本发明涉及河道清淤，尤其涉及一种泵站进水河道淤积清除的装置及其清淤方法。
背景技术：
1、河道泵站工程建成运行后，泵站前池一般会出现大量的泥沙淤积现象，尤其是多沙河流所在泵站淤积现象尤为明显，该现象致使工程输水能耗增加、水泵提水效率降低。目前，针对泵站前池局部淤积清淤方法主要有机械清淤、泵吸清淤、水力清淤和干式清淤，上述清淤方法主要存在几个问题：首先，上述方法均是在淤积发生后进行清淤作业，清淤作业期间泵站需要停机，从而影响工程的正常运行。其次，受水下地形条件约束，采用机械挖泥的方式一方面部分位置机械难以进入，另一方面机械耙齿或者抓斗会对泵站前池底板造成损伤。最后，根据规定，清淤作业的泥沙必须上岸，不得在河道其他区域进行抛泥，而淤积泥沙上岸后需要进行运输、堆场等一系列工作，大大增加了清淤成本，同时，上岸的淤泥需要进行堆场，寻找合适的堆场难度较大。
2、针对上述问题，我们设计出了一种泵站进水河道淤积清除的装置及其清淤方法来解决以上问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的泵站前池淤积清理作业需要停泵，泵前空间有限机械难以操作，且采用机械清淤有对泵站前池底板造成损伤的风险，淤泥处理困难等缺点，而提出的一种泵站进水河道淤积清除的装置及其清淤方法，提出淤积部位的泥沙通过水动力条件运输至河道其他位置的方法，一方面解决泥沙淤积问题，另一方面解决淤积泥沙上岸后的运输成本和堆场问题。
2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
3、一种泵站进水河道淤积清除的装置，包括：
4、水上气源系统，由空压机和储气罐组成，空压机与储气罐相连，设置在河岸上，空压机向储气罐内输送气体，待储气罐达到清淤所需气压后，向水下清淤系统提供高压气体；
5、水下清淤系统，包括内部为空腔结构的圆柱形的滚筒，所述滚筒的一端设置有进气口，所述进气口通过输气管道与储气罐连通，在滚筒的下方设置三排气孔，中间一排气孔为垂直向下设置的垂直气孔，所述垂直气孔位于滚筒轴线所在的垂直平面上，另外两排气孔为斜向下设置的斜向气孔，对称分布在所述垂直气孔的两侧，所述斜向气孔的开口方向与所述垂直气孔所在的垂直平面所成夹角为45度；
6、驱动系统，包括卷扬机，以及用于调节卷扬机运行转速的变频器，均布设于河道两岸，通过牵引绳拖拽水下清淤系统，沿垂直于河道水流方向，在河道两岸之间往复移动。
7、进一步优选的，所述空压机与储气罐之间相连接的气管上，以及所述储气罐与滚筒的进气口相连接的输气管道上均设置有气路截止阀。
8、进一步优选的，所述滚筒的两端设置有转轴，所述转轴上通过轴承转动设置有滚轮，所述滚轮的直径比滚筒的直径大5厘米至30厘米；转轴的两端设置有转轴基座，所述转轴基座位于滚轮外侧，在转轴基座的上端面与拉门的支脚固定连接，所述拉门呈倒凵字形结构，所述拉门通过牵引绳与所述卷扬机的卷轴建立连接关系，卷扬机的卷轴转动收卷牵引绳，拖拽拉门带动滚筒移动。
9、进一步优选的，所述滚筒的顶部对称设置出气管，所述出气管呈l形结构，出气管的进气端与滚筒内部的腔室连通，两个出气管的排气端相对设置，且两个出气管上均设置有气路截止阀。
10、进一步优选的，所述储气罐与滚筒的进气口相连接的输气管道包括岸上管以及水下输气管；所述岸上管布设在与所述水上气源系统位于同一侧河道的河岸上，岸上管的一端密封，另一端与储气罐连通，岸上管上以相同间隔均匀设置供气接口，所述供气接口上设置气路截止阀，供气接口通过所述水下输气管与滚筒的进气口连通，为滚筒输送高压气体，所述水下输气管采用柔性软管。
11、进一步优选的，所述垂直气孔和斜向气孔上均设置有高压喷气嘴，且所述高压喷气嘴的喷射方向与垂直气孔和斜向气孔的开口方向保持一致。
12、一种利用泵站进水河道淤积清除的装置的清淤方法，所述清淤方法包括以下步骤：
13、s1步骤，装置布设安装：在泵站前河道上游的两岸架设驱动系统，在泵站前河道上游的一侧河岸布设水上气源系统，将水上气源系统与水下清淤系统建立输气连接，驱动系统与水下清淤系统建立拖拽移动连接；
14、s2步骤，拖拽清淤：利用驱动系统拖拽水下清淤系统，水下清淤系统沿两岸架设的驱动系统的连线方向移动，水下清淤系统移动的同时，水上气源系统向水下清淤系统输送高压气体，高压气体通过水下清淤系统向河底淤泥喷射高压气体，使淤泥脱离河底悬浮在水体中；
15、s3步骤，清淤疏泥：泵站开启，悬浮在水体中的淤泥随流动的水流，从泵站上游输送到泵站下游，并在水流作用下进一步向下游疏散，完成此路径下的河道的淤积清除作业后，将驱动系统向靠近泵站一侧移动，重复s2步骤和s3步骤的操作，直至泵站进水河道前的淤积被清除完毕。
16、进一步优选的，s1步骤中，装置布设安装的方式如下：
17、架设在河道两岸的驱动系统中的卷扬机，通过牵引绳连接在水下清淤系统中的滚筒上的拉门中部；
