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摘要:引滦入津工程是将滦河水通过潘家口水库经大黑汀水库调入天津,向天津城市和周边的郊区及滨海新区供水的一项跨流域调水工程。而开展河道清淤工作是亟须解决的问题。由于河道两岸建筑物多,情况复杂,所以施工过程对周围环境影响较大。本文从环保的角度对河道清淤工作进行探讨,对保证河道清淤工作的顺利实施和实现环保施工有重要指导意义。
关键词: 河道清淤;施工方法
中图分类号:TQ639文献标识码: A
引滦入津工程是將滦河水通过潘家口水库经大黑汀水库调入天津,向天津城市和周边的郊区及滨海新区供水的一项跨流域调水工程。输水线路经引滦隧洞、黎河、入于桥水库调蓄,再由于桥水库经州河、专用输水明渠、输水暗渠后进入天津,全长234km。其中黎河段57.6km,输水设计流量60m3/s,校核流量75m3/s。在保证率为75%和95%的情况下,可分别向天津城市供水10亿m3和6.6亿m3。引滦黎河整治工程于1982年1月开工,1983年5月底竣工,同年8月25日开始试通水。
引滦黎河属蓟运河水系,是天然行洪和排沥河道,1983年引滦入津工程通水后,成为引滦入津的重要输水河段,起着大动脉的作用。但是由于输水量大大超过河道控制流域面积内的自然径流量,故过水量和过水时间发生根本的变化,彻底改变了原来河道的水流条件,加之原河道的自身特征是:输水河段河床上陡下缓、上宽浅下窄深、河床质由卵石逐变为颗粒细小的壤土,且河道蜿蜒曲折,给正常输水造成不稳定的局面,凹岸受水流冲淘,河底严重下切。河道中游段堤防标准低,输水流态紊乱。以上这些给交通设施和防护工程建筑物以及两岸耕地、村庄的安全造成严重威胁。为有效保障黎河输水安全,黎河管理处组织对输水存在的问题进行全面调查研究,1990年委托水利部天津设计院水利实验室做动床试验,天津市水科所做8km长河段过流及弯道丁坝挑流动床试验,并委托天津市水利勘测设计院编制了《黎河整治可行性研究报告》,明确了全河道调整纵坡、中下游河道扩宽和弯道护砌相结合的治理方案,经多年实施后效果明显,为保证输水安全发挥了重要作用,但也尚存一些问题。
为进一步完善黎河的治理工作,1996年黎河管理处在全面总结多年来治理经验与教训的基础上,再次委托天津水利勘测设计院编制了《引滦入津黎河综合治理工程可行性研究报告》。此报告在完善1990年的基础上又增加了巡河道路建设、弯道护砌挑流和中游固定水流的防护堤建设等内容。在施工过程中,中小型河道的疏浚效果出现了很大的变化,改变了原有的人力为主的局面,在施工中实现了机械操作和工程船舶操作的情况,这样对提高生产效率来说是非常重要的。
一、城市河道清淤的必要性
城市河道在一定时期对城市的发展起到了积极的作用,促进了城市的发展,但由于近些年的不合理的发展模式造成了河道中各种垃圾、泥土经河水长时间的浸泡、发酵形成厚厚的淤泥层,很多城市的河道污染严重,对市容市貌及城市居民的饮用水安全及居民的健康都产生了很多不利的影响。尽管河道清淤工程施工中会造成诸如水土流失,施工废水污染水质,空气污染,噪声污染等对环境不利的问题,但从总体着眼,长远来看,实施河道清淤工程对一个城市的长远发展而言,其有利影响远远大于其施工期间带来的局部不利影响,因此实施河道清淤工程是很有必要的。
二、附属结构工程需要注意的几个问题
1、闸站、泵站、节制闸、涵闸等工程
