黃琦

上海浦東新區(qū)天佑市政有限公司 上海 201204

引言

目前，常用的河道疏浚淤泥處理技術(shù)主要有水下疏浚淤泥處理技術(shù)、排干疏浚淤泥處理技術(shù)和環(huán)保疏浚淤泥處理技術(shù)。其中，水下疏浚淤泥處理技術(shù)包括抓斗式、泵吸式、鉸吸式三種，排干疏浚淤泥處理技術(shù)包括干挖清淤施工法和水力沖挖施工法兩種。這些方法各有自身特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，在河道疏浚淤泥處理中需結(jié)合實(shí)際情況合理選用。而在實(shí)際應(yīng)用中，水力沖挖施工法要求在河道疏浚淤泥處理之前，作業(yè)人員需設(shè)置低凹位置，使用水利沖刷設(shè)備將河道內(nèi)的淤泥進(jìn)行有效沖洗，在這一過(guò)程當(dāng)中被沖洗的泥漿會(huì)向提前設(shè)置好的低凹位置流動(dòng)，在泥漿全部匯集后，工作人員可利用泥漿泵等方式對(duì)泥漿進(jìn)行二次處理。該方法所需要的設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，便利泥漿輸送，且淤泥清理比較徹底，同時(shí)還沒(méi)有運(yùn)輸環(huán)節(jié)，能防止二次污染現(xiàn)象發(fā)生，在一定程度上有利于節(jié)約成本，綜合效益比較明顯，其應(yīng)用也變得愈加廣泛。本文結(jié)合河道疏浚淤泥處理工程實(shí)例，探討水力沖挖施工法的應(yīng)用，并提出相應(yīng)的施工技術(shù)措施，希望能為類(lèi)似工程施工提供啟示與借鑒。

一.工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

本工程主要施工內(nèi)容包括疏浚及開(kāi)挖工程、設(shè)置泥庫(kù)、泥庫(kù)土方外運(yùn)等，工程施工范圍如表1所示。需要疏浚的河道包括雙喜河、智慧河、花木穿心河、潘家溝，總計(jì)達(dá)4.7691m3，棄泥點(diǎn)選擇三甲港光大泥庫(kù)。

根據(jù)工程施工現(xiàn)場(chǎng)基本情況，例如，本工程河道護(hù)岸清理及疏浚多數(shù)為非規(guī)劃河道，現(xiàn)場(chǎng)河道較窄。因此，本次施工采用水力沖挖的施工方法進(jìn)行疏浚，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)河岸清理采用人工結(jié)合小型機(jī)械的施工方案，并將清理土方運(yùn)至固定地點(diǎn)后統(tǒng)一裝運(yùn)。水力沖挖施工中，利用原有河道設(shè)置集漿池，并排設(shè)管道集漿池的泥漿運(yùn)至泥庫(kù)，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)空地處設(shè)置泥庫(kù)。

二.河道疏浚淤泥處理技術(shù)的應(yīng)用對(duì)策

河道疏浚淤泥處理技術(shù)主要依靠水力沖挖法，水力沖挖法需要依靠水力沖挖機(jī)組進(jìn)行作業(yè)。水力沖挖機(jī)組由壓力泵、泥漿泵、電力系統(tǒng)等組合而成。水力沖挖機(jī)組主要是采用水力去淤泥進(jìn)行清理工作，高壓泵吸取水源，借助高壓下的水力通過(guò)高壓水槍的噴射對(duì)河道內(nèi)的淤泥達(dá)到清理效果，這一操作理念源自于自然界的水流沖刷現(xiàn)象。在對(duì)河道內(nèi)的淤泥進(jìn)行沖刷后，淤泥會(huì)隨地勢(shì)匯集到一處，進(jìn)而工作人員采用泥漿泵對(duì)清理后的泥漿進(jìn)行處理，并使用輸泥管將淤泥輸送至相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行沉積。其作業(yè)流程如圖2所示。

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圖2 水力沖挖法施工工藝流程

本文主要是對(duì)水力沖挖的施工方法進(jìn)行分析，工程平面布置如圖1所示。本工程施工范圍比較分散，涉及水力沖挖一共包括3條河道，且所涉及的河道范圍較廣，沿線進(jìn)出道路情況一般，工程的總工期共240天。就目前施工方法而言，主要有河道水力沖挖老河床土方法及挖泥船作業(yè)法等。且各種類(lèi)型的工程多，工程量大，施工周期比較短。因此在工期安排，施工方案確定，工程質(zhì)量、安全、文明施工及管理等方面具有一定特殊性。

