德惠新河干流重點段清淤施工方法之探討

【摘要】德惠新河干流為山東省海河流域主要排水河道之一，干流河道現(xiàn)狀淤積比較嚴(yán)重，本文對德惠新河清淤的施工方法進(jìn)行了探討，并對所選擇的挖塘機(jī)施工方法進(jìn)行布置，對排泥場進(jìn)行了設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】德惠新河；清淤方法；挖塘機(jī)施工

一、工程概況

德惠新河位于徒駭河與馬頰河之間，地處德州、濟(jì)南、濱州三市，是山東省海河流域骨干排水河道之一，干流起自平原縣王鳳樓閘，流經(jīng)平原、陵縣、臨邑、商河、樂陵、陽信、慶云，于無棣縣下泊頭村東北12km處與馬頰河匯合，干流河道總長173.3km，流域面積3249km2，為山東省海河流域主要排水河道之一。干流河道現(xiàn)狀淤積比較嚴(yán)重。針對干流河道淤積嚴(yán)重的現(xiàn)狀情況，對干流河道進(jìn)行清淤。

二、清淤施工方法選擇

河道清淤施工方法有挖塘機(jī)施工方法、挖泥船施工施工、挖掘機(jī)配自卸汽車施工方法等。挖塘機(jī)施工方法：在較大型河道清淤工程施工中，挖塘機(jī)應(yīng)是首選施工機(jī)械之一，其費用低，占用施工場地小、運用靈活，便于施工組織管理，同時可大面積同時施工。其不足是需要大量的施工用水，灌溉季節(jié)易與農(nóng)田灌溉發(fā)生沖突；在蘆葦雜草叢生及土質(zhì)粘性較大的河段，工效往往較低，同時受到一定的季節(jié)性限制；挖泥船施工方法：在河道跨河橋、閘較多的情況下，挖泥船調(diào)遣非常困難，費用高，較適宜于河口段施工，另一方面，在短期內(nèi)難以組織大量的船只，工期難以保障。挖掘機(jī)配合自卸車施工方案：該方案便于施工組織與管理，工效高。在河道內(nèi)施工，要有良好的施工導(dǎo)流及排水條件，同時，自卸車難以進(jìn)入河道中。德惠新河干流重點段清淤段為干流河道王鳳樓（0+000）～臨商河（51+040）、鄭店閘（62+362）～白鶴觀閘（133+382）河段，合計清淤長度122.06km，清淤長度較長，最大底寬84m，且德惠新河干流跨河橋閘較多。根據(jù)德惠新河河道實際情況及各施工方案的特點，德惠新河干流重點段清淤施工方法采用采用挖塘機(jī)施工。

三、施工導(dǎo)流

根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL 252-2000）、以及《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》（SL 303-2004）等的規(guī)定，導(dǎo)流建筑物為5級，施工導(dǎo)流洪水標(biāo)準(zhǔn)為10～5年重現(xiàn)期洪水，根據(jù)本工程的特點，洪水標(biāo)準(zhǔn)采用5年一遇。

四、挖塘機(jī)清淤施工布置

德惠新河干流段清淤土方類別為Ⅲ類。樁號（0+000～76+340）排泥管長度300m；樁號（76+340～94+105）排泥管長度350m；樁號（94+105～133+382）排泥管長度400m；河道清淤采用順河兩岸棄土。采用半幅施工的方式：即先自河道中心線向一岸開挖，待挖至設(shè)計河底后，再移至另一岸開挖，施工排泥管及回水管道采用人工結(jié)合機(jī)械搬運的方式施工，沿垂直河道方向集中布設(shè)，間距50～100m一條。

五、挖塘機(jī)清淤排泥場設(shè)計

清淤土方棄置在排泥場上，現(xiàn)就排泥場設(shè)計如下：

因干流段較長，取樁號76+745～80+817河道清淤段進(jìn)行設(shè)計典型設(shè)計，該段清淤土方量27.2372萬m3 。

1.排泥場選擇原則

（1）排泥場必須在泥漿泵總揚程能達(dá)到的范圍內(nèi)。

（2）排泥場應(yīng)盡量結(jié)合造田和建造工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地。

（3）排泥場應(yīng)盡量選擇在廢棄的坑槽、荒灘、低地及河汊地段，并且附近有溝渠相通，便于退水。

（4）為了給泥沙留有較充分的沉淀余地，排泥場的容積應(yīng)根據(jù)工程量、土質(zhì)及開挖土的松散程度來確定。

Vp=Ks*Vw+（0.5+△H）Ap

Vp—排泥場容積， m3；

Ks—土壤松散系數(shù)，根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計手冊》表4-7-18、4-7-19，取1.15

Vw—開挖工程量，m3，為27.2372萬m3；

0.5—富裕水深（已沉淀的泥面至水面的深度）m；

△H—風(fēng)浪超高，取0.5m；

Ap—排泥區(qū)面積

根據(jù)以上原則，排淤場布置在兩岸原棄土上，避開村莊及道路，排泥區(qū)長度約3500m。填泥厚度取3m，則排泥場凈寬度=272372*1.15/3500/3=30m。垂直河道方向修筑橫格圍堰，橫格圍堰間距100m左右一條。

2.排泥場圍堰

（1）圍堰斷面

圍堰斷面為梯形，堰頂寬為2.5m，內(nèi)外邊坡均為1：2。

（2）取土筑堰

圍堰先清基后填筑，筑堰土方取自排泥區(qū)，取土坑至圍堰跛腳的安全距離為4m，取土坑深度小于1.5m。排淤場圍堰施工采用推土機(jī)挖棄土場內(nèi)土填筑，拖拉機(jī)壓實。

（3）圍堰標(biāo)高

圍堰標(biāo)高計算式如下：

H=Hd+Hh+Ht+Hk

式中：H—圍堰標(biāo)高，m；

Hd—堰底標(biāo)高，m；取 Hd=-1.5m

Hh—富裕水深，m；取 Hh=0.5m

Ht—填泥厚度，m；取 Ht =3m

Hk—安全超高，m；取 Hk =0.5m

則圍堰標(biāo)高為2.5m

3.排泥區(qū)退水口

退水口位置要遠(yuǎn)離排泥管出水口，退水口設(shè)兩處，輪換使用。退水口與回水溝連接處，采用拋石護(hù)底防沖刷。退水口形式采用堰內(nèi)埋管式

流量計算公式采用淹沒壓力流計算公式

式中 ： m3—流量系數(shù)；

A—管徑；

H0—上游水頭與埋管進(jìn)口底板高程差及上游行近水頭和；

h—下游水深；

L—埋管長度；

i—埋管比降。

∑ζ=ζ1+ζ2+ζ3+ζ4+ζ5+ζ6

ζ1、ζ4分別為進(jìn)出口的損失系數(shù)，0.2、1.0；ζ2、、ζ3為攔污柵和閘門槽的損失系數(shù)，0、0.1；ζ5、ζ6分別為進(jìn)、出口漸變段損失系數(shù)，0.2、0.3。

∑ζ=0.2+0+0.1+1.0+0.2+0.3=1.8

經(jīng)計算，管徑D=0.8m。管材選鋼筋混凝土。

六.結(jié)語

挖塘機(jī)施工方法因其費用低、占用施工場地小、運用靈活、便于施工組織管理、可大面積同時施工等優(yōu)點，在大型河道清淤施工中得到廣泛的應(yīng)用。