围堰构筑,因为闸站、泵站、节制闸、涵闸均在圩堤的重要节点上,临时围堰也有防洪功能,所以必须构筑牢固,堤顶高程必须达到防洪工程,另外日常必须注意巡查,发现问题及时补救。
2、圩堤工程
首先,圩堤土方:回土前必须先清障,清除树根、杂草及耕作土,回填土料必须采用优质壤土,掌握好最佳夯实含水量,分层夯实,与老堤结合面必须增做台阶状状连接面。其次,圩堤浆砌挡墙,必须选择优质石料,做到块石搬放平稳,砌石间浆砌必须用小型机具振捣密实。 最后,挡浪墙工程,支模平直,钢筋保护层垫块牢固。
三、河道清淤疏浚施工技术要点
1、施工前期准备
(1)施工总体布置
在对河道进行清淤疏浚前,需要对施工进行总体布置,除了应当遵循因地制宜、便于管理、经济合理、安全可靠的原则之外,还应当结合工程实际情况,对以下几点进行充分考虑:其一,应当严格按照施工招标文件的相关要求进行布置;其二,必须符合安全、卫生、防火、环保等规定要求;其三,所有临时设施均应当布置在空地处,并尽可能减少对工程所在地附近永久性建筑物的利用,从而节约资源。
(2)测量放样
首先,测量。在清淤疏浚正式施工前,应当由工程测量小组会同现场监理工程师做好前期测量工作,主要包括坐标控制桩、水准点、里程桩的测量和资料交底。如果工程所在地的控制网点存在不足时,应当按照设计图的要求布设三角网,以此作为施工平面控制网;其次,放样。这是河道清淤疏浚施工中较为重要的工作之一,具体内容如下:设计河底高程控制、清淤前淤泥表面高程控制等等。
2、施工机械设备
目前,河道清淤疏浚施工基本实现了机械化操作,施工机械设备的选择直接关系到施工质量、进度和成本,所以必须对此予以足够的重视。由于大部分河道清淤疏浚施工一般都是带水作业,故此,挖泥船及其附属船舶是主要机械设备,在具体选择时,应当充分考虑设备的可维修性、灵活性以及工程适用性,这样才能确保清淤疏浚施工有序进行,从而保证施工质量、安全和进度。
3、施工阶段的技术要点
(1)试挖
在进行正式清淤之前,应当先进行试挖,通过该环节收集相关数据,准确确定出开挖深度和尺寸,确保工程完成后满足设计深度的要求。
(2)挖泥船施工
在河道清淤施工中,由于设备自身各方面的性能均不相同,所以在施工时技术要点也均不相同,下面进行具体分析。
①旋挖式
大量的工程实践表明,这种清淤方法是目前为止环保性最高的一种方法,旋挖式清淤机采用的是无堵塞泵、旋挖头,利用机身自带的液压系统驱动旋挖头滚动,由旋挖头上的切割刀对水下淤泥、垃圾、建筑废料(直径≤15cm)等扰松,再由旋挖头上的腰带将松动的物质旋送至无堵塞泵的吸口位置处,然后经过泵将物质直接输送给运输船或是与排泥管相接,按照要求送至指定地点堆放
②绞吸式
此类挖泥船需要与其它设备配合使用,如排泥泵、运输船等等。在具体施工时,需要先将船上的定位桩对准挖槽的中心线,然后在开挖的断面边线位置处下刀,借助位于铰刀桥架前端的钢缆交替收放,在这一过程中,铰刀左右横移进行挖泥。
③喷吸式
其主要是采用定位桩进行施工,在施工的范围内,水下锚位全部需要系上浮标,具体施工的过程中,若是遇到较厚的泥层,且超过设备最大挖泥厚度时,则应当采取分层的方式进行开挖,并遵循上厚下薄的开挖原则。需要注意的是,水面以上的土体高度不得超过4m,当超出这一高度时,必须采取相应的措施降低高度,以此来确保开挖施工作业的安全性。
4、边坡支护
