□王龍華(瑞安市水利局)
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河道清淤疏浚施工關鍵技術及相關問題的討論
□王龍華(瑞安市水利局)
摘要:瑞安市位于我國黃金海岸線的中段,地處上海經濟區與廈漳泉金三角之間,屬于亞熱帶季風氣候區,冬夏季風交替顯著,四季分明,雨量豐沛,日照充足。據氣象部門的相關統計資料顯示,該地區的多年平均氣溫為18. 10℃,年均日照時數1793. 90 h,多年平均降水量1568. 60 mm,年降雨174. 10 d,相對濕度81%。降水量時空分布不均,年際變化較大,年內差異顯著。文章簡要闡述了對河道進行清淤疏浚的重要意義,進而分析了常用的河道清淤疏浚技術,并在此基礎上對河道清淤疏浚施工技術要點及質控措施進行論述。以期能夠為類似河道清淤疏浚工程的順利進行提供借鑒作用。
關鍵詞:河道;清淤疏浚;技術;質量
1.1瑞安市河道現狀
瑞安市隸屬于浙江省溫州市,全市下轄5個鎮、15個街道辦事處,2009年總人口118.75萬人,其中農業人口97.27萬人,占總人口的81.90%。該市主要的河流有省級河道飛云江、市級河道溫瑞塘河和瑞平塘河,均屬飛云江水系。水域功能是水域的社會屬性,承擔著排澇、灌溉、航運、景觀等功能。瑞安市河流水系發達、河網密布。瑞安市境內共有河道2405條,其中平原河道1049條,河道長度1125.12 km,水域面積17.90 km2,水域容積0.30億m3,水域面積率3.79%,水域容積率6.28萬m3/km2,河網密度2.38 km/km2。
1.2瑞安市河道現存的問題
瑞安市工業發展,人口激增帶來的工業廢水、生活廢水、固體廢物的增加,使得排入塘河的污水和固體廢物量進一步增加,河道淤積現象有增無減。部分河床較淺的小河道、河道淤積更為嚴重。目前平原河道主要存在河網中河道淤積嚴重,河道過水能力偏低。
河道由于河床的自然淤積以及部分通航河道的兩岸塌方,加之一些人為的垃圾廢物堆放和違章建筑等現象的存在,致使河道過水斷面減少,河道過流能力減小,蓄水能力降低,影響了河道排澇效果。河網非主排溝通河道由于日常流速較小,淤積情況更為嚴重,使得河網內高水位持續時間相應延長。
河道是河水流經的路線,一般能夠通航的水路均可稱之為河道,具有排灌、泄洪、防澇、灌溉、航運、景觀、生態保護等功能。然而,受外在因素的影響,部分河道出現了一定程度的淤積現象,其中平原中小河道淤積情況較為嚴重。為了使河道本身的功能得以充分發揮,對其進行清淤疏浚已經勢在必行。對出現淤積的河道進行清淤疏浚一方面能夠保證當地的防汛安全,另一方面還能促進地方建設和經濟發展,可見清淤疏浚工作具有非常重要的現實意義。從現階段國內的總體情況上看,清淤疏浚普遍存在如下問題:河道的治理工作不到位,河道容易出現擺動,進而形成危險區段;大量的淤泥淤積在河道當中,會造成河床抬升,導致河道本身的泄洪能力下降。同時個別地段為還沒有護岸整治的,對土堤的安全性構成了一定威脅,會進一步加重河道的淤積情況。鑒于上述問題,必須對河道進行清淤疏浚,由此能夠減輕在河道中的淤積,通過清淤疏浚使河道變深、變寬,河水變清,群眾的生產條件和居住環境得到明顯改善。鑒于此,加強對河道的清淤疏浚意義重大。
目前,國內各個地區的河道清淤疏浚都呈現出系統化施工的特點,通過前期現場勘察獲得的資料,確定合理可行的施工方案,結合實際情況,選擇清淤技術和施工機械設備。近年來,隨著河道清淤疏浚工程的增多,推動了相關技術的發展,中小河道較為常用的清淤技術可分為以下幾類,如圖1所示。

圖1 中小河道清淤疏浚的常用技術圖
3.1排干清淤技術
3.1.1干挖法
當河道作業區內的水被排干之后,可以通過挖掘機將河道中淤積的淤泥挖除,并用渣土車進行外運,或是堆放于河岸上的臨時堆場內。這種清淤方法的優點是對施工設備和技術工藝的要求較低,缺點是清淤不徹底,很有可能對兩岸護岸和建筑物造成危害,用渣土車進行外運有可能限制施工場地。
3.1.2水力沖挖法
該方法具體是指采用水力沖挖機械設備對河道中的底泥進行沖刷,將之擾動成泥漿,并使泥漿匯集到預先設置好的低洼區域內,再用泥漿泵吸取、管道輸送,將泥漿排至堆場。其優點是施工設備簡單,便于輸送,清除淤泥比較徹底,因沒有運輸環節,從而不會造成二次污染,成本較低。
