(浙江省疏浚工程有限公司，浙江 湖州 313000)

1 工程概況

嘉興市北部湖蕩整治及河湖連通工程(秀洲片)PPP項目，位于嘉興市秀洲區(qū)北部的油車港鎮(zhèn)與王江涇鎮(zhèn)。該項目由防洪排澇提升工程、河湖調蓄能力改善工程、生態(tài)修復工程、水文化和景觀工程等組成。整治湖蕩36個(圩外17個，圩內19)，建設堤防長度20.4km，整治河道長度103.7km，建設護岸長度51.8km。疏浚淤泥工程量為1402萬m3，其中河道清淤量為91萬m3，湖蕩清淤量為1311萬m3。

2 水力沖挖施工方法簡介

水力沖挖的施工，是模擬自然界水流沖刷原理，借水力作用進行挖泥、輸泥，即水流經(jīng)高壓泵產生壓力，通過水槍噴出一股密實的高速水柱，切割、粉碎土體，使之濕化、崩解，形成泥漿和泥塊的混合物，再由立式泥漿泵及其輸泥管吸送。利用排泥管道，通過大功率泥漿泵加壓實現(xiàn)泥漿的輸送[1]。

根據(jù)不同地理環(huán)境，通過采用水上浮管、水下潛管和陸地岸管相結合組合方式進行輸泥管的鋪設。挖泥船尾連接300m長的水上浮管，以滿足挖泥船施工移動的需要，浮管后連接長距離水下潛管，水下潛管與陸地的岸管相連，再由岸管延伸入排泥場，并在排泥管道間配一節(jié)波紋橡膠管進行過渡，避免排泥管線因熱脹冷縮而拉裂，解決了長距離復雜地形排泥管道的鋪設難題。同時，管道全線密封牢固連接，實現(xiàn)淤泥全封閉運輸，有效避免管道漏泥、淤積等問題[2]，節(jié)能環(huán)保。

3 施工操作要點

3.1 河道測量放樣工作

3.1.1 施工控制網(wǎng)布設

根據(jù)監(jiān)理工程師提供的測量基準點、水準點及基本資料和數(shù)據(jù)，在開工前與監(jiān)理工程師共同進行認真復測校核，并按國家測繪標準和該工程施工精度要求，測設用于工程施工的控制網(wǎng)，布設平面控制樁及高程控制點，在河岸邊基礎堅實、不易破壞、便于保護的地方布設明顯標志，并用醒目的油漆予以標識。

3.1.2 河道疏浚前測量

河道疏浚前測量采用全站儀按照設計圖紙要求進行斷面劃分，并采用斷面法進行水下測量。測量精度應符合《水利水電工程施工測量規(guī)范》(SL 52—93)規(guī)定。水深測量與水位觀測配合進行，每次施測始末各觀測水位一次。測量完成后及時繪制河道斷面圖，報監(jiān)理審核后作為施工計量的依據(jù)。

3.2 臨時圍堰

水力沖挖機組疏浚前先對河道進行臨時圍堰施工，臨時圍堰按500m一段布置，圍堰采用雙排松木樁圍堰，松木樁由簡易打樁船進行打設，兩排木樁之間采用鋼筋橫拉，在竹片網(wǎng)放置后由袋裝土充實圍堰。

圍堰修筑后，抽排水后進行水力沖挖機組施工，在此段水力沖挖機組施工完畢后進行臨時圍堰拆除，并打設下一河段的臨時圍堰。

3.3 垃圾土方清理

在沖挖過程中，安排專人清除各類垃圾，采用長臂挖掘機對垃圾土方進行清理，清理出來的垃圾土方裝自卸汽車運輸至垃圾場處理，以避免垃圾堵塞泥泵吸入口。

3.4 管線鋪設

在集漿池內的大功率泥漿泵至排泥場之間鋪設大口徑輸泥管線，利用開挖區(qū)和堆土區(qū)之間的水系，布設水下潛管至堆土區(qū)附近的岸邊，再由岸管延伸入堆土區(qū)內。

3.4.1 水下管線鋪設方法

在集漿池內的大功率泥漿泵至堆土區(qū)之間的河道內，充分利用河道一側鋪設水下管線，并固定牢固。輸泥管道通過陸路運輸至臨時碼頭，在臨時碼頭上拼接成200m一段，由拋錨艇將每段管道牽引至預定方位后，連接兩端端點站，進行水上拼接。

3.4.2 岸管延伸鋪設入堆土區(qū)

在河岸距離堆土區(qū)之間的陸地上鋪設岸管，岸管盡量利用溝渠、路沿等設施布設。岸管采用法蘭加橡膠墊圈、螺栓連接，岸管鋪設時采用運管車與人工挑抬配合的方式進行施工，鋪設中盡量平坦順直，避免死彎。

3.5 泥漿泵水力沖挖

3.5.1 施工測量放樣

根據(jù)河道斷面控制樁，采用測量儀器和測繩結合導標放樣，在施工條幅的開挖起迄點、開挖中心線、開挖邊線、河底邊線布設清晰的樣桿標志，放樣間距為10～20m。并在工程河道沿岸布設一組高程控制點，每前進50m測量一次河底高程及邊坡情況，確保工程質量。

