“水鴨子”在蘇丹羅塞雷斯大壩加高項(xiàng)目的運(yùn)用

賀　林

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都　610081)

“水鴨子”在蘇丹羅塞雷斯大壩加高項(xiàng)目的運(yùn)用

賀林

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都610081)

摘要：“水鴨子”作為一種工器具在水電工程中，有著廣泛的用途，不僅僅局限于小范圍的清理積水等施工中，更為突出的功能還很多，而且他的優(yōu)點(diǎn)非常突出?！八喿印弊鳛橐环N施工輔助的設(shè)施或工器具在水利水電工程中的使用，也不是萬能鑰匙，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際的情況分析，并首先確保有大型的供風(fēng)系統(tǒng)，或水泵等成型的設(shè)備不能實(shí)施的位置，并掌握好因地適宜的條件下，予以使用和推廣是可行的，而且是非常經(jīng)濟(jì)的，并能給施工帶來一定的效益，還能保證突擊驗(yàn)收等關(guān)鍵情況的解決。

關(guān)鍵詞：“水鴨子”；應(yīng)用；優(yōu)、缺點(diǎn)；經(jīng)濟(jì)分析；工況分析

1概述

蘇丹羅塞雷斯大壩位于蘇丹人民共和國青尼羅河州達(dá)瑪津的青尼羅河段上(BlueNileriveDamazzincityBlueNilestatethepeoplesrepublicofSUDAN)，在喀土穆上游約555km處，是一座以灌溉、發(fā)電為目標(biāo)的工程。工程分兩期建設(shè)，第一期工程于1961～1966年建成，建成最大壩高57m的大壩，形成庫容30億m3的水庫，可灌溉55萬hm2土地，向曼吉爾(Mangil)灌區(qū)、賴海德(Rahad)灌區(qū)以及青尼羅河沿岸灌區(qū)供水。設(shè)計(jì)裝機(jī)容量21萬kW。正常蓄水位480m時(shí)水庫長約80km，最大水深50m，面積約127km2，庫容30億m3。每年10月10日開始蓄水，3～4周蓄滿，12月下旬至翌年5月中旬放水，庫水位維持在467m。

第二期加高工程由我公司派外機(jī)構(gòu)實(shí)施，將在施工期間要保持水庫運(yùn)行，發(fā)電站運(yùn)行的前提下將整個(gè)大壩加高10m。正常蓄水位達(dá)490m高程，水庫長約180km，最大水深60m，面積約327km2，庫容74億m3。可增加杰濟(jì)拉(Gezira)和曼吉爾灌區(qū)受益面積14.3萬hm2，新開發(fā)28.1萬hm2抽水灌溉面積和8.4萬hm2自流灌溉面積。其中2期工程主要工程量為25萬方混凝土澆筑，鋼筋制安1.5萬噸，3 000萬方土石壩填筑，金屬結(jié)構(gòu)翻新及新增約500余噸。將使土石壩達(dá)到25公里長，是迄今為止世界上最長的土石壩。

2“水鴨子”的由來

“水鴨子”是傳統(tǒng)施工企業(yè)單位冠以通俗的名稱，以抽排水或液體混合物時(shí)，像水鴨子覓食的動(dòng)作和發(fā)出的聲音類似而故名“水鴨子“。書名我們把他叫做風(fēng)動(dòng)液體吸食器，顧名思義是利用風(fēng)力作為動(dòng)力進(jìn)行工作的一種吸水(或含水的液態(tài)混合物)裝置，其組要組成部分由供風(fēng)段、吸管段、出口段及控制段三部分組成(如圖1所示)。根據(jù)不同的施工實(shí)施對(duì)象可以因地制宜，分別有針對(duì)性的設(shè)置這三部分的大小、規(guī)格型號(hào)及形式等。一般常用的幾種形式在運(yùn)用中分別介紹。供風(fēng)管一般DN25/DN50兩種，不宜過大。

吸渣管和出渣管一般DN25/DN50/DN80/DN100視使用的不同要求予以配置。吸水口宜設(shè)置成鋸齒狀，以便吸渣。

當(dāng)需要增加排渣管長度和供風(fēng)管長度時(shí)，可以設(shè)置為絲扣連接的快速接口并準(zhǔn)備好成批的備品配件，實(shí)時(shí)的在現(xiàn)場予以增減，且較為方便的實(shí)施拆除和移設(shè)工作。

3 “水鴨子”在實(shí)際工程中的應(yīng)用

3.1倉面清理和基巖面清理

在水電工程施工中，往往會(huì)面臨大面積的基礎(chǔ)清理工作，尤其是新建工程及每層混凝土澆筑前的清理工作，涉及時(shí)間，質(zhì)量等的突出問題。利用“水鴨子”是最合適，也是最經(jīng)濟(jì)的方式。利用“水鴨子”靈活性可以將基礎(chǔ)面的清理做到最簡潔、最小程度影響到其他工作，如模板的清理，如果采用高壓風(fēng)水吹洗，難免影響到模板、鋼筋的潔凈度，尤其是最終驗(yàn)收情況下，難免做重復(fù)的工作，甚至越來越糟糕。這時(shí)，使用“水鴨子”，哪里不干凈水洗后吸干凈即可，不影響、不重復(fù)。哪里需要哪里移設(shè)，非常方便快捷，而且指哪兒清哪里。做到及時(shí)清理，令人即刻滿意。在羅塞雷斯大壩加高施工過程中，混凝土壩段的倉面清理、混凝土拆除后的基礎(chǔ)面清理工作共計(jì)3 000余個(gè)倉號(hào)，全部采用“水鴨子”清理，達(dá)到咨詢工程師、業(yè)主滿意，承包商節(jié)約成本、時(shí)間的目的，得到充分運(yùn)用。

