【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及沉管隧道碎石基床表面淤泥清除，尤其涉及一種模擬碎石基床表面清淤的試驗方法。
技術介紹
1、水下隧道能夠很好地解決水域跨越、大面積水域航運問題，同時降低對周圍環境的影響，因此跨海、內河大型水下隧道工程逐日增多。由于沉管隧道在經濟、技術上的獨特優勢，并且隨著沉管法隧道設計和施工中關鍵技術問題的逐步解決和日趨完善，沉管隧道受到越來越多國家的重視，逐漸成為了水下大型隧道工程的首選施工方法。在沉管法隧道施工中，為了使隧道基槽表面平整，通常要進行基礎處理，常用的基礎處理方法有先鋪法和后填法兩類。先鋪法是指在沉管沉放前鋪設碎石基床，具有沉降小、施工效率高等優點。然而，采用先鋪法施工時，由于水域中含沙量較多，隨著水流的擾動會引發回於問題，影響正常施工，嚴重制約施工進度，造成了經濟損失。因此，先鋪法施工時需要清除碎石基床表面的淤泥。
2、傳統清淤往往采用泵吸或者水沖的方式清除基床淤泥。然而，整平后的基床頂面由顆粒較小的碎石整平料構成，由于泵吸力或者水沖力作用不均勻使得清淤不徹底或者碎石移位，造成基床表面精度變差，導致后續沉管無法安裝。例如：公開日為：2021-01-29，公開號為cn212427289u，名稱為：機械水力雙作用精準刮切清淤頭及清淤裝置的技術，利用刮切葉片將淤泥攪動，使淤泥與水混合形成流動性較強的泥水混合物，同時刮切葉片轉動產生驅動泥水混合物向螺旋輸運機構中軸線運動的水流力，配合左、右螺旋葉片正向轉動使泥水混合物向對接段輸運，將泥水混合物輸運至與對接段對應設置的出泥口排出，實現基床清淤。現有的清淤裝置并未對
技術實現思路
1、本申請的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，而提供一種模擬碎石基床表面清淤的試驗方法。
2、為實現本申請的目的所采用的技術方案是：
3、一種模擬碎石基床表面清淤的試驗方法，包括以下步驟：
4、步驟1，在試驗水槽的底部鋪設級配碎石，鋪設完成后再進行人工整平；
5、步驟2，將清淤頭通過大梁與試驗水槽的導軌上的行進機構固定連接，并調節清淤頭使其水平，將吸泥泵固定安裝在試驗水槽的外部，將所述清淤頭的出泥口與吸泥泵的進水口連接，將所述吸泥泵的出水口與電磁流量計的一端連接，再將所述電磁流量計的另一端與儲泥箱連接，并將泥層厚度測量儀安裝在試驗水槽內；
6、步驟3，將泥土、細砂和清水按照一定比例放入淤泥生成裝置的桶體內，對泥土和細砂進行充分混合浸泡，利用淤泥攪拌器對桶體內充分混合浸泡后的泥土和細砂進行攪拌，并利用密度計進行取樣測量，通過不斷調整泥土、細砂和水的比例，生成特定容重的淤泥；
7、步驟4，將步驟3生成的淤泥均勻鋪設到試驗水槽中，利用泥層厚度測量儀測量試驗水槽內鋪設淤泥的泥層厚度，再在淤泥的泥層表面鋪設土工布，防止向試驗水槽內添加清水時淤泥翻騰；
8、步驟5，通過補水管向試驗水槽內添加清水，使水位上升至預先設定的高度，將淤泥的泥層表面鋪設的土工布取出，正向手搖手輪使清淤頭下放至預先設定的高度，再依次啟動吸泥泵、清淤頭和行進機構，開啟清淤試驗，在清淤試驗過程中利用電磁流量計采集管道流量，通過數據采集系統實時采集電磁流量計采集到的管道流量，并根據所述管道流量和預先設定的吸泥泵流量、清淤頭的轉速以及行進機構的行進速度，建立管道流量與吸泥泵流量、清淤頭的轉速和行進機構的行進速度之間的關系；
9、步驟6，在清淤試驗過程中通過補水管不斷向試驗水槽內添加清水，保證試驗水槽內水位的高度不變，清淤試驗結束后逆序停止吸泥泵、清淤頭和行進機構，逆向手搖手輪使清淤頭提起至初始高度；
10、步驟7，將試驗水槽內的試驗用水通過排水口緩慢排出，再次利用泥層厚度測量儀測量試驗水槽內剩余淤泥的泥層厚度，根據試驗水槽內鋪設淤泥的泥層厚度以及試驗水槽內剩余淤泥的泥層厚度確定清淤量，再根據管道流量與吸泥泵流量、清淤頭的轉速和行進機構的行進速度之間的關系以及清淤量評價清淤頭的清淤效果；
11、步驟8，調整吸泥泵流量、清淤頭的轉速和行進機構的行進速度，重復步驟3-7，測量不同動力參數條件下清淤頭的清淤效果；
12、步驟9，更換不同直徑、不同螺距的清淤頭，重復步驟3-8，測量不同結構參數以及運行參數下清淤頭的清淤效果。
13、在上述技術方案中，將水下錄像設備安裝在試驗水槽內，在清淤試驗過程中利用水下錄像設備記錄清淤試驗的過程。
14、在上述技術方案中，所述步驟2中，所述清淤頭的出泥口與吸泥泵的進水口通過鋼絲軟管連接；所述吸泥泵的出水口通過固定鐵管與電磁流量計的一端連接；所述電磁流量計的另一端通過固定鐵管與儲泥箱連接。
15、在上述技術方案中，所述步驟4中所述試驗水槽內淤泥的鋪設厚度為10cm。