在清淤疏浚施工的过程中,需要预留出一定厚度的土层,并对其进行适当修整,依据设计图的要求对河道边坡及底高程进行修整,要确保底高程及边坡的开挖符合施工图纸要求。需要特别注意是,施工时不可影响到跨河建筑物的安全,也不得对河岸底部进行开挖。若是边坡发生滑坡,则应当及时采取相应的措施进行加固处理,如松木桩加固。此外,有些河道的周边建筑比较密集,这些建筑物对河道施加的荷载相对较大,为了确保施工安全,在施工过程中,需要对河道边坡进行有效支护。支护方式的选择可根据工程实际情况而定。
5、施工质量控制措施
为了确保河道清淤疏浚的整体施工质量,应当在施工过程中,采取如下措施:其一,要对施工作业进行合理安排,并做好排泥区的分仓调度工作,借此来提高设备的利用效率;其二,要严格按照测量放样进行开挖,同时应当了解并掌握管道的实际工作状况以及排泥区的堆填情况,以免引起河道超挖的情况发生。其三,采取无分层方式进行开挖时,应当针对土质的特性,调整机械设备的下放量,并对最后一刀的深度进行注意,不可超过设计深度。这就要求施工中要对刀头的下方深度进行有效控制,可通过对挖槽内水深进行校核来调整刀头的下刀深度。
结束语
总而言之,河道清淤疏浚是一项较为复杂且系统的工作,为了确保清淤工作顺利进行,必须做好施工前的准备工作。同时,施工作业人员还应当了解并掌握施工技术要点,并采取合理可行的措施控制好施工质量。只有这样,才能确保清淤疏浚施工按质按量按时完成,这对于提高河道水质及其通航能力具有非常重要的现实意义。
参考文献
[1]熊浩.疏浚环保在武汉市月湖清淤疏浚工程中的成功实践[J].水利建设与管理.2011(9).
[2]王娜,孔卫东河道清淤施工方案设计[J].河北工程技术高等专科学校学报,2011(4).
[3]黄显东.东引运河、寒溪水流域河道生态清淤及淤泥处理技术探讨[J].广东化工.2013(5).
[4]蒋建君.金坛市河道清淤、村庄河道整治现状分析及对策探讨[J].江苏水利.2011(7).
[5]刘华兵.自航耙吸挖泥船疏浚优化的机理分析及工程化应用[D].江苏科技大学.2011.
关键词: 河道清淤;施工方法
中图分类号:TQ639文献标识码: A
引滦入津工程是將滦河水通过潘家口水库经大黑汀水库调入天津,向天津城市和周边的郊区及滨海新区供水的一项跨流域调水工程。输水线路经引滦隧洞、黎河、入于桥水库调蓄,再由于桥水库经州河、专用输水明渠、输水暗渠后进入天津,全长234km。其中黎河段57.6km,输水设计流量60m3/s,校核流量75m3/s。在保证率为75%和95%的情况下,可分别向天津城市供水10亿m3和6.6亿m3。引滦黎河整治工程于1982年1月开工,1983年5月底竣工,同年8月25日开始试通水。
引滦黎河属蓟运河水系,是天然行洪和排沥河道,1983年引滦入津工程通水后,成为引滦入津的重要输水河段,起着大动脉的作用。但是由于输水量大大超过河道控制流域面积内的自然径流量,故过水量和过水时间发生根本的变化,彻底改变了原来河道的水流条件,加之原河道的自身特征是:输水河段河床上陡下缓、上宽浅下窄深、河床质由卵石逐变为颗粒细小的壤土,且河道蜿蜒曲折,给正常输水造成不稳定的局面,凹岸受水流冲淘,河底严重下切。河道中游段堤防标准低,输水流态紊乱。以上这些给交通设施和防护工程建筑物以及两岸耕地、村庄的安全造成严重威胁。为有效保障黎河输水安全,黎河管理处组织对输水存在的问题进行全面调查研究,1990年委托水利部天津设计院水利实验室做动床试验,天津市水科所做8km长河段过流及弯道丁坝挑流动床试验,并委托天津市水利勘测设计院编制了《黎河整治可行性研究报告》,明确了全河道调整纵坡、中下游河道扩宽和弯道护砌相结合的治理方案,经多年实施后效果明显,为保证输水安全发挥了重要作用,但也尚存一些问题。