3.2經(jīng)常性排水

在水電工程或者其他土建工程中。特別是基于基礎(chǔ)面滲水和散水比較多的情況。使用集水井集中排水或者井點(diǎn)降水法只是一種辦法而已，但是始終避免不了最終混凝土澆筑的排水工作。使用“水鴨子”設(shè)施，結(jié)合混凝土澆筑情況，澆筑到哪兒，“水鴨子”先遣移動(dòng)到哪里，從而根本上保證了混凝土澆筑過程中的正常進(jìn)行和混凝土的澆筑質(zhì)量。使用“水鴨子”，也可以結(jié)合圍堰的散點(diǎn)排水情況，設(shè)置固定的站點(diǎn)，當(dāng)使用水泵排水時(shí)，要么水量大于水泵排水能力，要么水量小于水泵排水能力，始終不匹配，而且很容易造成水泵損壞。使用“水鴨子”，立刻解決水量與水泵不匹配的問題，而且保證隨時(shí)抽排正常，不影響其他工作正常開展。

在羅塞雷斯大壩加高施工過程中，混凝土壩段所有1 000余個(gè)倉面共計(jì)10萬余平米的拆除后滲水、散水均采用“水鴨子”予以抽排，取得了較好的效果，而且相關(guān)加厚的300余個(gè)基礎(chǔ)面?zhèn)}面經(jīng)常性排水等工作，全部由“水鴨子”予以抽排。為項(xiàng)目節(jié)約水泵采購費(fèi)數(shù)十萬元，節(jié)約抽排水費(fèi)數(shù)百萬元。

3.3深井清理

在土建工程施工中，往往有許多減壓井、沉井、樁基基礎(chǔ)井等的施工工作。為使這些個(gè)深井在施工過程中或者施工完成后達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)的要求，就要將這些深井予以清理。為了證明這些深井在工作狀態(tài)，或者測試這些深井的工作狀況。這時(shí)需要將這些深井進(jìn)行清理或者抽排水的測試，利用一般的水泵抽排水，很容易造成水泵堵塞和損壞，而且不容易將深井中的碎石、草渣等雜物清理干凈。利用“水鴨子”配置大管徑的抽排設(shè)置，在短時(shí)間內(nèi)即可完成檢查和檢驗(yàn)的任務(wù)，達(dá)到滿意的效果。

在蘇丹羅塞雷斯大壩加高施工中，土石壩工程共計(jì)326口φ800mm的深度10m至38m的減壓井，共經(jīng)過每年的年度檢查和綜合性驗(yàn)收證明驗(yàn)收共計(jì)5次，使用一臺(tái)5噸的平板汽車，裝載一臺(tái)atlaszxs400空壓機(jī)及附屬的水鴨子連接件，平均每2個(gè)小時(shí)清理一口井，相繼在一個(gè)月時(shí)間內(nèi)完成一次減壓井的清理，使用DN100mm吸水管及排污管，最大清理出來的廢物直徑達(dá)80mm，最大排出高度達(dá)42米(從減壓井底部，吸水5m+37m排出高度)。充分保證了清理質(zhì)量和清理工期。相比在原來使用德國產(chǎn)φ50mm高壓水泵，經(jīng)濟(jì)投入，該水泵采用發(fā)電機(jī)供電，出水管僅50mm，購置費(fèi)用為5萬歐元，排水量每小時(shí)為12m3，根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果，每清理一口減壓井(25m深度)，需要72小時(shí)不間斷，并僅能清理φ20mm以下的雜物。從工期和質(zhì)量上都不能與水鴨子相比較，并投入較大。相比兩套方案，(綜合設(shè)備、人員投入和效率)一口減壓井的經(jīng)濟(jì)方案差別人民幣8 000元。以326口井計(jì)算，可為單位節(jié)約成本260.8萬元。為更快、更好的完成減壓井周期性清理和階段性驗(yàn)收做出了突出貢獻(xiàn)，更使項(xiàng)目的順利進(jìn)行得到了保障，并取得了業(yè)主工程師的高度評(píng)價(jià)和積極評(píng)價(jià)。

