本發(fā)明涉及水利水電工程和機械工程技術領域，具體涉及一種施工導流隧洞底部門槽淤泥砂清理裝置。

背景技術：

我國國民經濟水平的迅速提升，在推動社會進步的同時，也在很大程度上促進了水利水電工程的建設和發(fā)展，在經濟發(fā)展的有效帶動下，我國水利水電工程建設事業(yè)也取得了巨大的成就。

隨著我國社會經濟的不斷發(fā)展，水利水電工程項目建設越來越多，在其施工過程中，導截流是其中比較關鍵的一個環(huán)節(jié)，對水利工程的質量起著重要的作用。而在施工導截流方案中，導流隧洞是常用的方案。施工導流隧洞是水電水利工程中重要的臨時建筑物，導流洞封堵閘門的順利下閘封堵是工程下閘蓄水的關鍵。

導流隧洞的布置高程一般都較低，且進口的中心線一般與主河道呈斜交，運行狀況較差。流經導流洞閘門槽的水流挾帶有復雜的成份，其中包括有沿水流底層運動的河床推移質如泥沙、卵石、塊石及沉木等。由于導流洞的進口高程較低，水流挾帶著各種顆粒物質等將全部由此通過，一旦導流，將持續(xù)運行多年。由于導流洞過流時間長，流態(tài)復雜，水質情況、推移質的特性具有很大的不確定性，因此常常會有淤泥砂等雜物駐留在底部門槽內。雖然目前有門槽保護框、門槽箱形保護裝置等門槽保護措施，但這對防止石塊、泥沙淤積在底部門槽內并無太大效果，仍會有許多淤泥砂淤積在底部門槽內。

導流洞封堵閘門的下閘封堵一般在枯水期，此時流速低，底部閘門槽內更容易淤積雜物，此時若不能將這些雜物清理干凈，勢必會影響閘門的順利下閘，進而影響整個水利工程的進程和效益。

在本發(fā)明裝置完成之前，未發(fā)現(xiàn)對導流隧洞底部門槽中淤積的淤泥砂進行清理的、利用遙感技術操控的機械裝置。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出了一種基于遙感操控技術、利用高壓噴射、真空吸收和抓斗抓取一噴一吸一抓原理的施工導流隧洞底部門槽淤泥砂清理裝置，以保證導流隧洞在封堵蓄水時能順利下閘。

本發(fā)明的技術方案如下：

本發(fā)明一種施工導流隧洞底部門槽淤泥砂清理裝置，由裝置機架、吊耳、承重平臺、上支撐橫梁、下支撐橫梁、端梁、主梁、水平移動裝置運行機構、水平移動裝置、伸縮式真空吸管、伸縮式抓斗、伸縮式高壓噴管、十字型高壓噴頭、高壓噴嘴、淤泥砂儲存池、動力、電力及控制系統(tǒng)和滾動裝置組成。

所述裝置機架為無底面的箱形結構，其左、右兩側面在下支撐橫梁以下部分為鏤空的門形結構，保證主梁左、右移動時不受裝置機架的限制；裝置機架作為整個發(fā)明裝置的框架，對上支撐橫梁和下支撐橫梁有著支撐固定作用，是整個裝置的主要受力、傳力和保護結構；

所述裝置機架上固定有吊耳，通過閘門啟閉機的牽拉作用使整個裝置上、下移動；

所述上支撐橫梁與承重平臺及裝置機架固定，下支撐橫梁與軌道及裝置機架固定；下支撐橫梁為底邊不封閉的箱形梁，該箱形梁底邊構成下支撐橫梁底部的軌道；下支撐橫梁截面尺寸按受力穩(wěn)定性確定，其寬度滿足運用要求且略大于底部閘門槽寬度，以保證淤泥砂作用部件（伸縮式真空吸管、伸縮式抓斗和伸縮式高壓噴管的總稱）在底部閘門槽內的前、后移動范圍大于底部閘門槽寬度；

所述上支撐橫梁和下支撐橫梁的兩端均安裝滾動裝置，上支撐橫梁與其兩端的滾動裝置聯(lián)合支撐在邊壁閘門槽中，下支撐橫梁與其兩端的滾動裝置聯(lián)合支撐在邊壁閘門槽中，使整個裝置能沿邊壁閘門槽上下移動；下支撐橫梁與上支撐橫梁聯(lián)合作用，在裝置運行時能保證整個裝置的穩(wěn)定性；