3.5.2 水力沖挖

常規(guī)水力沖挖施工方案。一套6PNL-250型泥漿泵機組設一臺高壓水泵和兩把水槍，兩把高壓水槍同時沖削淤泥，沖削時水槍與平面應保持一定的傾斜角度，形成泥漿，并匯流至低洼處，再由布設于低洼處的泥漿泵吸漿輸送至堆土場內，施工時，水力沖挖機在段內分區(qū)域平行施工，確保正常施工效率。在沖挖過程中，安排專人清除各類垃圾，并及時運輸至垃圾場堆放，以避免垃圾堵塞泥泵吸入口[3]。

邊坡沖挖施工方案。施工時，根據(jù)邊坡上下端位置及高程拉線放出邊坡位置及形狀，高壓水槍將邊坡上的淤泥區(qū)域一次沖挖成型，每隔50m拉線布設邊坡形狀，施工中加強護岸沉降及位移觀測，保證河坡穩(wěn)定安全。

河底沖挖施工方案。施工時，以全站儀和水準儀相結合放設出河底角位置及河底高程，高壓水槍將河底淤泥區(qū)域一次沖挖成型，每隔50m布設一個河底高程控制樁，以確保河床高程及滿足平整度要求。

3.6 大功率泥漿泵加壓

在河、湖附近設置一處集漿池，集漿池內布置1臺大功率泥漿泵，水力沖挖機組將泥漿輸送入集漿池后，由大功率泥漿泵吸取集漿池內的泥漿遠距離輸送入堆土區(qū)內。

3.7 全封閉管道輸送

3.7.1 管道鋪設流程

管道鋪設流程見圖1。

圖1 管道鋪設流程

3.7.2 水上浮管鋪設

挖泥船船上輸泥管尾部接上一段300m的水上浮管，水上輸泥浮管鋪設時，采用拋錨艇、交通艇和拖輪在施工區(qū)域的水上進行接裝，水上輸泥浮管的鋪設安裝由單根長6m、直徑400mm的鋼管通過鋼管接頭和1.5m長橡膠軟管連接而成，每根鋼管上穿設兩套浮筒，保證水上輸泥浮管漂浮于水面上，橡膠管與鋼管的連接處通過鋼管接頭進行緊密牢固，同時嚴格控制水上輸泥浮管擺幅，保證線路順暢，每隔30～50m，在水上輸泥浮管的兩側拋設浮管錨，將水上輸泥浮管進行定位和固定，防止水流、風力造成水上輸泥浮管線大幅度擺動，影響施工生產和施工區(qū)域通航。在挖泥船與浮管連接處采用回轉彎管進行連接，適應由于船體的移動在連接處產生的扭動。水上輸泥浮管的管線布置呈流線型彎曲，并留有足夠的富裕長度，隨挖泥船土方開挖施工進程，接長或拆卸水上輸泥浮管，以滿足不同的長度需要。

3.7.3 水下潛管鋪設

水下潛管鋪設前，預先對鋪設線路進行水深測量，掌握水下地形情況，保證潛管下沉后基本平坦。潛管鋪設時，預先在臨時碼頭連接管線，每隔3根排泥鋼管配一節(jié)橡膠管柔性連接，并將管線一端采用定制鋼板及橡膠墊圈封堵，連接成100m一段，采用工作船拖帶入水、牽引半潛行，管線基本至預定方位后，連接兩端端點站，端點站配備水泵和壓縮氣泵及相應閘閥件，通過向潛管內注水、呼吸閥排氣實現(xiàn)管線下潛，下潛后管道呈柔性緊貼河床[2]。

3.7.4 陸地岸管鋪設

岸管由汽車陸路運輸至施工現(xiàn)場，沿岸管路線按各段的管道需求量沿途堆放。之后采用雙膠輪車運輸至各個施工點采用人工挑抬連接施工，一直延伸至淤泥干化場內，鋪設中盡量平坦順直，避免死彎。岸管采用法蘭加橡膠墊圈、螺栓連接。

陸地輸泥管的架設由熟練管道工配小型吊機和手拉葫蘆安裝，陸地輸泥管轉彎段以彎管或軟管連接，應按設計線路與鋪設方法鋪設，保持陸地輸泥管線平坦、順直、不拐死彎，陸地輸泥管的連接由單根長6m、直徑400mm的鋼管通過鋼管接頭連接而成，陸地輸泥管線的鋼管接頭必須緊密牢固，整個鋼管管線和鋼管接頭不得漏泥、漏漿、漏水，發(fā)現(xiàn)泄漏，應及時修補或更換，每隔400m設一個水陸接頭，并安裝相應的接力泵，保證在陸地輸泥過程中有充足的動力。