3.4清理淤泥

在水利水電工程中，往往會(huì)遇到常年淤積，需要清理的水庫、池塘、水池、調(diào)壓室前池、尾水池、閘門前后部位等，這些部位通過一個(gè)汛期年度或常年未予以使用，淤積了大量的淤泥及沉淀物，包括雜草、木棍等混合物，要想在某個(gè)時(shí)期實(shí)施運(yùn)行操作，就需要盡快的清理，確保設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定和安全。此時(shí)，利用傳統(tǒng)的水力充填法，往往達(dá)不到理想的效果，通過水泵排污法，往往使水泵得不到最大效益的發(fā)揮，因?yàn)橛须s草、木棍等雜物的阻塞，往往在水泵工作期間損壞水泵葉輪等設(shè)施。如果采用“水鴨子”予以吸食，一方面確保了設(shè)備安全，另外一方面也有水利吹吸的功能，能進(jìn)一步了解實(shí)際狀況，并能最快最好的解決好淤泥抽排的問題。

在羅塞雷斯大壩加高施工中，在混凝土壩的下游廊道清理中，由于基本上屬于是流態(tài)的淤泥，其中不免有雜物及動(dòng)物糞便等，起初，采用泥漿泵予以抽排，每小時(shí)每臺(tái)泵僅能排污50m3，導(dǎo)致了水泵大面積的損壞，而后改用水鴨子予以吸食，效率非常高，在低揚(yáng)程小于15米吸食高度的情況下，采用DN100的排渣管，一小時(shí)的排污能力達(dá)到120m3液態(tài)淤泥。共計(jì)采用此辦法將羅塞雷斯的下游約2 000m排水廊道，至1966年建成以來約95 000m3淤泥在兩個(gè)枯水期4×2個(gè)月內(nèi)清理完成，完成產(chǎn)值達(dá)200萬人民幣。為后期的排水廊道檢驗(yàn)檢測和實(shí)施監(jiān)控提供了良好條件，為項(xiàng)目創(chuàng)造了良好效益。

3.5輔助用途

“水鴨子”也可以作為水泵的吸水管灌注水的工作，免除了大功率水泵真空泵的設(shè)置，大大的節(jié)約的成本。(要在工程工地有系統(tǒng)供風(fēng)的前提下設(shè)置，否則需專門設(shè)置空壓機(jī)設(shè)備，不劃算。)

4 “水鴨子”的優(yōu)、缺點(diǎn)

4.1優(yōu)點(diǎn)

(1)設(shè)備制造簡單，取用通用材料，成本低廉；

(2)設(shè)備移動(dòng)性強(qiáng)，因地制宜，廣泛應(yīng)用與水利水電工程施工中；

(3)運(yùn)行維護(hù)成本低廉，且不受環(huán)境條件限制；

(4)操作簡便；

(5)對(duì)于緊急清理和小范圍的應(yīng)急使用，方便快捷。等。

4.2缺點(diǎn)

(1)(不是單獨(dú)的設(shè)備，需要有建成的空壓機(jī)站或其他供風(fēng)設(shè)備提供動(dòng)力源；

(2)對(duì)大體積的積水和高揚(yáng)程的抽排水能力有限，無法滿足大規(guī)模的需求；

(3)運(yùn)行時(shí)需要掌控其安全因素，因采用高風(fēng)壓力提供動(dòng)力。

5經(jīng)濟(jì)分析

從根本上來說是填補(bǔ)了水泵不能實(shí)施部位的空白，比如清理基礎(chǔ)面等水泵無法實(shí)施的部位。水泵吸水高度以下的抽排水工作等。

充分利用工程工地現(xiàn)有資源，綜合利用開發(fā)，節(jié)約能源和資源。

投入成本低廉，隨處可以找到，運(yùn)行、維修費(fèi)用基本沒有，而且可以拆卸作他用。

6工況分析

根據(jù)本工程的實(shí)際應(yīng)用，“水鴨子”使用范圍在結(jié)合吸水揚(yáng)程在10m以下，出水揚(yáng)程根據(jù)不同的風(fēng)壓可達(dá)到40m左右，結(jié)合綜合工況分析，并根據(jù)不同吸水、出水管徑(內(nèi)徑)大小，工況數(shù)據(jù)表如下表所示：

表1　工況數(shù)據(jù)表

7結(jié)語

“水鴨子”作為一種施工輔助的設(shè)施或工器具在水利水電工程中的使用，也不是萬能鑰匙，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際的情況分析，并首先確保有大型的供風(fēng)系統(tǒng)，或水泵等成型的設(shè)備不能實(shí)施的位置，并掌握好因地適宜的條件下，予以使用和推廣是可行的，而且是非常經(jīng)濟(jì)的，并能給施工帶來一定的效益，還能保證突擊驗(yàn)收等關(guān)鍵情況的解決。可以說是施工中的一個(gè)好幫手。

賀林(1976-)，男，湖南芷江人，畢業(yè)于西南交通大學(xué)土木工程專業(yè)，項(xiàng)目經(jīng)理，工程師，現(xiàn)于中國水利水電第七工程局有限公司海外事業(yè)部從事項(xiàng)目管理.

(責(zé)任編輯：卓政昌)

重點(diǎn)水電工程報(bào)道

收稿日期:2015-08-03圖1“水鴨子”示意圖

文章編號(hào):1001-2184(2015)04-0118-03

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

中圖分類號(hào):KV7；TV42+1.1

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