所述端梁和主梁固定為一整體，可沿下支撐橫梁底部的軌道做左、右移動；端梁、主梁的結構與橋式起重機的端梁和主梁的結構相似；端梁支撐在下支撐橫梁底部的軌道上，使端梁和主梁在動力驅動下沿軌道左右運動；主梁的主要作用是為水平移動裝置和水平移動裝置運行機構提供前后移動的軌道；

所述水平移動裝置和水平移動裝置運行機構固定為一整體，可沿主梁做前、后運動；水平移動裝置在步進電機或者伺服電機的作用下能夠水平旋轉180°，使與其固定一體的伸縮式真空吸管和伸縮式高壓噴管水平換位，以保證底部閘門槽兩端的淤泥砂清理；水平移動裝置運行機構是水平移動裝置與主梁的連接件，它是水平移動裝置沿主梁前、后運動的動力裝置和支撐裝置；

所述伸縮式真空吸管和伸縮式高壓噴管與水平移動裝置固定為一整體，可隨水平移動裝置一起移動；伸縮式真空吸管和伸縮式高壓噴管都分為兩段，在水平移動裝置以下部分均為剛性管道，在水平移動裝置以上部分均為柔性管道；所述剛性管道為套入式可伸縮管道，其結構與自動伸縮桿和挖掘機套入式伸縮臂的結構相似，其中與水平移動裝置固結段為固定體，其他段為移動體，收縮時，其全部管道可收縮于裝置機架內；剛性管道可通過行程油缸或者伸縮缸來控制其進行伸縮；考慮水流作用、淤泥砂儲存池容量、裝置的簡單復雜性等因素，剛性管道管徑可選為底部閘門槽寬度的1/5～1/4；

所述伸縮式高壓噴管端部安裝有高壓噴嘴和十字型高壓噴頭；十字型高壓噴頭為可旋轉360°的十字型高壓噴頭，其能向下噴出高壓的十字型水流；在十字型水流的水力劈裂作用下，低流速下固定于底部閘門槽內的淤泥砂容易被沖散而被伸縮式真空吸管吸收；

所述伸縮式真空吸管內安裝伸縮式抓斗，用于抓起底部門槽內具有一定體積（大體積的塊石、沉木等）的雜物并移出底部閘門槽；伸縮式抓斗是用伸縮操作桿操控的小型抓斗，其不用時可收縮隱藏于裝置機架中，使用時可通過伸縮操作桿將其從伸縮式真空吸管中伸出；

所述承重平臺與上支撐橫梁固定在一起，其中線位于上支撐橫梁中點處，以有利于整個裝置的穩(wěn)定平衡；

所述淤泥砂儲存池用于存放伸縮式真空吸管所吸收的淤泥砂，其安裝于承重平臺底部中心處，以有利于整個裝置的穩(wěn)定平衡；動力、電力及控制系統(tǒng)安裝于承重平臺上部中心處，其是整個發(fā)明裝置的動力、電力處理系統(tǒng)，采用遙感技術進行操控，可對發(fā)明裝置伸縮機構進行伸縮控制和對淤泥砂作用部件（伸縮式真空吸管、伸縮式抓斗和伸縮式高壓噴管的總稱）進行工作和三維運動控制；

