單麗梅 邯鄲市水利工程處

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單磊磊 邯鄲市水利工程處

滏陽河河道疏浚工程位于邯鄲市城市中心，是城市防洪排澇的重要通道，也是重要的城市景觀，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，使河道成為了藏污納垢的容器，造成了污染，水環(huán)境惡化，嚴(yán)重影響了城市居民生產(chǎn)和生活，河道清淤疏浚迫在眉睫。城市河道清淤施工難度較大,設(shè)備選擇是疏浚施工正常進(jìn)行的最關(guān)鍵的因素。為保證經(jīng)濟(jì)而有效地完成疏浚工程，以滏陽河清淤疏浚工程為實(shí)例，就疏浚設(shè)備選擇問題進(jìn)行初步探討。

1.項(xiàng)目簡介

滏陽河清淤疏浚工程本標(biāo)段起點(diǎn)為北環(huán)路橋（不含橋下，樁號15+000）（0+000即張莊橋節(jié)制閘），終點(diǎn)為馮村橋（不含橋下，樁號17+114），河道清淤疏浚長度為2.114km。河道按排澇標(biāo)準(zhǔn)5年一遇（114m3/s），本次補(bǔ)水設(shè)計(jì)流量為13.2m3/s，灌溉水設(shè)計(jì)流量25m3/s，工程級別為4級。主河槽均采用梯形斷面，河底寬度在19.5～20.5m之間，岸坡坡比為1:3；縱向起點(diǎn)北環(huán)橋下河底高程48.22m，終點(diǎn)樁號16+200河底高程47.96m，河道設(shè)計(jì)縱坡為1/4643。

根據(jù)地質(zhì)報(bào)告顯示，樁號15+000-20+480砂壤土段土層含水率較高，由于開挖對地層擾動，易形成土層的流砂現(xiàn)象，應(yīng)對砂壤土段采取合理的防護(hù)措施，以保證邊坡的穩(wěn)定性。現(xiàn)狀河道部分彎道轉(zhuǎn)彎半徑較小、角度大、無灘地，本次施工盡量顧及原有河岸線和枯水河槽的彎曲形態(tài)，同時(shí)適應(yīng)現(xiàn)有河道的狀況，有效地控導(dǎo)主流，穩(wěn)定河勢、固定河槽。治理段經(jīng)過村莊，開挖邊坡如涉及到房屋拆遷，考慮到工期緊，實(shí)施難度大，該段只清淤河底；如河道現(xiàn)狀灘地窄或無灘地，放坡開挖影響到現(xiàn)狀兩堤，不具備放坡開挖條件，本次設(shè)計(jì)也只清淤河底。

經(jīng)過對施工現(xiàn)場的察看發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)：（1）現(xiàn)有河道水面寬度約在30～40m之間，水深約在2.5m左右。（2）河道內(nèi)水草叢生，數(shù)量較多，且部分區(qū)段河底存在一定數(shù)量的建筑垃圾、生活雜物和硬塑粘土。（3）現(xiàn)有河道兩側(cè)已有建成的防護(hù)欄桿，欄桿內(nèi)側(cè)灘地寬度1～2.5m，不能滿足常用挖掘機(jī)的通行要求，且局部有新建的親水平臺，機(jī)械無法通行；欄桿外側(cè)市政工程正在進(jìn)行綠化施工，靠近欄桿僅有2m寬人行道，不便車輛通行和施工機(jī)械?？?。（4）在樁號16+200右側(cè)有一塊空地僅有少量附著物的空地。

按照《水利水電工程單元工程施工質(zhì)量驗(yàn)收評定標(biāo)準(zhǔn)-堤防工程》（SL634-2012）及其相關(guān)規(guī)范，河道疏浚質(zhì)量要求必須達(dá)到以下幾個(gè)方面：（1）河道過水?dāng)嗝婷娣e不小于設(shè)計(jì)斷面面積；（2）寬闊水域平均底高程達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定高程；（3）局部欠挖深度小于0.3m，面積小于5.0m2；（4）開挖橫斷面每邊超寬值不大于1.5m、超深值不大于0.4m；（5）開挖軸線位置符合設(shè)計(jì)要求；（6）棄土處置符合設(shè)計(jì)要求。

