城市中小河道清淤工程施工方案探討王亞閣1,2 （1.北京翔鯤水務(wù)建設(shè)有限公司，北京100085；2.北京碧波立業(yè)技術(shù)檢測有限公司,北京100085） 【摘 要】城市中小河道是城市建設(shè)的重要組成部分，在城市形成和發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用，是決定城市風(fēng)貌和美化城市環(huán)境的重要因素。河道在長時(shí)間運(yùn)行過程中，因自然和人為因素，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)淤積情況，河道淤積會(huì)對河道的行洪、排澇、供水、通航、生態(tài)景觀等設(shè)計(jì)功能的正常應(yīng)用產(chǎn)生負(fù)面影響，對河道周邊人居環(huán)境產(chǎn)生不利因素，影響人們生活。因此，對河道進(jìn)行清淤就成了非常必要的工作。論文通過對河道清淤的多種技術(shù)方法進(jìn)行分析，在具體的施工應(yīng)用上，根據(jù)河道的特點(diǎn)和施工條件來進(jìn)行選擇合適的施工方案。 【關(guān)鍵詞】中小河道；干槽清淤；水下清淤 【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2017.04.153 1 城市中小河道現(xiàn)狀我國的河流分布廣、數(shù)量多，流域面積達(dá)到10 000萬m2以上的中小型河流有50 000多條[1],城市中小河流擔(dān)負(fù)著防洪排澇、景觀旅游、生態(tài)平衡等多種功能，是城市建設(shè)的重要組成部分。但是隨著城市化進(jìn)程速度的加快，城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人口快速增長，城市中小河流的污染、淤積情況也在不斷加劇，水質(zhì)不斷降低，主要有以下表現(xiàn):（1）許多中小河流長期接納城市污水，城市河道淤積嚴(yán)重，局部地段河底較高、甚至封堵，淤泥污染嚴(yán)重，河水生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，不利于水體的自我修復(fù)；（2）由于城市中小河流上游截流等原因致使補(bǔ)給水源較為匱乏，客水量小，所以稀釋能力差，加上水流不暢，交換能力和自凈能力下降，致使污染物大量沉積，形成淤泥，淤泥中污染物長期淤積于河床底部又再次釋放引起內(nèi)源污染。同時(shí)，河道淤積也會(huì)導(dǎo)致河道的行洪能力降低，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)提升，一旦到了汛期，遇到大雨暴雨時(shí)，極有可能引發(fā)雨水漫溢，甚至導(dǎo)致洪災(zāi)[2]。因此城市中小河流清淤工作刻不容緩。 2 清淤技術(shù)分析城市中小河道的清淤方法與大江大河、港口航道的清淤方法有所不同，其具有河道窄、河水淺、單個(gè)斷面清淤工程量小、河道兩岸建筑物多、大型機(jī)械船通行困難、清淤對象含有各種垃圾等特點(diǎn)。根據(jù)這些特點(diǎn)，常被用于城市中小河道清淤的施工方案有搭設(shè)圍堰排干河水的干槽清淤和利用船只進(jìn)行的水下清淤，其中，干槽清淤又根據(jù)設(shè)備的選擇分為干挖法清淤、泥漿泵法清淤和水力沖刷法清淤，水下清淤根據(jù)設(shè)備的不同分為絞吸式挖泥船清淤、抓斗式挖泥船清淤及斗輪式挖泥船清淤[3]。分類如圖1所示。  圖1 城市中小河道常用清淤技術(shù)分類 2.1 干槽清淤 干槽清淤，指通過構(gòu)筑臨時(shí)圍堰，將部分河道水流排干，在干槽區(qū)域進(jìn)行施工。其中，適用于對干槽進(jìn)行清淤的施工方式又分為干挖法、泥漿泵法及水力沖挖法[4]。 2.1.1 干挖法清淤 干挖法清淤指采用挖掘機(jī)對排干水后的作業(yè)區(qū)直接進(jìn)行開挖，挖出的淤泥直接由渣土車外運(yùn)或者放置于岸上的臨時(shí)堆放點(diǎn)。