16、在上述技術方案中，所述清淤頭的底部距級配碎石的頂部1cm。
17、在上述技術方案中，所述管道流量與吸泥泵流量、清淤頭的轉速和行進機構的行進速度之間關系的表達式如下：
18、q1＝f(q1、n1、v1)
19、式中，q1代表電磁流量計采集到的管道流量，q1代表預先設定的吸泥泵流量，n1代表預先設定的清淤頭的轉速，v1代表預先設定的行進機構的行進速度。
20、在上述技術方案中，在清淤試驗過程中，第一電機底部的齒輪與導軌側邊形成的齒條配合，帶動行進機構沿導軌方向行進；第二電機的傳動輪與第一傳動桿傳動連接，帶動第一傳動桿以及第一傳動桿上的第一同步帶輪轉動，并通過第一同步帶帶動第二同步帶輪轉動，從而帶動清淤頭兩側的轉軸轉動，驅動清淤頭轉動，利用清淤頭對試驗水槽內的淤泥進行切削，使切削后的淤泥與清水混合形成流動性較強的泥水混合物，通過吸泥泵將清淤頭內形成的泥水混合物泵出，并存儲到儲泥箱內。
21、在上述技術方案中，所述行進機構的運行速度可調，其可調范圍為0～2m/min。
22、在上述技術方案中，所述步驟8中調整吸泥泵流量包括：通過吸泥泵配備的變頻器調節吸泥泵的流量。
23、在上述技術方案中，所述試驗水槽側面的材料為玻璃，底部的材料為不銹鋼。
24、本專利技術的有益效果如下：
25、本專利技術的試驗方法能夠實現對清淤結構參數和運行參數的研究，因此可以得到合理的結構參數和運行參數，解決了現有的清淤裝置的運行參數之間難以匹配的問題。
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1.一種模擬碎石基床表面清淤的試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的模擬碎石基床表面清淤的試驗方法，其特征在于，將水下錄像設備安裝在試驗水槽內，在清淤試驗過程中利用水下錄像設備記錄清淤試驗的過程。
3.根據權利要求1所述的模擬碎石基床表面清淤的試驗方法，其特征在于，所述步驟2中，所述清淤頭的出泥口與吸泥泵的進水口通過鋼絲軟管連接；所述吸泥泵的出水口通過固定鐵管與電磁流量計的一端連接；所述電磁流量計的另一端通過固定鐵管與儲泥箱連接。
4.根據權利要求1所述的模擬碎石基床表面清淤的試驗方法，其特征在于，所述步驟4中所述試驗水槽內淤泥的鋪設厚度為10cm。
5.根據權利要求1所述的模擬碎石基床表面清淤的試驗方法，其特征在于，所述清淤頭的底部距級配碎石的頂部1cm。
6.根據權利要求1所述的模擬碎石基床表面清淤的試驗方法，其特征在于，所述管道流量與吸泥泵流量、清淤頭的轉速和行進機構的行進速度之間關系的表達式如下：
7.根據權利要求1所述的模擬碎石基床表面清淤的試驗方法，其特征在于，在清淤試驗過
8.根據權利要求1所述的模擬碎石基床表面清淤的試驗方法，其特征在于，所述行進機構的運行速度可調，其可調范圍為0～2m/min。
9.根據權利要求1所述的模擬碎石基床表面清淤的試驗方法，其特征在于，所述步驟8中調整吸泥泵流量包括：通過吸泥泵配備的變頻器調節吸泥泵的流量。
10.根據權利要求1所述的模擬碎石基床表面清淤的試驗方法，其特征在于，所述試驗水槽側面的材料為玻璃，底部的材料為不銹鋼。
...【技術特征摘要】
1.一種模擬碎石基床表面清淤的試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的模擬碎石基床表面清淤的試驗方法，其特征在于，將水下錄像設備安裝在試驗水槽內，在清淤試驗過程中利用水下錄像設備記錄清淤試驗的過程。
3.根據權利要求1所述的模擬碎石基床表面清淤的試驗方法，其特征在于，所述步驟2中，所述清淤頭的出泥口與吸泥泵的進水口通過鋼絲軟管連接；所述吸泥泵的出水口通過固定鐵管與電磁流量計的一端連接；所述電磁流量計的另一端通過固定鐵管與儲泥箱連接。
4.根據權利要求1所述的模擬碎石基床表面清淤的試驗方法，其特征在于，所述步驟4中所述試驗水槽內淤泥的鋪設厚度為10cm。
5.根據權利要求1所述的模擬碎石基床表面清淤的試驗方法，其特征在于，所述清淤頭的底部距級配碎石的頂部1cm。
6.根據權利要求1所述的模擬碎石基床表面清淤的試驗方法，其特征在于，所述管道流量與吸泥泵流量、清淤頭的轉速和行進機構的行進速度之間關系的表達式如下：
【專利技術屬性】
技術研發人員：何平，李增軍，呂迎雪，韓濤，孫運佳，丁廣佳，李琛，劉文賀，
申請(專利權)人：中交天津港灣工程研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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