2.河道疏浚施工設(shè)備選擇

由于現(xiàn)有施工條件不能滿足常規(guī)挖掘機(jī)開挖空間要求，且不便淤泥運(yùn)輸車輛通行，同時(shí)由于現(xiàn)有水面寬度限制長臂挖掘機(jī)不能滿足長度要求，為保證有效的完成疏浚工程，應(yīng)盡量選擇適合工程任務(wù)的疏浚設(shè)備，城市河道、湖泊疏浚工程中較為常用的方法有：絞吸式挖泥船和鏟斗式挖泥船兩種施工方法。初步計(jì)劃選用挖泥船進(jìn)行河道疏浚施工。

2.1 技術(shù)分析

絞吸式挖泥船施工方法利用吸水管前端圍繞吸水管裝在船前的絞刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，將河底泥沙進(jìn)行切割和攪動，在經(jīng)吸泥管將絞起的泥沙物料進(jìn)行泥水混合，形成泥漿，借助船上離心泵產(chǎn)生的強(qiáng)大的泵力使泥漿沿著吸泥管進(jìn)入泥泵吸入端，經(jīng)全封閉管道將泥沙物料輸送至堆積場。絞吸式挖泥船具有挖泥、運(yùn)泥和卸泥自行獨(dú)立完成的施工特點(diǎn)，適合土質(zhì)為沙壤土，淤泥，松散軟塑黏土的內(nèi)河、湖泊航道浚深。

鏟斗式挖泥船其工作機(jī)構(gòu)與反向鏟、正向鏟挖土機(jī)類似。是一種非自航的單斗式挖泥船，開挖時(shí)，將斗橋的下端放入水下一定的深度，使之與疏浚土層相接觸。然后在上導(dǎo)輪驅(qū)動下使斗鏈連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動斗鏈上的斗泥，挖泥后裝入，再隨斗鏈的轉(zhuǎn)動提升出水面，并傳送至塔頂部，經(jīng)過上導(dǎo)輪改變方向后，斗內(nèi)的泥沙在自身的重力下，倒入斗塔中的泥井。最后泥沙經(jīng)過溜泥槽排出挖泥船的船舷外的泥駁船上的泥箱內(nèi)。泥箱裝滿后，由泥駁船運(yùn)輸泥箱到汽車吊停放部位卸泥，泥駁船運(yùn)輸泥箱到岸邊停放汽車吊部位后，由汽車吊吊運(yùn)泥箱將泥卸入泥漿車內(nèi)，由泥漿車在路上運(yùn)輸淤泥到下游棄土場進(jìn)行堆放，易產(chǎn)生的運(yùn)輸二次污染。可用于狹小水域、港池、碼頭泊位，清理圍墾和排除水下障礙等。適用挖卵石、碎石、大小塊石、硬粘土、珊瑚礁、粗砂及膠結(jié)緊密的混合物，以及風(fēng)化巖和炸后的巖石等。

從施工流程比較來說，絞吸式清淤是一個(gè)挖泥、運(yùn)泥、卸泥一體化施工的過程，可以一次連續(xù)完成，是一種效率高、成本低的挖泥船，是良好的水下挖掘機(jī)械，能有效清除污染源且不破壞何地原狀土，對施工區(qū)周圍水體影響小，輸送系統(tǒng)采用長距離全封閉的管道輸送技術(shù)，杜絕了常規(guī)清淤中產(chǎn)生的運(yùn)輸二次污染。而鏟斗式清淤成本較高，工效較低，尤其是將淤泥從泥駁船中上船效率較低。比起鏟斗式清淤更簡單，相對施工環(huán)境影響較小。