淤泥含水量較大的情況下，采取晾曬或摻土攪拌的方法使淤泥含水量得到控制。干挖法清淤的優(yōu)點(diǎn)是清淤直觀、徹底，對于設(shè)備、技術(shù)要求不高，產(chǎn)生的淤泥含水率低，易于后續(xù)處理。 2.1.2 泥漿泵法清淤 泥漿泵法清淤指在實(shí)施人工簡單清理河道垃圾后，利用泥漿泵直接將淤泥打運(yùn)至沿岸棄土場。泥漿泵法清淤適合用在斷面窄的河道，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備調(diào)遣方便，挖運(yùn)吸一體，施工質(zhì)量較好，不足之處是，前期必須進(jìn)行人工清理河道垃圾，否則會(huì)影響設(shè)備運(yùn)行。 2.1.3 水力沖刷法清淤 水力沖刷法清淤指采用高壓水槍沖刷底泥，使泥漿匯集到事先設(shè)置好的低洼區(qū)，再由泥漿泵吸取、管道輸送，將泥漿輸送至岸上的堆場或集漿池內(nèi)。水力沖刷法清淤尤其適合做過河底硬化的河道，可以保護(hù)硬化的河底不被機(jī)械破壞。但是這種方法相較于干挖清淤，其形成的泥漿濃度低，不便后續(xù)處理。 綜合上述3個(gè)施工方式，干槽清淤適用于流量較小的河道，其優(yōu)點(diǎn)是施工狀況直觀、質(zhì)量易于保證，也可以解決清淤對象中含有復(fù)雜垃圾的情況。缺點(diǎn)是，由于要排干河道中的流水，很多河道只能在非汛期進(jìn)行施工，工期受到一定限制，同時(shí)，增加了臨時(shí)圍堰施工的成本，機(jī)械、車輛的進(jìn)出對河道邊坡和生態(tài)系統(tǒng)也會(huì)造成一定影響，需要增加后期恢復(fù)邊坡的成本。 2.2 水下清淤 水下清淤，指具備一定水深的情況下，由船只作為施工平臺(tái)，將清淤設(shè)備裝配在船上，在水面上操作清淤設(shè)備進(jìn)行淤泥開挖。水下清淤可以通過絞吸式挖泥船、抓斗式挖泥船、斗輪式挖泥船進(jìn)行。 2.2.1 絞吸式挖泥船清淤 絞吸式挖泥船利用裝在船前的橋梁前緣絞刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將河床底泥進(jìn)行切割和攪動(dòng)，并進(jìn)行泥水混合，形成泥漿，通過船上離心泵產(chǎn)生的吸入真空，使泥漿沿著吸泥管進(jìn)入泥泵吸入端，經(jīng)全封閉管道輸送至堆場中。絞吸式清淤是一個(gè)挖、運(yùn)、吹一體化施工的過程，采用全封閉管道輸泥，不會(huì)產(chǎn)生泥漿散落或泄漏，但泥漿濃度偏低，導(dǎo)致泥漿體積增加，會(huì)增大淤泥堆場占地面積。 2.2.2 抓斗式挖泥船清淤 抓斗式挖泥船通過挖泥船前臂抓斗伸入河底，利用油壓驅(qū)動(dòng)抓斗插入底泥并閉斗抓取水下淤泥，之后提升回旋并開啟抓斗，將淤泥直接卸入靠泊在挖泥船舷旁的駁泥船中，開挖、回旋、卸泥循環(huán)作業(yè)。清出的淤泥通過駁泥船運(yùn)輸至淤泥堆場。抓斗式挖泥船靈活機(jī)動(dòng)，不受河道內(nèi)垃圾、石塊等障礙物影響，適合開挖較硬土方或中央帶較多雜質(zhì)垃圾的土方，但抓斗式挖泥船對極軟弱的底泥敏感度差，容易造成表層浮泥經(jīng)攪動(dòng)后又重新回到水體之中。 2.2.3 斗輪式挖泥船清淤 斗輪式挖泥船利用專用斗輪挖掘機(jī)開挖水下淤泥，開挖后的淤泥通過挖泥船上的大功率泥泵吸入并進(jìn)入輸泥管道。經(jīng)全封閉管道輸送至指定卸泥區(qū)。同絞吸式挖泥船類似，采用全封閉管道輸泥，不會(huì)產(chǎn)生泥漿散落或泄漏，但斗輪式清淤在清淤工程中逃淤、回淤情況嚴(yán)重，清淤不夠徹底，容易造成大面積水體污染。 綜合上述3個(gè)施工方式，利用機(jī)械船進(jìn)行的水下清淤適合泥層厚度大的河道，其優(yōu)點(diǎn)是施工過程不受天氣影響，清淤過程不會(huì)對河道通航產(chǎn)生影響，施工精度高；缺點(diǎn)是因強(qiáng)烈攪動(dòng)底泥，容易造成底泥中污染物擴(kuò)散，同時(shí)逃淤、回淤現(xiàn)象也比較嚴(yán)重。 