为进一步完善黎河的治理工作,1996年黎河管理处在全面总结多年来治理经验与教训的基础上,再次委托天津水利勘测设计院编制了《引滦入津黎河综合治理工程可行性研究报告》。此报告在完善1990年的基础上又增加了巡河道路建设、弯道护砌挑流和中游固定水流的防护堤建设等内容。在施工过程中,中小型河道的疏浚效果出现了很大的变化,改变了原有的人力为主的局面,在施工中实现了机械操作和工程船舶操作的情况,这样对提高生产效率来说是非常重要的。
一、城市河道清淤的必要性
城市河道在一定时期对城市的发展起到了积极的作用,促进了城市的发展,但由于近些年的不合理的发展模式造成了河道中各种垃圾、泥土经河水长时间的浸泡、发酵形成厚厚的淤泥层,很多城市的河道污染严重,对市容市貌及城市居民的饮用水安全及居民的健康都产生了很多不利的影响。尽管河道清淤工程施工中会造成诸如水土流失,施工废水污染水质,空气污染,噪声污染等对环境不利的问题,但从总体着眼,长远来看,实施河道清淤工程对一个城市的长远发展而言,其有利影响远远大于其施工期间带来的局部不利影响,因此实施河道清淤工程是很有必要的。
二、附属结构工程需要注意的几个问题
1、闸站、泵站、节制闸、涵闸等工程
围堰构筑,因为闸站、泵站、节制闸、涵闸均在圩堤的重要节点上,临时围堰也有防洪功能,所以必须构筑牢固,堤顶高程必须达到防洪工程,另外日常必须注意巡查,发现问题及时补救。
2、圩堤工程
首先,圩堤土方:回土前必须先清障,清除树根、杂草及耕作土,回填土料必须采用优质壤土,掌握好最佳夯实含水量,分层夯实,与老堤结合面必须增做台阶状状连接面。其次,圩堤浆砌挡墙,必须选择优质石料,做到块石搬放平稳,砌石间浆砌必须用小型机具振捣密实。 最后,挡浪墙工程,支模平直,钢筋保护层垫块牢固。
三、河道清淤疏浚施工技术要点
1、施工前期准备
(1)施工总体布置
在对河道进行清淤疏浚前,需要对施工进行总体布置,除了应当遵循因地制宜、便于管理、经济合理、安全可靠的原则之外,还应当结合工程实际情况,对以下几点进行充分考虑:其一,应当严格按照施工招标文件的相关要求进行布置;其二,必须符合安全、卫生、防火、环保等规定要求;其三,所有临时设施均应当布置在空地处,并尽可能减少对工程所在地附近永久性建筑物的利用,从而节约资源。
(2)测量放样
首先,测量。在清淤疏浚正式施工前,应当由工程测量小组会同现场监理工程师做好前期测量工作,主要包括坐标控制桩、水准点、里程桩的测量和资料交底。如果工程所在地的控制网点存在不足时,应当按照设计图的要求布设三角网,以此作为施工平面控制网;其次,放样。这是河道清淤疏浚施工中较为重要的工作之一,具体内容如下:设计河底高程控制、清淤前淤泥表面高程控制等等。
2、施工机械设备
目前,河道清淤疏浚施工基本实现了机械化操作,施工机械设备的选择直接关系到施工质量、进度和成本,所以必须对此予以足够的重视。由于大部分河道清淤疏浚施工一般都是带水作业,故此,挖泥船及其附属船舶是主要机械设备,在具体选择时,应当充分考虑设备的可维修性、灵活性以及工程适用性,这样才能确保清淤疏浚施工有序进行,从而保证施工质量、安全和进度。
3、施工阶段的技术要点
(1)试挖
