喬 清

一、工程概況

工程位于淮干中游安徽省五河縣臨北鄉(xiāng)境內，南洛高速橋至淮北大堤，河道疏浚水下HD272（130+581）～HD297（135+687），長5077m，疏浚挖方量161.122 萬m3；河道疏浚水上樁號HD270（130+301）～HD273（130+769），長477m，疏浚挖方量19.12 萬m3；沖填區(qū)為3#北排泥場，共設置2個退水口，為1 號和2 號退水口。3#北排泥場為高圍堰，堰底至堰頂高差達到5～6m，容積較大，達到170 余萬m3，周邊多為村鎮(zhèn)，因此退水口的合理設計及安全運行至關重要，一旦垮塌將直接威脅人民生命財產(chǎn)安全。

二、根據(jù)疏浚機械選型及配置，確定排泥場退水口總泄流量

河道疏浚施工主要安排在枯水期進行，不需要導流。河道疏浚水下HD272（130+581）～HD297（135+687），長5077m，疏浚挖方量161.122 萬m3；吹填區(qū)為3#北排泥場，最遠排距在3.0km 以上。根據(jù)當?shù)氐乃臍庀?、地質資料以及通航要求，在綜合考慮該工程的工程量、排距、排高、工期、開挖土質、開挖深度等條件的基礎上，決定選擇1 條500m3/h 絞吸式挖泥船和1 條800m3/h 絞吸式挖泥船，每艘挖泥船另配備生活船（40 床位）各1 艘，200T 油駁1 艘，397kW 拖輪1 艘，175kW 錨艇各1 艘，88kW 交通艇各1 艘，測量船1 條，浮管（Ф500×7500mm）100 節(jié)，浮管（Ф600×7500mm）80 節(jié)；岸管（Ф500×6000mm）400 節(jié)， 岸管（Ф600×6000mm）250 節(jié)； 潛管（Ф500×7500mm）40 節(jié)， 潛管（Ф600×7500mm）40 節(jié)。為了確保退水口泄流安全，按最大泄流量設計。假設在理想狀態(tài)下2 條挖泥船都在同時開工，泥漿濃度為10%，退水口最大泄流量應為（5000+8000）m3/h，即Q泄=3.6m3/s。

三、退水口設計

（一）退水口形式確定

排泥場退水口一般情況下有三種形式，即溢流堰式、埋管式和豎井式。前兩種在排泥場容積小、圍堰相對較低的情況下使用，制作起來比較簡單實用。該工程3#北排泥場為已建沖填區(qū)，是典型的高圍堰大容積排泥場，堰頂距地面落差較大，達到5～6m。一旦因退水口設計不合理而導致垮塌決口，將直接威脅周圍村鎮(zhèn)的安全。因此根據(jù)以往類似排泥場退水口設計制作的經(jīng)驗，決定采用安全可靠的豎井式退水口，由集水井、退水涵管、排水渠和跌水消能防沖設施構成。為滿足吹填區(qū)堆土平整度要求，共設2 個退水口，進行交替使用，2 退水口都采用豎井式退水口。依據(jù)排泥場現(xiàn)有的工況條件及退水口應盡量遠離排泥口的要求，1#退水口設在3#北排泥場西堤南轉角附近，2#退水口設在3#北排泥場北堤西轉角附近。

（二）退水口結構組成

退水口由集水井、穿圍堰涵管及防沖消能設施組成，下接排水明渠。

集水井由底座、閘門柱、橫撐及活動閘板組成，是退水口的關鍵部分。根據(jù)資料顯示，本排泥場圍堰高度應在5～6m，集水井高度可設為6.5m。井底板采用鋼筋混凝土結構，底板基礎采用塊石及碎石墊層，底板以上至豎井2.5m 處以下部分采用鋼筋混凝土結構，與底板整體澆筑，2.5m 豎井上口設鋼筋及螺栓預埋件。底板以上2.5m 處至6.5m處集水井采用鋼結構制作，4 個立柱預留活動閘門槽，立柱之間橫撐用角鐵焊接加固。鋼結構集水井部分可事先制作完成后運抵工地進行安裝。閘門可采用規(guī)格為50mm×200mm×2600mm 木板若干片。退水口中部為穿越堰體底部的退水涵管，采用Ф1500×2000mm 預制鋼筋混凝土涵管，底部鋪設粘土并人工夯實，中間設兩道伸長1m 的防滲墻，涵管鋪設后進行粘土回填并人工將縫隙搗實，防止?jié)B漏，涵管坡降為1%。退水口尾部為消力池和防沖槽以及退水明渠。消力池的作用是將排水管內較大能量的水流，經(jīng)消能后平穩(wěn)過渡至退水明渠。消力池由防沖層和消力坎兩部分組成。根據(jù)排水管的出水流量和明渠中水的流速確定退水明渠的斷面積。退水明渠的底寬為4m，深2.5m，邊坡1 ∶2。