2.2 工程適應(yīng)性

通過對河道淤泥土質(zhì)進(jìn)行勘查，淤泥為軟質(zhì)塑性淤泥，河床上有少量石塊，淤泥中有部分夾質(zhì)。絞吸式清淤適用于泥層厚度大的中、大型河道清淤，適合開挖雜質(zhì)垃圾夾帶較少的軟性淤泥。而鏟斗式挖泥船則需要在河道邊有場地建設(shè)簡易碼頭，將開挖出的淤泥運(yùn)輸至簡易碼頭上岸再外運(yùn)。在河道周邊有荒地構(gòu)造棄土場，該場景較適宜于絞吸船清淤。

鏟斗式挖泥船工藝流程圖

2.3 優(yōu)缺點(diǎn)

嚴(yán)格按照環(huán)境管理體系G B/T24001-2016-ISO14001：2015和本工程招標(biāo)文件對環(huán)保和水保方面的要求，防止由于工程施工造成施工區(qū)及附近地區(qū)的水土流失和環(huán)境污染。絞吸式清淤是一個(gè)挖泥、運(yùn)泥、卸泥一體化施工的過程，且全程采用全封閉管道運(yùn)送，不會產(chǎn)生泥漿散落或泄漏，避免了淤泥的二次污染的問題。在清淤過程中對河道正常功能不會產(chǎn)生影響,陰雨天氣不影響正常施工。與鏟斗式挖泥船相比，混水范圍可控制在絞刀頭半徑50米之內(nèi)，清淤對周圍水域環(huán)境擾動范圍小，可有效阻止底泥中氮、磷等污染淤泥的大量擴(kuò)散，防止水體二次污染，能夠保證疏浚效果。缺點(diǎn):絞吸式清淤易受河道內(nèi)垃圾、石塊等障礙物影響，造成吸泥口堵塞的情況發(fā)生，導(dǎo)致工效下降。

鏟斗式挖泥船優(yōu)點(diǎn):清淤過程中不會對河道通航產(chǎn)生影響，施工不受天氣影響。鏟斗式清淤不受河道內(nèi)垃圾、石塊等障礙物影響。適應(yīng)的土質(zhì)范圍較廣，尤其對硬土工效較高。對堆場距離無要求，清出的淤泥需要外運(yùn)場景較適用。缺點(diǎn):鏟斗式挖泥船在施工過程中會產(chǎn)生大量污染物擴(kuò)散，逃淤、回淤情況嚴(yán)重，清淤對周圍水域造成污染。尤其水流具有--定流速的情況下，混水范圍較大，對下游水質(zhì)造成較大影響。因該工程環(huán)境保護(hù)及水土保持要求較高，相對絞吸式清淤具有明顯的優(yōu)勢。

2.4 經(jīng)濟(jì)性

絞吸式清淤具有明顯的經(jīng)濟(jì)性，由于它是挖、運(yùn)、吹體化施工的過程，工序環(huán)節(jié)少，與其它挖泥船清淤方式來比，成本相對較低，工期較短，具有明顯的優(yōu)勢。而鏟斗式清淤成本較高，工效較低，尤其是將淤泥從泥駁船中上船效率較低，造成工期較長。

3.綜述

綜合分析上述，本工程清淤段位于城區(qū)腹地，為防止淤泥灑、漏，并減少對市內(nèi)環(huán)境造成二次污染，同時(shí)避免對上下游的生態(tài)環(huán)境影響。同時(shí)，本次河道疏浚以改善水環(huán)境為目的，要求把高濃度污染物的淤泥挖除，施工時(shí)采用絞吸式挖泥船進(jìn)行低擾動清淤，運(yùn)用接力泵系統(tǒng)全封閉管道輸送淤泥，有效杜絕了逃淤現(xiàn)象，另外還具有不用施工導(dǎo)流、不影響工業(yè)正常供水、綜合成本低等特點(diǎn)。為確保居民生活和工業(yè)供水不受干擾，最大限度地減少對河道生態(tài)環(huán)境影響和對交通的影響，即要保證清淤施工質(zhì)量、安全及進(jìn)度、成本，又要考慮疏浚設(shè)備的適用性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性，建議采用環(huán)保絞吸式挖泥船進(jìn)行河到清淤疏浚。