一种采用干冰微爆进行排水管道清淤的方法

技术领域

本发明属于市政排水管道清淤技术领域，具体涉及一种采用干冰微爆进行排水管道清淤的方法。

背景技术

城市的排水管道系统是现代化城市不可或缺的重要市政基础设施，同时也是一个城市水污染防治和城市排渍、排涝以及防洪的骨干工程。排水管道系统负责收集和输送城市生产、生活产生的生活污水、工业废水和大气降水，并及时可靠地将收集到的生活污水、工业废水和大气降水排除，使城市区域内免受污废水之害，免受暴雨时路面积水之灾，从而给人们提供一个安全舒适的生产和生活环境。此外，城市排水管道系统还使得城市生态系统的物质循环和能量流动正常进行，从而维持生态平衡，保证城市的可持续发展。然而随着经济发展和城市规模的不断扩大，城市排水管道系统的不足和问题也不断显现。如管道淤积堵塞导致的排水不畅，不仅影响居民的日常生活，而且严重时会打乱整个城市的正常节奏，使城市生产生活无法正常进行。

但是目前国内外主要的市政排水管道清淤方法有高压水射流清淤法、绞车机械式清淤法、水冲刷清淤法、通沟机清淤法、清淤球以及拦蓄冲洗门等方法。这些方法多为小管径排水管道清淤而设计，对于大型排水管涵清淤效率不高，有些技术运用于大管径排水管道时存在运行成本过高、清淤能力不足、存在二次污染和不能适应复杂地形条件等局限性。且当工程废浆、水泥沙浆直接排入排水管网后，容易与其他淤积物作用形成堆积在管涵底部的致密的结垢，这种结垢很难用传统的管道清淤方法和设备进行清洗。

而微爆技术是以干冰为介质，在管道内造成微爆炸，利用微爆炸清除管道内的淤积物，无需人工进入管道内。其原理为当干冰颗粒以高速喷射到物体表面时，冲击动能瞬间使干冰颗粒气化，并且吸收大量的热，在清洗表面产生剧烈的热交换，迫使附着物骤冷收缩、脆化，而且通常附着物和基底材料具有不同的膨胀系数，表层与内部的温度差将破坏两种材料间的结合，瞬间的快速收缩能够撕开非结构性连接，同时干冰在千分之几秒的气化过程中体积骤增 800 倍，这样就在冲击点造成“微型爆炸”，有效击落附着物，气化后干冰变为二氧化碳气体，没有残留，不产生废物。

该技术已广泛应用于隧道、医学、木制品等领域。大量研究证明，干冰清洗对基体的损伤极小，因此有望将其应用到排水管道清淤领域。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术不足，提供一种采用干冰微爆进行排水管道清淤的方法，该法能够对排水管道内的淤积物，尤其是堆积在管涵底部的致密的胶结状淤积物进行高效清淤，无需人工下井，无二次污染。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种采用干冰微爆进行排水管道清淤的方法，它包括以下步骤：

步骤1，干冰清洗机的组装连接：

将干冰存储机和空气压缩机固定在工程车上，用两根橡胶软管分别将空气压缩机的出气口和干冰存储机的出冰口与干冰清洗机的固气混合室相接；

步骤2，干冰清洗机在管道内部的下放和行走：

将组装完成的干冰清洗机通过吊装设备，由检查井下放到待清淤管道的内部；

步骤3，待清淤管段的干冰微爆清洗：

通过地面控制台操纵干冰清洗机行走至待清淤部位，开启空气压缩机和干冰存储机，使得干冰颗粒通过橡胶软管进入干冰清洗机内，通过干冰清洗机的干冰喷嘴喷射到管道的内表面，干冰吸热产生微爆，利用干冰的微爆力使淤积物从管道内表面脱离，从而达到清淤的目的。

所述步骤1的具体操作过程为：

步骤1.1，在进行干冰微爆清淤前，首先对待清淤管道进行安全封堵，利用封堵气囊，在待清淤管道的上游检查井的上端进行封堵，为了防止清淤过程中淤积物进入下游管道，在待清淤管段的下游检查井的下端也进行封堵；