圖1 工程平面布置圖

1.2 工程施工方案確定

2.1 機(jī)組數(shù)量確定

為確保工程質(zhì)量，防止延誤工期，應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)河道淤泥的處理工程進(jìn)行預(yù)估，從淤泥的土方工程量、輸泥管道的距離、施工電源供給等方面合理分析工期，以合理的對(duì)機(jī)組數(shù)量進(jìn)行確定。首先結(jié)合土方量、土質(zhì)類(lèi)型、運(yùn)輸距離等指標(biāo)，計(jì)算工期內(nèi)的水力沖挖機(jī)組數(shù)量，以此為依據(jù)對(duì)施工日期進(jìn)行推算，結(jié)合電源供給狀況確定每臺(tái)機(jī)組每天平均的“運(yùn)行臺(tái)班系數(shù)”。在完成這些工作的基礎(chǔ)上，計(jì)算額定工程量下所需要的水力沖挖機(jī)組數(shù)量，在機(jī)組數(shù)量確定后，安排施工機(jī)械設(shè)備入場(chǎng)，并布置在各施工段，滿(mǎn)足河道疏浚淤泥處理需要。

2.2 棄土區(qū)規(guī)劃與施工

在選定棄土區(qū)時(shí)，應(yīng)考慮多方面的因素，棄土區(qū)需要滿(mǎn)足水力沖挖機(jī)組的作業(yè)需求，且泥漿實(shí)際揚(yáng)塵小于或等于10米的情況下，單泵施工的輸泥管線長(zhǎng)度應(yīng)控制在約120米。棄土區(qū)應(yīng)盡量少占用耕地，充分利用附近低洼地或池塘，使用棄土進(jìn)行填平造田，或結(jié)合附近道路工程建設(shè)和磚瓦生產(chǎn)基地合理布置棄土區(qū)。棄土區(qū)圍堰斷面一般采用梯形，同時(shí)加強(qiáng)圍堰質(zhì)量控制，分層填平與夯實(shí)，做好質(zhì)量檢查與驗(yàn)收工作。

2.3 水源和電源供給

水力沖挖機(jī)組疏浚1m3土，需用水2.5-3.0m3。常用橫滾法、豎截法、回歸法、外補(bǔ)法、綜合法供水，以滿(mǎn)足河道疏浚施工用水需要。在電源的供給上，由于機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)需要額度較大的電力維持，因此電源應(yīng)采用80-100kVA用電，且同一電源供給只能配備2臺(tái)機(jī)組用電，由于機(jī)組的用電額度較大，在對(duì)變壓器進(jìn)行設(shè)置時(shí)，應(yīng)選擇較機(jī)組位置偏遠(yuǎn)（大約800米）的距離。

2.4 河床沖挖

疏浚施工前進(jìn)行測(cè)量，嚴(yán)格遵循施工圖紙和國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)控制要求，分段設(shè)置符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，控制引接的閉合誤差在±12√Lmm之間。然后進(jìn)行掃床作業(yè)，發(fā)現(xiàn)小木樁等障礙物應(yīng)該及時(shí)清理。然后進(jìn)行河床沖挖施工，在河床沖挖施工中，既要掌握合理的施工順序，同時(shí)還要把握沖挖技術(shù)要點(diǎn)。

（1）河床沖挖工序。對(duì)河床進(jìn)行沖挖的工序分為先深后寬、先槽后坡，由河道中間向兩側(cè)邊坡沖挖的方式，如圖3(a)所示，通常用于清淤疏浚施工。另一種是由上至下，先坡后槽，由兩側(cè)邊坡向河道中間沖挖，如圖3(b)所示，通常用于拓寬疏浚工程施工。