（三）施工流程

施工順序：場地平整→測量放線→基坑開挖→基礎鋪墊→底板澆筑→涵管埋設→2m 豎井澆筑→鋼結構井架安裝→排水溝開挖砌筑→防沖消能設施修筑。

施工中須注意退水涵管和豎井之間、退水涵管和防滲墻之間及涵管接縫處的連接緊密，確保涵管及管周圍不滲漏。退水渠應平順有坡降，在入河設置消能防沖設施。

（四）水力計算

該工程排泥場最多同時投入2 艘挖泥船進行吹填，一條為JX500m3/h 挖泥船，一條為JX800m3/h 挖泥船。在理想的狀態(tài)下，兩條挖泥船同時施工，并通過水力計算，退水口的總泄流量Q泄應為：3.6m3/s，即：

Q泄=K1Q（1-P）=3.6m3/s

式中：

Q泄—泄吹填區(qū)內通過各退水口排出的總流量，m3/s；

Q—挖泥船排泥管排出的總流量為3.6m3/s；

P—吹填時泥漿濃度，體積比為10%；

K1—修正系數(shù)，取1.1。

退水口泄流能力計算：豎井式退水口以活動閘板控制退水口水位及泄流量，近似于薄壁堰泄流。

Q泄=ebMH3/2=eb（2g）1/2mH3/2=3.6m3/s

式中：

b—溢流閘寬度，m；

m—流量系數(shù)，薄壁堰取0.49；

e—側收縮系數(shù)，一般取0.96；

H—堰頂水頭，取0.30m。

經(jīng)計算b=10.5m，該工程取b=10.5m。因此豎井四個立柱之間距離取2.6m。

（五）退水口效果分析

根據(jù)經(jīng)驗，在以往的疏浚與吹填施工中，通過增加退水口閘板可自由升高吹填區(qū)水位，更易獲得寬淺溢流，最大限度地減少了退水口水流的擾動，提高了泥漿沉淀效果，減少了水土流失和泥漿污染，施工尾水完全符合設計對含漿量的控制標準。退水由涵管排出，對圍堰安全有利。

四、退水口及排泥場運行維護

為確保施工中排泥場區(qū)退水設施及圍堰、隔梗、排水溝渠的運行安全,在施工過程中要嚴格控制排泥區(qū)內蓄水水位,以保證排泥區(qū)內進退水平衡和安全,并設立巡查班組,配備對講機等通訊工具,落實巡查制度,切實保證排泥場安全運行。具體做法為：

（1）適時調整管口出泥方向，為使出泥口有效范圍內棄土平整，在出泥管口加裝一定尺寸的消能噴管，并適時改變噴管角度，以調整出泥方向位置。

（2）適時延伸管線。當出泥口面達到設計高程時，應延伸或拆卸管線，改變出泥管口位置，每次延伸或拆卸管線長度，視土質堆積情況而定，一般為10～30m 為宜。

（3）在吹填過程中，出泥管口要遠離堰內堤角，防止對堰體沖刷，排泥管道盡量沿著圍堤吹填，用吹填土加固圍堤。

（4）科學調節(jié)棄土區(qū)水位，以確保堰堤運行安全為前提，以限制排泥場內泥漿流失為基礎，棄土區(qū)內水位應盡量降低，做到隨吹填、隨退水，避免因出現(xiàn)高水位而危及堰堤安全。

（5）加強對堰體及退水口的巡視，發(fā)現(xiàn)滲漏要及時處理，不留隱患，防止垮堤。加強對排水渠、泄水口內的消能防沖設施維護。另外安排專人不間斷地對堰堤的運行狀況進行巡察，以便發(fā)現(xiàn)險情、及時處理。

五、結論

退水口的合理設計及排泥場的科學運行和維護在整個疏浚工程中十分重要，一旦出現(xiàn)事故，將對整個工程建設項目造成重大損失，直接影響到人民生命財產(chǎn)安全。因此在退水口施工中，要加強質量管理，嚴把質量關，確保施工技術滿足設計要求，同時在正常施工期間要做好排泥場的科學運行和維護，防止圍堰滲漏，確保排泥場安全運行■