步骤1.2，为了提高清淤效果，在干冰微爆清洗之前，首先用高压水车对待清淤管道进行初步高压清洗，将易于除掉的淤泥杂质首先清除掉，预先的清洗程序会更加的高效经济；

步骤1.3，通过螺栓或焊接将干冰存储机和空气压缩机固定在工程车上，然后分别用两根橡胶软管分别将空气压缩机的出气口和干冰存储机的出冰口与干冰清洗机的固气混合室相接，最后将干冰清洗机的控制系统接入工程车控制台的信号接收模块中。

所述工程车上搭载有控制台，用于操纵干冰清洗机；所述干冰存储机和空气压缩机与工程车之间为刚性连接。

所述步骤2的具体操作过程为，将干冰清洗机置于待清淤的排水管道内，且所述干冰清洗机能在排水管道内自由爬行。

所述干冰清洗机上设有固气混合室、干冰喷嘴和自动行走装置，所述干冰清洗机能够在自动行走装置下在管道内来回行走，且具有一定的爬坡能力，能够跨越低的障碍物；所述干冰喷嘴能够在反作用力下绕干冰清洗机的轴线旋转，并实现360°喷射。

所述步骤3的具体操作过程为：

步骤3.1，将所述干冰清洗机置于待清淤管道内，通过地面控制台操作干冰清洗机前进，到达待清淤的部位；

步骤3.2，开启空气压缩机，压缩空气通过橡胶软管进入干冰清洗机的固气混合室内，通过干冰喷嘴喷出并带动干冰喷嘴旋转；

步骤3.3，打开干冰存储机的出冰口阀门，利用压缩空气软管产生真空，将干冰粒从干冰存储机中吸出，到达固气混合室，在固气混合室中汇合、加速，然后从干冰喷嘴喷出，射向待清洗管道表面；

步骤3.4，通过控制台操纵干冰清洗机均匀低速前进，保证干冰颗粒能够均匀覆盖在管道表面；

步骤3.5，清淤完成后，首先关闭干冰存储机的阀门，过2~3分钟后再关闭空气压缩机，取出干冰清洗机；

步骤3.6，干冰微爆清淤结束后，清洗下来的淤积物都堆积在管底，再利用高压水车，将管道内的淤积物冲到下游检查井，然后再通过吸污车排出。

本发明有如下有益效果：

1、本发明提供的排水管道清淤方法实现了排水管道清淤自动化，整个过程均在地面操作，操作方便，无需人工下井，保证了工人的人身安全。

2、干冰微爆排水管道清淤技术和方法解决了传统的采用水流对胶结状淤积物清淤能力不足的缺陷。干冰微爆清淤不仅可以有效使胶结状淤积物从管道表面脱离，而且干冰气化与污垢发生的热交换使污垢的温度降低，低温下的污垢具有脆性，不会附着在临近的位置上。而二氧化碳的密度大于空气的密度，升华后的干冰下沉会阻止污垢的乱飞。这样使干冰清洗能够达到彻底去除污垢的目的。且经喷嘴喷出的干冰颗粒体积较小，易于进入孔隙中，因此，孔隙中的污垢亦可被彻底去除。

3、干冰微爆排水管道清淤技术和方法解决了传统高压水射流清洗技术由于高压水射流具有较大能量，清洗过程中易对管壁产生破坏，特别是对老旧管道的清洗过程中易造成管道裂缝扩张导致管道破坏的缺陷。干冰清洗技术已广泛应用于精密仪器的清洗，所用干冰颗粒为质地较软、粒径较小的干冰沙，不会损伤管道基体。

4、干冰微爆排水管道清淤技术和方法解决了传统的清淤方式存在二次污染的缺陷，干冰微爆清淤过程中所有的干冰工作介质都挥发为无害的二氧化碳气体，唯一的废弃物是被清洗掉的污垢，没有任何有害的气体挥发及有害污染物的排放，不会对大气及环境造成危害，所以具有良好的环保效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明一种采用干冰微爆进行排水管道清淤的方法示意图。

图中：1-工程车、2-干冰存储机、3-空气压缩机、4-橡胶软管、5-干冰清洗机、6-干冰喷嘴、7-待清淤管道、8-淤积物、9-封堵气囊。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