所述滾動裝置安裝于上支撐橫梁和下支撐橫梁兩端，用于使整個發(fā)明裝置沿閘門槽上、下移動和傳遞上支撐橫梁和下支撐橫梁所受之力。

本發(fā)明的工作原理是：在遙感操控技術下，利用已有的閘門啟閉機的牽拉作用、通過上、下支撐橫梁及其端部的滾動裝置，使整個發(fā)明裝置沿邊壁閘門槽上、下移動到一定位置；對淤泥砂作用部件進行適當伸縮，使淤泥砂作用部件能對底部閘門槽內的淤泥砂等雜物進行作用；整個發(fā)明裝置完成正確定位后，通過遙控技術控制水平移動裝置做前后左右移動，使淤泥砂作用部件作用于底部閘門槽全范圍內的淤泥砂等雜物，并通過高壓噴射、真空吸收和抓斗抓取一噴一吸一抓的工作原理對淤泥砂等雜物進行高效的清理。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明裝置能對施工導流隧洞底部閘門槽中的淤泥砂進行高效清理，保證需要時順利下閘。本發(fā)明裝置全程采用遙感操作技術，操作具有較高的準確性、連貫性，生產效率高。通過已有的閘門啟閉機的牽拉作用，利用遙感技術對各伸縮結構進行操控，使整個發(fā)明裝置沿邊壁閘門槽上、下運動并完成正確定位，鑒于發(fā)明裝置結構的特定設計，故可保證淤泥砂作用部件能在底部閘門槽全范圍內作用，避免了水下作業(yè)時難以確定底部閘門槽位置的難題，能快速準確地定位底部閘門槽位置；利用遙感操控技術，操控水平移動裝置進行前后左右移動，使淤泥砂作用部件作用于底部閘門槽全范圍內的淤泥砂等雜物，進而清除底部閘門槽內的全部淤泥砂等雜物；利用真空吸收和高壓噴射一噴一吸的作用，再加上抓斗的輔助作用，裝置對淤泥砂等雜物的清理徹底、高效。

2、本發(fā)明裝置便捷靈活，適用性強。本發(fā)明裝置結構簡單，有些結構采用套入式伸縮結構，收縮后，整個裝置比較規(guī)則，體積不大，使用時便于搬運，不用時便于存放；使用時，利用遙感操控技術對整個發(fā)明裝置進行操控，對淤泥砂作用部件（伸縮式真空吸管、伸縮式抓斗和伸縮式高壓噴管的總稱）可實現(xiàn)三維運動，操作簡單，運行靈活；本發(fā)明裝置不僅可以用于施工導流隧洞底部閘門槽的淤泥砂的清理，也可用于其他會發(fā)生淤積的閘門槽的清理，適用性好。

3、本發(fā)明裝置經濟安全，原理簡單。本發(fā)明裝置所采用的原理均為一些常見的簡單原理，所采用的技術均為現(xiàn)今已有的成熟簡單技術；本發(fā)明裝置全程采用遙感操控技術，操作人員只需攜帶輕巧的發(fā)射系統(tǒng)，自由走動并選擇最佳（安全）視覺位置實行操作，消除了以往由于視線不清、環(huán)境惡劣或指揮配合不當等因素造成的事故隱患，保證了安全操作。操作可由一人單獨承擔，無需他人指揮,節(jié)省了人力資源。使用本發(fā)明裝置后，無需再使用人力進行水下作業(yè)，節(jié)省了大量的人力、物力，經濟安全。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例裝置結構簡圖的主視圖。

圖2為本發(fā)明實施例裝置結構簡圖的側視圖。

圖3為本發(fā)明實施例的裝置運用示意圖。

圖4是本發(fā)明實施例淤泥砂作用部件的結構原理簡圖，其中(a)為淤泥砂作用部件三維運動大樣圖,(b)為伸縮式真空吸管及伸縮式抓斗端部大樣圖，（c）為伸縮式高壓噴管端部橫剖面大樣圖。

圖中標記：1—吊耳、2—裝置機架、3—上支撐橫梁、4—下支撐橫梁、5—端梁、6—主梁、7—水平移動裝置運行機構、8—水平移動裝置、9—伸縮式真空吸管、10—伸縮式高壓噴管、11—伸縮式抓斗、12—十字型高壓噴頭、13—高壓噴嘴、14—承重平臺、15—淤泥砂儲存池、16—動力、電力及控制系統(tǒng)、17—滾動裝置、18—邊壁閘門槽、19—底部閘門槽、20—閘門啟閉機。