若輸泥管道主干線經(jīng)過明渠，則沿明渠邊坡架設，在邊坡不穩(wěn)定處敷設輸泥管架和混凝土墩支撐。施工時，先破土開挖一條深槽，槽底泥土進行平整后，將鋼管埋入深槽，再由渣土進行回填覆蓋，表層再澆筑一層細混凝土進行埋管保護。架設引坡時，根據(jù)道路寬度預先定制排泥管道兩側鋼梁結構引坡，待排泥管道在道路上鋪設后，及時將定制的鋼架引坡安裝固定在排泥管道兩側，以保證道路正常通行。

3.7.5 排泥場施工

采用真空預壓進行淤泥干化的湖蕩，在其沿線借用低洼農田、漁塘等作為疏浚土方臨時排泥場。排泥場四周修建圍堰。圍堰施工前先進行排水和清基工作，事先開挖排水缺口排出排泥場內的積水，再用水泵抽排出積水，同時在場內布設必要的排水溝網(wǎng)，在圍堰填筑期間實施日常性排水工作，保持干場作業(yè)。

排泥場圍堰采用土堤結構，填筑時控制施工加荷速率，并設置足夠的沉降和位移觀測點，嚴密觀測，謹慎施工，以確保圍堰安全。

排泥場內設置沉淀池和一、二級退水口，即在排泥場與沉淀池的圍堰位置，設置一級退水口，在沉淀池外圍圍堰適宜位置，設置二級退水口[4]。沉淀池圍堰采用土堤結構，退水口兩側與圍堰結合部位采用袋裝土加固處理，以保證退水口使用安全，并在一級退水口位置設置余水處理房。

在排泥場內根據(jù)現(xiàn)場情況布設相應的隔埂、退水及截水、安全圍欄等排水、安全防護、環(huán)保及水保設施。

4 工藝流程

工藝流程見圖2。

圖2 施工工藝流程

5 材料與設備

5.1 材料

使用的材料主要有內徑400mm的優(yōu)質鋼管、橡膠管、法蘭、橡膠墊圈、螺栓等。

5.2 設備

使用的機械設備主要有泥漿泵機組、高壓水泵、水槍，泥漿泵、自卸汽車，雙膠輪車、接力泵船、拋錨艇、專用清障船、自航泥駁、挖掘機、測量船、交通艇、油駁等。

6 質量控制

專職質檢員在施工現(xiàn)場根據(jù)淤泥高程控制面和樣樁，對淤泥沖挖質量進行嚴格控制，隨時檢查沖挖質量。

沖挖施工中，泥漿含泥量要逐漸增大，避免開泵初期產生高含泥量泥漿運行的現(xiàn)象。施工中日常監(jiān)測各段管道壓力，一旦發(fā)生管道淤堵，應盡快排除解決，避免產生爆管、脫管等不利情況。

在運輸泥漿過程中若出現(xiàn)停機現(xiàn)象，需用清水通管一段時間，在開機前再用清水通管后送泥漿，并逐漸增大泥漿含泥量，以防管道淤堵。為確保管道排泥安全，管道輸送流速控制在相對穩(wěn)定的流速，同時在管道各主要端口內安裝管道壓力表和爆管預警裝置。

排泥管線在穿越苗木植被區(qū)域時，嚴禁系帶林木，并在法蘭處墊設木板保護。為避免出現(xiàn)管道泄漏，管道使用前對鋼管壁厚進行檢測，對管材質量嚴格控制，管道法蘭間加設橡膠墊片，再采用對口螺栓連接，安裝中做好接頭的緊固密封工作。

7 結 論

水力沖挖，高壓水泵配合水槍沖挖，采用水上浮管鋪設、水下潛管鋪設、陸地岸管鋪設等多種管道鋪設相結合的管道布設形式，利用泥漿泵將泥漿統(tǒng)一吹填入集漿池，施工機具簡單，施工效率高[5]，組合性和現(xiàn)場適應性強，可以連續(xù)作業(yè)，工期短，處理能力靈活，場地要求簡單，適用于各種復雜施工環(huán)境，有效實現(xiàn)淤泥長距離輸送。

在管道各主要端口內安裝管道壓力表和爆管預警裝置，將管道輸送流速控制在相對穩(wěn)定的流速進行施工生產，確保管道排泥安全。 挖泥船清出的淤泥，通過全封閉管道輸送至淤泥干化場，部分排距超出基本排距時中間串聯(lián)接力泵(水上采用接力泵船，陸上增設接力泵)接力輸送。挖泥船尾部接少量用于調節(jié)船位必需的浮管，浮管后大范圍采用水下潛管，管道全線密封牢固連接，實現(xiàn)淤泥的全封閉輸送，節(jié)能環(huán)保。

采用高抗壓強度鋼管作為排泥管，可有效防止泥漿在高流速的情況產生爆管，提高施工效率。正式清淤生產前，進行管線壓力試驗，確保管線全線密封無泄漏，在端點站內設置管道壓力表，實時進行監(jiān)控，有效防止管道淤堵、漏漿現(xiàn)象，避免了清淤過程的二次污染，節(jié)能環(huán)保，保護環(huán)境。