在进行正式清淤之前,应当先进行试挖,通过该环节收集相关数据,准确确定出开挖深度和尺寸,确保工程完成后满足设计深度的要求。
(2)挖泥船施工
在河道清淤施工中,由于设备自身各方面的性能均不相同,所以在施工时技术要点也均不相同,下面进行具体分析。
①旋挖式
大量的工程实践表明,这种清淤方法是目前为止环保性最高的一种方法,旋挖式清淤机采用的是无堵塞泵、旋挖头,利用机身自带的液压系统驱动旋挖头滚动,由旋挖头上的切割刀对水下淤泥、垃圾、建筑废料(直径≤15cm)等扰松,再由旋挖头上的腰带将松动的物质旋送至无堵塞泵的吸口位置处,然后经过泵将物质直接输送给运输船或是与排泥管相接,按照要求送至指定地点堆放
②绞吸式
此类挖泥船需要与其它设备配合使用,如排泥泵、运输船等等。在具体施工时,需要先将船上的定位桩对准挖槽的中心线,然后在开挖的断面边线位置处下刀,借助位于铰刀桥架前端的钢缆交替收放,在这一过程中,铰刀左右横移进行挖泥。
③喷吸式
其主要是采用定位桩进行施工,在施工的范围内,水下锚位全部需要系上浮标,具体施工的过程中,若是遇到较厚的泥层,且超过设备最大挖泥厚度时,则应当采取分层的方式进行开挖,并遵循上厚下薄的开挖原则。需要注意的是,水面以上的土体高度不得超过4m,当超出这一高度时,必须采取相应的措施降低高度,以此来确保开挖施工作业的安全性。
4、边坡支护
在清淤疏浚施工的过程中,需要预留出一定厚度的土层,并对其进行适当修整,依据设计图的要求对河道边坡及底高程进行修整,要确保底高程及边坡的开挖符合施工图纸要求。需要特别注意是,施工时不可影响到跨河建筑物的安全,也不得对河岸底部进行开挖。若是边坡发生滑坡,则应当及时采取相应的措施进行加固处理,如松木桩加固。此外,有些河道的周边建筑比较密集,这些建筑物对河道施加的荷载相对较大,为了确保施工安全,在施工过程中,需要对河道边坡进行有效支护。支护方式的选择可根据工程实际情况而定。
5、施工质量控制措施
为了确保河道清淤疏浚的整体施工质量,应当在施工过程中,采取如下措施:其一,要对施工作业进行合理安排,并做好排泥区的分仓调度工作,借此来提高设备的利用效率;其二,要严格按照测量放样进行开挖,同时应当了解并掌握管道的实际工作状况以及排泥区的堆填情况,以免引起河道超挖的情况发生。其三,采取无分层方式进行开挖时,应当针对土质的特性,调整机械设备的下放量,并对最后一刀的深度进行注意,不可超过设计深度。这就要求施工中要对刀头的下方深度进行有效控制,可通过对挖槽内水深进行校核来调整刀头的下刀深度。
结束语
总而言之,河道清淤疏浚是一项较为复杂且系统的工作,为了确保清淤工作顺利进行,必须做好施工前的准备工作。同时,施工作业人员还应当了解并掌握施工技术要点,并采取合理可行的措施控制好施工质量。只有这样,才能确保清淤疏浚施工按质按量按时完成,这对于提高河道水质及其通航能力具有非常重要的现实意义。
参考文献
[1]熊浩.疏浚环保在武汉市月湖清淤疏浚工程中的成功实践[J].水利建设与管理.2011(9).
[2]王娜,孔卫东河道清淤施工方案设计[J].河北工程技术高等专科学校学报,2011(4).
[3]黄显东.东引运河、寒溪水流域河道生态清淤及淤泥处理技术探讨[J].广东化工.2013(5).
[4]蒋建君.金坛市河道清淤、村庄河道整治现状分析及对策探讨[J].江苏水利.2011(7).
[5]刘华兵.自航耙吸挖泥船疏浚优化的机理分析及工程化应用[D].江苏科技大学.2011.