具體實施方式

為了便于本領域普通技術人員理解和實施本發(fā)明，下面結合附圖及實施示例對本發(fā)明作進一步的詳細描述，應當理解，此處所描述的實施示例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1-4所示，本發(fā)明一種施工導流隧洞底部門槽淤泥砂清理裝置，由裝置機架2、吊耳1、承重平臺14、上支撐橫梁3、下支撐橫梁4、端梁5、主梁6、水平移動裝置運行機構7、水平移動裝置8、伸縮式真空吸管9、伸縮式抓斗11、伸縮式高壓噴管10、十字型高壓噴頭12、高壓噴嘴13、淤泥砂儲存池15、動力、電力及控制系統(tǒng)16和滾動裝置17組成。使用時，按步驟對各部件進行操作，通過各部件的協(xié)調合作達到清理施工導流隧洞底部門槽淤泥砂的效果。

所述裝置機架2為無底面的箱形結構，其左、右兩側面在下支撐橫梁4以下部分為鏤空的門形結構，其用于支撐固定上支撐橫梁3和下支撐橫梁4，是整個發(fā)明裝置的主要受力、傳力和保護結構；裝置機架2滿足一定荷載強度要求，其寬度滿足運用要求，能保證整個裝置順利進入閘門槽；

所述吊耳1與裝置機架2固定，滿足一定的強度要求，能承受裝置自身重力及其他一些附加阻力；閘門啟閉機20通過對吊耳1的牽拉作用使整個裝置上、下移動；

所述上支撐橫梁3和下支撐橫梁4的兩端均安裝滾動裝置17，上支撐橫梁3與其兩端的滾動裝置17聯(lián)合支撐在邊壁閘門槽18中，下支撐橫梁4與其兩端的滾動裝置17聯(lián)合支撐在邊壁閘門槽18中，使整個裝置能沿邊壁閘門槽18上下移動；

所述下支撐橫梁4為底邊不封閉的箱形梁，該箱形梁底邊構成下支撐橫梁4底部的軌道；其截面尺寸按受力穩(wěn)定性確定，其寬度滿足運用要求且略大于底部閘門槽19寬度；

所述端梁5和主梁6固定為一整體，可沿下支撐橫梁4底部的軌道做左、右移動；端梁5、主梁6均滿足一定強度要求，其結構與單梁橋式起重機的端梁和主梁的結構相似。端梁5支撐在下支撐橫梁4底部的軌道上，使端梁5和主梁6在動力驅動下沿軌道左、右運動；主梁5的主要作用是為水平移動裝置8和水平移動裝置運行機構7提供前后移動的軌道；

所述水平移動裝置8和水平移動裝置運行機構7固定為一整體，可沿主梁6做前、后運動；水平移動裝置8在步進電機或者伺服電機的作用下能夠水平旋轉180°，使與其固定一體的伸縮式真空吸管9和伸縮式高壓噴管10水平換位；水平移動裝置運行機構7是水平移動裝置8與主梁6的連接件，它是水平移動裝置8沿主梁6前、后運動的動力裝置和支撐裝；

所述伸縮式真空吸管9和伸縮式高壓噴管(10)與水平移動裝置8固定為一整體，可隨水平移動裝置8一起移動；伸縮式真空吸管9和伸縮式高壓噴管10都分為兩段，在水平移動裝置8以下部分均為剛性管道，在水平移動裝置8以上部分均為柔性管道；所述剛性管道為套入式可伸縮管道，其結構與自動伸縮桿和挖掘機套入式伸縮臂的結構相似，其中與水平移動裝置8固結段為固定體，其他段為移動體，收縮時，其全部管道可收縮于裝置機架2內；剛性管道可通過行程油缸或者伸縮缸來控制其進行伸縮；考慮水流作用、淤泥砂儲存池15容量、裝置的簡單復雜性等因素，剛性管道管徑可選為底部閘門槽19寬度的1/5～1/4；剛性管道滿足一定強度要求，在水流作用下可穩(wěn)定工作，并能將所受之力通過上、下支撐橫梁及其端部的滾動裝置傳遞給邊壁閘門槽18，進而保證整個發(fā)明裝置的穩(wěn)定性；柔性管道為可隨意彎曲和伸縮的柔性管道；

所述伸縮式高壓噴管10端部安裝有高壓噴嘴13和十字型高壓噴頭12；十字型高壓噴頭12為可旋轉360°的十字型高壓噴頭，其能向下噴出高壓的十字型水流；

所述伸縮式真空吸管9內安裝伸縮式抓斗11，用于抓起底部門槽內具有一定體積大體積的塊石、沉木等的雜物并移出底部閘門槽19；伸縮式抓斗11是用伸縮操作桿操控的小型抓斗，其不用時可收縮隱藏于裝置機架2中，使用時可通過伸縮操作桿將其從伸縮式真空吸管9中伸出；