總體來說，在有條件可以將河道部分排干的情況下選擇干槽清淤，清淤效果最為顯著，在不能夠排干的情況下，通過小型清淤船清淤也可以成為一種選擇。 3 施工應(yīng)用3.1 工程概況 清河發(fā)源于北京西山碧云寺，流經(jīng)海淀區(qū)、朝陽區(qū)、昌平區(qū)，橫跨中關(guān)村科技園區(qū)，緊鄰五環(huán)路和奧林匹克森林公園，在順義區(qū)境內(nèi)入溫榆河，全長23.6km，流域范圍北至西三旗，南至西直門外，西至玉泉山，東至溫榆河，總流域面積21 000萬m2，是北京市北部主要城市排水河道。主要支流為北旱河、萬泉河、小月河及仰山大溝、東小口溝等。清河規(guī)劃20年一遇洪水流量為158～556m3/s，50年一遇洪水流量為190～690m3/s。 經(jīng)過多年運(yùn)行，河道內(nèi)出現(xiàn)了大量渣土垃圾及淤泥，嚴(yán)重影響河道行洪安全，影響景觀環(huán)境，為了治理和還清清河，保障過流能力，營造良好的水環(huán)境，建設(shè)宜居生態(tài)環(huán)境，需要對清河進(jìn)行清淤工程建設(shè)。 3.2 清淤方案分析 本次主要工程任務(wù)是對清河淤積較嚴(yán)重的5段進(jìn)行清淤，恢復(fù)河道設(shè)計(jì)斷面。確定施工方案考慮以下幾個(gè)因素。 1）工期：施工工期為2014年4月11日～2014年5月20日，為北京市的非汛期。 2）河流情況：清河是北京市北部主要城市排水河道，河水較淺，流速緩慢。 3）淤積情況：工程段淤泥平均厚度為45cm，河道內(nèi)含有大量渣土垃圾及少量生活垃圾，淤泥情況復(fù)雜。 4）排泥場：施工所在位置附近無法落實(shí)排泥場，需要將清除的淤泥直接裝到渣土車進(jìn)行外運(yùn)。 5）對外交通：工程對外交通線路自巡河路可連接至八達(dá)嶺高速、北五環(huán)、黑泉路，主要外來物資、施工機(jī)械可通過上述道路運(yùn)抵施工現(xiàn)場，同時(shí)將淤泥通過上述道路轉(zhuǎn)運(yùn)到棄料場。 根據(jù)上述河道特點(diǎn)和施工條件，此次清河清淤工程選擇搭設(shè)圍堰，排干部分河道，進(jìn)行干槽清淤，同時(shí)也采用干挖清淤法，利用挖掘機(jī)進(jìn)入河道直接對淤泥進(jìn)行開挖。 3.3 施工 各段清淤時(shí)均采用機(jī)械為主人工配合的方式清理，此次施工，在前期工作：測量定點(diǎn)、修建河道兩岸施工馬道及洗車池、搭設(shè)圍堰及圍堰內(nèi)抽水結(jié)束后，先由挖掘機(jī)將淤泥集中（人工配合將零散淤泥集中），再由裝載機(jī)運(yùn)輸?shù)今R道附近集料，由挖掘機(jī)按淤泥∶土=1∶0.5摻拌土，最后由車輛運(yùn)輸?shù)皆料{場所。 為保證車輛運(yùn)輸不對市區(qū)環(huán)境造成污染，施工現(xiàn)場車輛出入口分別設(shè)置洗車槽，同時(shí)鋪設(shè)無紡布，并安排專人進(jìn)行車輛清洗工作，對每輛渣土外運(yùn)車輛須經(jīng)打掃車輪、車廂后方可放行。在渣土運(yùn)輸?shù)膮^(qū)間段內(nèi)安排清潔人員，隨時(shí)對車輛散落下來的土塊、泥塊進(jìn)行清掃，并安排專人進(jìn)行巡視、值班、組織路口交通。 4 結(jié)論城市中小河道的清淤工程既有傳統(tǒng)清淤的“疏通”目的，也就是解決排澇、防洪、灌溉功能保障的目的，也有改善河道水質(zhì)，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)健康，提升河道景觀的深層目的。因此，從清淤的前期工作、方案制定、工藝選擇、工程實(shí)施的所有環(huán)節(jié)中，必須保證這種“多目的”清淤的特征。 