18、布设在河岸一侧的水上气源系统中的空压机和储气罐之间通过气管连通；储气罐出气端所连接的岸上管的末端封闭处理，岸上管布设在与所需清淤区域对应的河岸上，在岸上管的管身上按照相同间隔均匀设置若干供气接口，并在每个供气接口上安装气路截止阀，供气接口通过水下输气管与滚筒的进气口连通。
19、进一步优选的，s2步骤中，拖拽清淤的过程如下：
20、水上气源系统的空压机向储气罐内输送气体，待储气罐达到清淤所需气压后，关闭空压机，停止向储气罐供气；
21、打开与水下输气管相连接的供气接口上的气路截止阀，向水下清淤系统的滚筒提供高压气体，高压气体通过垂直气孔和斜向气孔上设置的高压喷气嘴喷射；
22、启动卷扬机并通过变频器调节卷扬机转动速度，卷扬机的卷轴转动收卷牵引绳，拖拽拉门带动滚筒移动，控制滚筒在水下的移动速度，滚筒沿两岸架设的卷扬机的连线方向移动；
23、滚筒移动路径所经过的河底淤泥，在高压气体的喷射作用下脱离河底，并悬浮在水体中。
24、进一步优选的，在s3步骤的清淤疏泥过程中，若河道水流难以携带悬浮在水体中的淤泥流动，则打开滚筒顶部开口方向与水流方向一致的出气管，借助出气管喷出的气体，增加水体流速。
25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所提出的装置通过在滚筒下部开设垂直向下和斜向45度的排气孔，更加高效地利用高压气体对河底淤积进行吹扫；利用本发明所提出的装置，通过气体对河底淤积进行吹起后悬浮在水体中，利用河道水体流动将淤积的泥沙输送至泵站下游，从而实现泵站进水河道淤积清除工作。利用本发明所提出的装置进行清淤作业，清淤作业期间泵站不需要停机，不会对泵站的正常运行造成影响；不受水下地形条件约束，施工方便，另一方面不会对泵站前池底板造成损伤；不用考虑清淤作业的泥沙上岸、运输和堆场等问题，减轻了清淤负担和成本。
1.一种泵站进水河道淤积清除的装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种泵站进水河道淤积清除的装置，其特征在于，所述空压机（11）与储气罐（12）之间相连接的气管（14）上，以及所述储气罐（12）与滚筒（21）的进气口（22）相连接的输气管道（13）上均设置有气路截止阀。
3.根据权利要求1所述的一种泵站进水河道淤积清除的装置，其特征在于，所述滚筒（21）的两端设置有转轴（26），所述转轴（26）上通过轴承（27）转动设置有滚轮（25），所述滚轮（25）的直径比滚筒（21）的直径大5厘米至30厘米；转轴（26）的两端设置有转轴基座（28），所述转轴基座（28）位于滚轮（25）外侧，在转轴基座（28）的上端面与拉门（29）的支脚固定连接，所述拉门（29）呈倒凵字形结构，所述拉门（29）通过牵引绳（33）与所述卷扬机（31）的卷轴建立连接关系，卷扬机（31）的卷轴转动收卷牵引绳（33），拖拽拉门（29）带动滚筒（21）移动。
4.根据权利要求1所述的一种泵站进水河道淤积清除的装置，其特征在于，所述滚筒（21）的顶部对称设置出气管（211），所述出气管（211）呈l形结构，出气管（211）的进气端与滚筒（21）内部的腔室连通，两个出气管（211）的排气端相对设置，且两个出气管（211）上均设置有气路截止阀。
5.根据权利要求2所述的一种泵站进水河道淤积清除的装置，其特征在于，所述储气罐（12）与滚筒（21）的进气口（22）相连接的输气管道（13）包括岸上管（15）以及水下输气管（16）；所述岸上管（15）布设在与所述水上气源系统（10）位于同一侧河道的河岸上，岸上管（15）的一端密封，另一端与储气罐（12）连通，岸上管（15）上以相同间隔均匀设置供气接口（17），所述供气接口（17）上设置气路截止阀，供气接口（17）通过所述水下输气管（16）与滚筒（21）的进气口（22）连通，为滚筒（21）输送高压气体，所述水下输气管（16）采用柔性软管。
6.根据权利要求1所述的一种泵站进水河道淤积清除的装置，其特征在于，所述垂直气孔（23）和斜向气孔（24）上均设置有高压喷气嘴（212），且所述高压喷气嘴（212）的喷射方向与垂直气孔（23）和斜向气孔（24）的开口方向保持一致。
7.一种利用权利要求1-6任意一项所述的泵站进水河道淤积清除的装置的清淤方法，其特征在于，所述清淤方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的清淤方法，其特征在于，s1步骤中，装置布设安装的方式如下：
9.根据权利要求8所述的清淤方法，其特征在于，s2步骤中，拖拽清淤的过程如下：
10.根据权利要求7所述的清淤方法，其特征在于，在s3步骤的清淤疏泥过程中，若河道水流难以携带悬浮在水体中的淤泥流动，则打开滚筒（21）顶部开口方向与水流方向一致的出气管（211），借助出气管（211）喷出的气体，增加水体流速。