所述承重平臺14與上支撐橫梁3固定在一起，其中線位于上支撐橫梁3中點處；

所述淤泥砂儲存池15用于存放伸縮式真空吸管9所吸收的淤泥砂；淤泥砂儲存池15安裝于承重平臺14底部中心處；淤泥砂儲存池滿足一定強度要求，其容量滿足運用要求；在淤泥砂儲存池中設有凈化裝置，進入淤泥砂儲存池的渾水經過沉積、分離及凈化后所得的清水可用于高壓噴射，這樣既減小了淤泥砂儲存池的容量要求，又可循環(huán)使用水，提高水的利用率；

所述動力、電力及控制系統(tǒng)16是整個發(fā)明裝置的動力、電力處理系統(tǒng)，利用遙感控制技術，可對發(fā)明裝置伸縮機構進行伸縮控制和對淤泥砂作用部件（伸縮式真空吸管、伸縮式抓斗和伸縮式高壓噴管的總稱）進行工作和三維運動控制；動力、電力及控制系統(tǒng)12安裝于承重平臺14上部中心處；

所述滾動裝置17用于使整個發(fā)明裝置沿閘門槽上、下移動和傳遞上支撐橫梁3和下支撐橫梁4所受之力；滾動裝置17安裝于上支撐橫梁3和下支撐橫梁4兩端，滿足一定強度和尺寸要求，其結構原理與閘門上的支承行走裝置相同，只需依據發(fā)明裝置的需要做相應改造即可。

本實施例裝置具體操作時，包括以下步驟：

步驟1：使用前，檢查裝置是否完好，保證安全。

步驟2：使用時，利用已有的閘門啟閉機將裝置吊入邊壁閘門槽入口處，使上、下支撐橫梁兩端的滾動裝置與邊壁閘門槽的埋件相契合。

步驟3：利用已有的閘門啟閉機的牽拉作用及發(fā)明裝置的自重，使發(fā)明裝置沿邊壁閘門槽18下降到合適位置，通過遙感技術操控裝置的伸縮式真空吸管和伸縮式高壓噴管進行適當伸縮，使伸縮式真空吸管和伸縮式高壓噴管能作用于底部閘門槽內的淤泥砂。

步驟4：待整個發(fā)明裝置完成定位后，通過遙感操控技術，使伸縮式真空吸管和伸縮式高壓噴管開始工作，并操控水平移動裝置，使伸縮式真空吸管和伸縮式高壓噴管做前后左右移動，對底部閘門槽全范圍內的淤泥砂進行清理。在底部閘門槽兩端時，使水平移動裝置旋轉180°，水平交換伸縮式真空吸管和伸縮式高壓噴管的位置，保證在行進過程中，伸縮式高壓噴管始終位于伸縮式真空吸管之前。

步驟5：若閘門槽內的淤泥砂全部清理完后，閘門槽內還殘留有體積較大的塊石、沉木等雜物時，停止伸縮式真空吸管的作業(yè)，啟動伸縮操作桿操控伸縮式抓斗工作，對閘門槽內體積較大的塊石、沉木等雜物進行清理。

步驟6：閘門槽內的淤泥砂等雜物全部清理完后，通過遙感技術操控裝置的伸縮式真空吸管、伸縮式抓斗及伸縮式高壓噴管進行收縮并隱藏于裝置機架內；通過閘門啟閉機的牽拉作用，將裝置吊至岸上。

步驟7：對裝置各部件進行清理維護，將裝置存放于安全之處待下次使用。

應當理解的是，本說明書未詳細闡述的部分均屬于現(xiàn)有技術。

應當理解的是，上述針對較佳實施例的描述較為詳細，并不能因此而認為是對本發(fā)明專利保護范圍的限制，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明權利要求所保護的范圍情況下，還可以做出替換或變形，均落入本發(fā)明的保護范圍之內，本發(fā)明的請求保護范圍應以所附權利要求為準。