圖3 河床沖挖的施工工序

（2）河床沖挖技術(shù)要點(diǎn)。沖挖施工是確保施工效率，提升工程質(zhì)量的關(guān)鍵。為此，必須把握施工技術(shù)要點(diǎn)。要確保泥漿泵的工作位置，一般也稱(chēng)為吸漿口應(yīng)該比沖挖點(diǎn)要深一些，且不少于50cm。從而有利于加快泥漿流速，提高含泥量。合理控制泥漿泵與沖挖土體的距離，不得相距太遠(yuǎn)，無(wú)雜物的土體一般控制在10m以?xún)?nèi)為宜。如果某些地段有雜物，距離可適當(dāng)大一些，以達(dá)到保護(hù)工作機(jī)組的目的，同時(shí)方便對(duì)雜物進(jìn)行清理，在對(duì)泥漿的輸送過(guò)程當(dāng)中，要采用集流槽輸送。在對(duì)河床進(jìn)行沖刷時(shí)，高壓水槍與沖挖點(diǎn)要適當(dāng)?shù)睦_(kāi)距離，有效的距離能夠增加高壓水槍的壓力，從而提高施工效率。其次在進(jìn)行土方?jīng)_挖時(shí)，噴射水柱與標(biāo)準(zhǔn)坡面夾角不得大于15°，削坡時(shí)夾角應(yīng)該接近零度。不得對(duì)岸沖挖坡面土方，防止對(duì)坡面造成損傷，避免影響工程施工質(zhì)量。一個(gè)作業(yè)段施工完成后，經(jīng)檢驗(yàn)質(zhì)量合格后才能進(jìn)入下一作業(yè)段施工，對(duì)于分段進(jìn)行沖挖作業(yè)的河道，在對(duì)輸泥管道進(jìn)行位置規(guī)劃時(shí)，應(yīng)保障管道的順暢，以防止淤泥在管道內(nèi)發(fā)生堵塞，同時(shí)要對(duì)管道質(zhì)量進(jìn)行把控，對(duì)漏泥、漏水現(xiàn)象及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并采取相關(guān)措施，保障輸泥管道的運(yùn)輸質(zhì)量。管道的出泥口要合理的進(jìn)行延伸，防止泥漿的沖擊力對(duì)圍堰進(jìn)行沖擊，以此保障施工作業(yè)安全。此外還要根據(jù)水力沖挖淤泥工作設(shè)計(jì)日工作量，合理確定輸送管道和輸送路線，注重集漿池圍堰填筑，保證截水回流的合理性，完善棄泥區(qū)泥庫(kù)圍堰構(gòu)筑。

2.5 棄土區(qū)排水

排水位置要避開(kāi)泥漿與輸泥管道，從而有利于排水工作順利進(jìn)行。通常來(lái)講排水口是根據(jù)輸泥管道的數(shù)量來(lái)設(shè)置的，且排水管道的直徑要大于輸泥管道的直徑，在操作過(guò)程當(dāng)中要注重排水口的加固工作，保證管口牢固，注重節(jié)約成本，方便進(jìn)行維修與養(yǎng)護(hù)。運(yùn)行過(guò)程中，排水口的高度要隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，排水管道與泥漿地面的高度應(yīng)維持在30-50米之間，且排水區(qū)應(yīng)靠近河道，以保障水源的利用，此外排水的質(zhì)量也要進(jìn)行控制，水質(zhì)應(yīng)盡量清澈，減少甚至杜絕將泥漿帶去河道的現(xiàn)象，避免對(duì)河道帶來(lái)污染與破壞。

2.6 質(zhì)量控制及安全防護(hù)

沖挖河床應(yīng)嚴(yán)格遵循施工技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行，確保每道工序質(zhì)量合格。重視棄土區(qū)平整度控制，對(duì)輸泥管道與排水管道的出口進(jìn)行合理規(guī)劃，確保管道的平整度。

水力沖挖機(jī)組操作人員要加強(qiáng)自身學(xué)習(xí)，提高設(shè)備操作技能，對(duì)施工圖紙合理應(yīng)用，提前對(duì)工程進(jìn)行預(yù)估，結(jié)合實(shí)地情況對(duì)河道疏浚的工程開(kāi)展進(jìn)行合理規(guī)劃，選擇恰當(dāng)?shù)氖┕し绞?，并加?qiáng)工序質(zhì)量控制。對(duì)于完成的工段應(yīng)該立即進(jìn)行測(cè)量和檢查，發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題時(shí)需立即糾正。此外還要加強(qiáng)施工過(guò)程的安全把控，在工作開(kāi)展中需要對(duì)河道進(jìn)行斷流時(shí)，必須對(duì)河道進(jìn)行斷流，同時(shí)加強(qiáng)截流施工壩的防護(hù)，避免坍塌現(xiàn)象發(fā)生。施工前嚴(yán)格檢查棄土區(qū)圍堰工程質(zhì)量，施工過(guò)程要安排專(zhuān)門(mén)工作人員加強(qiáng)巡視和檢查，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，避免圍堰倒塌。所有電工必須持證上崗，所有電器設(shè)備施工中必須嚴(yán)格配備安全防護(hù)設(shè)施，并保證用電安全。水力沖挖機(jī)組施工人員要加強(qiáng)自身學(xué)習(xí)，提高專(zhuān)業(yè)技能和施工水平，增強(qiáng)責(zé)任心，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，按要求佩戴安全服，保證施工安全。