请参阅图1，一种采用干冰微爆进行排水管道清淤的方法，它包括以下步骤：

步骤1，干冰清洗机5的组装连接：

将干冰存储机2和空气压缩机3固定在工程车1上，用两根橡胶软管4分别将空气压缩机3的出气口和干冰存储机2的出冰口与干冰清洗机5的固气混合室相接；

步骤2，干冰清洗机5在管道内部的下放和行走：

将组装完成的干冰清洗机5通过吊装设备，由检查井下放到待清淤管道7的内部；

步骤3，待清淤管段7的干冰微爆清洗：

通过地面控制台操纵干冰清洗机5行走至待清淤部位，开启空气压缩机3和干冰存储机2，使得干冰颗粒通过橡胶软管4进入干冰清洗机5内，通过干冰清洗机5的干冰喷嘴6喷射到管道的内表面，干冰吸热产生微爆，利用干冰的微爆力使淤积物8从管道内表面脱离，从而达到清淤的目的。

通过采用上述的方法，能够用于实现了排水管道清淤自动化，整个过程均在地面操作，操作方便，无需人工下井，保证了工人的人身安全。

进一步的，所述步骤1的具体操作过程为：

步骤1.1，在进行干冰微爆清淤前，首先对待清淤管道7进行安全封堵，利用封堵气囊9，在待清淤管道7的上游检查井的上端进行封堵，为了防止清淤过程中淤积物进入下游管道，在待清淤管段7的下游检查井的下端也进行封堵；

步骤1.2，为了提高清淤效果，在干冰微爆清洗之前，首先用高压水车对待清淤管道7进行初步高压清洗，将易于除掉的淤泥杂质首先清除掉，预先的清洗程序会更加的高效经济；

步骤1.3，通过螺栓或焊接将干冰存储机2和空气压缩机3固定在工程车1上，然后分别用两根橡胶软管4分别将空气压缩机3的出气口和干冰存储机2的出冰口与干冰清洗机5的固气混合室相接，最后将干冰清洗机5的控制系统接入工程车1控制台的信号接收模块中。

进一步的，所述工程车1上搭载有控制台，用于操纵干冰清洗机5；所述干冰存储机2和空气压缩机3与工程车1之间为刚性连接。通过上述的控制台能够实现整个自动化清淤过程，提高了清淤效率。

进一步的，所述步骤2的具体操作过程为，将干冰清洗机5置于待清淤的排水管道内，且所述干冰清洗机5能在排水管道内自由爬行。在具体方案实施过程中，将干冰清洗机5搭载在管道机器人上，通过管道机器人实现干冰清洗机5在管道内部的自由行走。

进一步的，所述干冰清洗机5上设有固气混合室、干冰喷嘴6和自动行走装置，所述干冰清洗机5能够在自动行走装置下在管道内来回行走，且具有一定的爬坡能力，能够跨越低的障碍物；所述干冰喷嘴6能够在反作用力下绕干冰清洗机的轴线旋转，并实现360°喷射。通过上述的干冰清洗机5实现了干冰微爆技术的管道清淤。

进一步的，所述步骤3的具体操作过程为：

步骤3.1，将所述干冰清洗机5置于待清淤管道7内，通过地面控制台操作干冰清洗机5前进，到达待清淤的部位；

步骤3.2，开启空气压缩机3，压缩空气通过橡胶软管4进入干冰清洗机的固气混合室内，通过干冰喷嘴6喷出并带动干冰喷嘴6旋转；

步骤3.3，打开干冰存储机2的出冰口阀门，利用压缩空气软管产生真空，将干冰粒从干冰存储机2中吸出，到达固气混合室，在固气混合室中汇合、加速，然后从干冰喷嘴6喷出，射向待清洗管道表面；

步骤3.4，通过控制台操纵干冰清洗机5均匀低速前进，保证干冰颗粒能够均匀覆盖在管道表面；

步骤3.5，清淤完成后，首先关闭干冰存储机2的阀门，过2~3分钟后再关闭空气压缩机3，取出干冰清洗机5；

步骤3.6，干冰微爆清淤结束后，清洗下来的淤积物都堆积在管底，再利用高压水车，将管道内的淤积物冲到下游检查井，然后再通过吸污车排出。