在清淤方法多種多樣的情況下，依據(jù)清河河道、水流等的特點(diǎn)，進(jìn)行各方面的分析論證，成功地利用“干挖清淤法”的清淤方式，實(shí)現(xiàn)了清河清淤的目的，取得了很好的效果，實(shí)現(xiàn)了“水清岸綠，循環(huán)流暢，生態(tài)健康，人水和諧”的目標(biāo)。為城市中小河道清淤積累了經(jīng)驗(yàn)。 【參考文獻(xiàn)】 【1】張曉蘭.我國中小河流治理存在的問題及對策[J].水利發(fā)展研究，2005(1):68-70. 【2】包建平.中小河道治理中的清淤及淤泥處理技術(shù)[J].水資源保護(hù)，2015，31(1):56-68. 【3】沈建強(qiáng).小河道清淤工程的幾種施工方案的探討[J].浙江水利水電專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2011,23(4):45-57. 【4】楊閩.城市中小河流淤泥探測儀的研究與應(yīng)用[D].安徽：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012. Discussion on the Construction Plan of City Medium and Small River Dredging Engineering WANG Ya-ge1,2 【Abstract】The city medium and small river is an important part of urban construction,the city plays an important role in the formation and development process,is an important factor in urban landscape and beautify the urban environment.River in the long running process,due to natural and man-made factors,frequently appear sedimentation,and this phenomenal will affect the design function of draining flood,drain flooded fields,water supply,navigation and ecological landscape,adverse to the river surrounding living environment factors,influence people's life.Therefore,dredging of river has become very necessary work.In this paper,several methods of river channel dredging is analyzed,the concrete construction applications,according to the characteristics of the river channel and construction conditions to choose the appropriate construction scheme. 【Keywords】small and medium-sized rivers;drychannel dredging;underwater desilting 【中圖分類號(hào)】TV91 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1007-9467（2017）04-0118-03 【收稿日期】2016-12-22 【作者簡介】王亞閣（1984～），男，河南寶豐人，工程師，從事水利工程施工質(zhì)量管理及質(zhì)量檢測研究。 |
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