2.7 生態(tài)環(huán)保措施

隨著環(huán)保理念的深入發(fā)展，各項(xiàng)工程的開(kāi)展中都深刻融入了這一理念，在疏浚河道的工作開(kāi)展當(dāng)中，淤泥等垃圾會(huì)不可避免的出現(xiàn)，為響應(yīng)生態(tài)環(huán)保理念，要在施工工程的周?chē)M(jìn)行防護(hù)，堅(jiān)持廢棄物的再利用原則，防止污染現(xiàn)象的發(fā)生。在機(jī)組的運(yùn)作中，操作人員要對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格操作，確保泥漿的正確排放，同時(shí)做好日常垃圾清理工作，各種車(chē)輛實(shí)行密閉運(yùn)輸，防止污染環(huán)境。本工程中為保證車(chē)輛運(yùn)輸不對(duì)周邊環(huán)境造成污染，在固定的運(yùn)輸區(qū)間內(nèi)要安排衛(wèi)生人員進(jìn)行環(huán)境衛(wèi)生管理，對(duì)車(chē)輛運(yùn)輸中產(chǎn)生的垃圾及時(shí)的進(jìn)行清理。

三.河道疏浚淤泥處理技術(shù)的應(yīng)用效果

該河道疏浚淤泥處理中，通過(guò)水力沖挖法的應(yīng)用，不僅順利完成淤泥處理任務(wù)，而且取得比較明顯的效果。

3.1 減少土地資源占用量

采用水力沖挖法進(jìn)行河道疏浚淤泥處理，利用管道輸送淤泥和土壤，不會(huì)出現(xiàn)耕地被占用現(xiàn)象，有利于保護(hù)河道周?chē)r(nóng)作物。同時(shí)，堆積的土地平整之后，當(dāng)年就可以耕種。管道還能將土體輸送到較遠(yuǎn)的地方，有利于平整低洼地和廢舊溝渠，在一定程度上能增加耕地面積。部分沉積后的土壤可用于深埋換填綠化種植土、土建工程等，進(jìn)而減少耕地開(kāi)挖面積，在一定降低土地資源占用量。

3.2 有利于保護(hù)周?chē)h(huán)境

傳統(tǒng)清淤方法會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境帶來(lái)一定程度的污染與破壞。而水力沖挖法的應(yīng)用，既能順利完成河道疏浚淤泥任務(wù)，還能對(duì)淤泥進(jìn)行再利用，將其用于深埋換填綠化種植土、道路工程施工等，從而變廢為寶。該方法不僅確保河道疏浚清淤效果，為附近居民營(yíng)造生態(tài)、舒適、優(yōu)美的生活環(huán)境，同時(shí)也降低對(duì)周?chē)h(huán)境的污染與破壞，有利于保護(hù)周?chē)鷳B(tài)，環(huán)境效益比較明顯。

3.3 降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度

通過(guò)利用水力沖挖機(jī)組，工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低。例如，一臺(tái)水力沖挖機(jī)組安排8-9人操作，人員進(jìn)行輪班操作，機(jī)組便可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無(wú)間歇工作，隨著機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的加快，日工作量會(huì)得到明顯提升。基于此水力沖挖機(jī)組的利用不僅降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，還大大提高施工作業(yè)效率。

3.4 節(jié)約工程施工成本

水力沖挖疏浚與機(jī)械開(kāi)挖疏浚相比較，水力沖挖成本僅為機(jī)械開(kāi)挖處理成本的1/3，這其中包括圍堰工程、供電設(shè)施、排水費(fèi)用等，大大節(jié)約工程施工成本。

3.5 社會(huì)效益比較明顯

水力沖挖機(jī)組的使用，節(jié)省了大量的人力，實(shí)現(xiàn)了對(duì)淤泥的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，有效解決淤泥和流沙處理的難題，不僅降低勞動(dòng)強(qiáng)度，還能保障施工人員安全。同時(shí)該方法還可以節(jié)約土地資源，降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約施工成本，是河道疏浚淤泥處理方法的創(chuàng)新，贏得施工單位與河道沿線居民的一致好評(píng)，社會(huì)效益比較明顯。

四.結(jié)束語(yǔ)

水力沖挖法符合河道疏浚淤泥處理技術(shù)的需求，且在工程開(kāi)展中能夠取得良好的效果?；诖?，水力沖挖機(jī)組的運(yùn)用是十分必要的，在具體的工程開(kāi)展中，工作人員要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面調(diào)查，做好施工方案設(shè)計(jì)，并提高施工人員素質(zhì)，嚴(yán)格按要求開(kāi)展施工，加強(qiáng)河道疏浚淤泥處理全過(guò)程管理，確保每道工序質(zhì)量合格。從而順利完成河道疏浚淤泥處理任務(wù)，促進(jìn)水力沖挖法得到更好應(yīng)用，有效提升河道疏浚淤泥處理質(zhì)量和效益。