检测设备为PIG，依靠管内流体的流动作为驱动力，无法自主控制速度和方向。随着科学技术的发展，电子以及通讯信息传播，GIS 技术和图形处理技术的日渐成熟，监控的手段和便捷性得到了较大提高，根据安装在爬行器上的镜头及灯光装置，可通过有线方式或者无线电传输实时数据反馈接收器，通过软件系统进行视频处理，操作人员可根据可视化屏幕进行远程控制清淤机头的相关控件，调整清淤的速度和角度，同时还可以了解管道的破损情况，以便及时作出应对措施。将所得的视频数据可进行数字化存储，为后续管道管理及使用提供参考，使得管道清淤朝着更加智能方向应用。

3 结语

目前国内管道清淤普遍还是采用的是传统清淤方式，随着科学技术的发展和提高，排水管清淤方式也趋于智能化、自动化，对机械、人工智能和通讯连接技术有一定的依赖性。从传统清淤发展到自动化清淤必然要经历半智能清淤方式，对半智能清淤方式的思考、应用和改进，显得尤为重要。半智能清淤方式不仅可以避免传统清淤技术带来的弊端，还可以对未来城市的发展、社会的进步和环境的保护产生巨大影响。