雖然排干清淤技術的優點較多,但卻必須在非汛期進行施工,由此導致工期受限,同時施工過程還會受到天氣的影響。
3.2水下清淤技術
3.2.1抓斗式
借助抓斗式挖泥船對河底的淤泥進行開挖,施工過程中將前臂抓斗探入到河底,當抓斗插入底泥之后,關閉抓斗,再將其提升回來,把斗內抓取到的淤泥卸入駁泥船內,整個過程為循環式作業。該方式適用于泥層厚度大、障礙物較多的中小河道清淤,其優點是靈活、機動,基本不會受到障礙物的影響,施工工藝簡單、成本低,不影響兩岸護岸和建筑物的安全,不會受到氣候條件的影響。其唯一的不足之處是清淤率較低。
3.2.2泵吸式
該方式具體是將水力沖挖的水槍與吸泥泵裝在一個圓筒狀罩子內,通過水槍射水將河道內的底泥攪拌成泥漿,并利用泥漿泵吸出,經由管道輸送至岸上的堆場。因整套機具設備全都安裝在船上,所以能夠邊移動邊作業。其特點是裝備簡單,能夠進入河道任意區段進行施工作業。不足之處是會將河水一并吸出,給后續泥漿的處理工作增添了難度。
3.2.3絞吸式
這種方式主要是借助絞吸式挖泥船來完成河道清淤作業,船由鉸刀、吸管、浮體等部分組成,適用于泥層厚度較大的河道清淤作業,整個過程為挖、運、吹一體化施工,輸泥管道為全封閉式,不會出現泥漿泄漏問題,也不會影響河道的正常通航。由于施工中采用了GPS定位和回聲探測儀,從而進一步提高了施工精度。其優點是底泥清除率較高,可達70%~85%左右,缺點是設備大、不靈活、小河道無法進入,造價比較高。
3.3環保清淤技術
該技術主要是以改善河道水質為目標進行清淤作業,在施工過程中,對水體的影響較小,符合國家提倡的環保要求。專用的設備有螺旋式挖泥裝置和密閉式旋轉斗輪挖泥設備,國外某公司研制開發的氣動泵挖泥船可用于河道水下污染底泥的疏浚,其主要是借助凈水壓力和壓縮空氣對污染底泥進行清除,該裝置的疏浚質量分數較高,約為70%左右,對河底基本不會產生擾動,清淤時,周圍的水域也不會受到污染。該技術具有如下特點:一是清淤施工作業中使用的機械設備具有相對較高的定位精度和挖掘精度,能夠有效避免超挖或是漏挖的情況發生,同時還不會對河道底部的原生土造成損傷;二是清淤過程中對河道擾動較小,基本不會造成水體二次污染,機械設備作業時的噪音較低,不會影響周圍居民的正常生活。
4.1水力沖挖施工技術要點
4.1.1技術準備
對與工程有關的水文、地質、氣象、測繪等資料進行收集整理,并深入施工現場進行踏勘,借此來了解并熟悉現場的實際情況;組織相關技術人員進行學習,并對施工圖紙進行研究,找出與現場存在差異的地方,加以改進,為施工順利進行提供保障;構建施工測量控制網,做好測量放線工作,并在正式開工前2-3 d,對施工現場周圍環境進行全面調查,將所有數據的初始值記錄下來。
4.1.2施工工藝流程及技術方法
4.1.2.1水力沖挖的施工工藝流程:
圍堰填筑→抽水→泵吸淤泥輸送給罐車運卸→人工清土→渣土外運→清淤測量驗收。
4.1.2.2施工方法
每個分段的施工長度可擬定為200~300 m左右,可用袋裝砂土疊筑圍堰,并在迎水面上鋪設編織布,然后用袋裝砂土進行覆蓋處理,這樣能夠提高防滲效果。袋裝砂土疊筑過程中要確保排列整齊、嚴密,填筑后的圍堰高度應當高出正常水位0.50 ~ 1.00 m。
可根據河道清淤疏浚的要求,選擇污水泵,并24 h不間斷地進行抽水,直至圍堰內所有的水全部抽干為止。
4.1.2.3清淤
當圍堰內的水被抽干之后,可以先使用吸污泵將表層的淤泥吸到罐車內,然后運至指定的卸土地點進行堆放;位于下部的渣土,則可采用人工的方式進行清理,并將清理出來的渣土、垃圾、石塊等全部運至岸上臨時堆放點,再以渣土車外運至卸土堆放點。
4.2質控措施
4.2.1施工開始前
項目經理應當組織施工小組的主要
綜上所述,河道清淤疏浚是一項較為復雜且系統的工作,由于涉及的內容較多,一旦某個環節或是細節出現問題,都可能對清淤效果造成影響。因此,應當了解并掌握清淤疏浚施工的關鍵技術,并將之合理運用到工程當中,在確保安全的前提下,保質保量的完成任務,恢復河道的功能,使其作用能夠得以充分發揮。
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(責任編輯:符蕾)
作者簡介:王龍華(1976-),男,工程師,研究方向:河道清淤。
中圖分類號:TV85
文獻標識碼:B
文章編號:1673-8853(2016)01-0073-03