雷準(zhǔn) 李馥 李朝輝

中建五局第三建設(shè)有限公司 云南 大理 671000

1 工程概況

1.1 建設(shè)概況

該工程位于云南省大理市，鄰近高原湖泊洱海，是為2002年建成的雙艙過水干渠，年久失修。主要存在問題如下：一是淤泥沉積，過水?dāng)嗝鎳?yán)重不足[1]，導(dǎo)致左右兩艙內(nèi)的雨水、污水混流[2]，嚴(yán)重影響渠道下游水質(zhì)情況[3]；二是結(jié)構(gòu)破損、塌陷，對(duì)渠道本身穩(wěn)定性提出了考驗(yàn)；三是管道暗接、錯(cuò)接，地上雨水、污水不能按要求排入渠內(nèi)。

工程范圍起于登龍河，止于大理市一污廠，全長(zhǎng)約5.5km，是為地下長(zhǎng)距離干渠；其中，雙艙干渠上游長(zhǎng)約4.5km，污水艙凈空尺寸為4.2m×3.0m，雨水艙凈空尺寸為2.0m×3.0m，中間隔墻高1.5m，接近一污廠段穿隧道干渠約1.0km，污水艙凈空尺寸為1.3m×4.0m，雨水艙凈空尺寸為3.0m×4.0m，中間隔墻高3.0m。

該渠近年已多次被環(huán)保部門通報(bào)，列入環(huán)保督辦，故而對(duì)干渠進(jìn)行清淤改造已刻不容緩。本文基于該干渠工程，介紹了一種地下長(zhǎng)距離渠內(nèi)的清淤工藝，可為類似工程提供借鑒。

1.2 地質(zhì)情況

1.2.1 水文地質(zhì)。干渠清淤為地下渠內(nèi)作業(yè)，整個(gè)工程沿著西洱河南下，西洱河是洱海的唯一自然泄水河流，全長(zhǎng)23km，總落差660m，水能利用率最高，西洱河四級(jí)電力是市內(nèi)主要的電源。由東至西南流入瀾滄江，最終匯入湄公河。因工程地處西洱河流域附近，導(dǎo)致該處水流豐富，渠內(nèi)水位一直居高不下。且因干渠破損，也常有水源滲流入渠內(nèi)。

1.2.2 巖土地質(zhì)。大理市的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，以大地構(gòu)造的特征而論，洱海東、西部，分屬于兩種不同的性質(zhì)。按地質(zhì)力學(xué)的觀點(diǎn)，東部屬南北向構(gòu)造帶，西部屬北西向構(gòu)造帶；按傳統(tǒng)的地質(zhì)構(gòu)造觀點(diǎn)，東部屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)，西部屬滇、藏地槽褶皺系。此兩構(gòu)造區(qū)系以洱海深大斷裂為界。

大理一帶，基巖面向洱海方向傾斜，下關(guān)南部基巖埋藏較淺，北部及西洱河沿岸附近則埋藏較深。自洱海東側(cè)，經(jīng)鳳儀至三哨水庫一帶的基巖面，形成了一個(gè)北西向的狹長(zhǎng)深溝，最深的兩處位于鳳儀東側(cè)。基巖深的地區(qū)，場(chǎng)地的土層厚度大：基巖淺的地區(qū)，場(chǎng)地的土層厚度則小。

1.3 渠內(nèi)情況

干渠內(nèi)水流較為湍急，水位在高漲時(shí)可以達(dá)到1m余多，雙艙段水位已接近中隔墻高度，特別位置還有發(fā)生溢流的現(xiàn)象；淤泥平均深度約0.7m，淤泥淤積情況比較嚴(yán)重[4]。

2 清淤施工工藝

清淤施工工藝[5]步驟流程如圖2所示。

2.1 選址開艙

干渠距離長(zhǎng)，且僅有一個(gè)大型進(jìn)出口，無法滿足快速施工要求，故采取在干渠上方選若干點(diǎn)位垂直開孔的方式進(jìn)行分段施工，開艙點(diǎn)位根據(jù)施工要求及對(duì)周邊環(huán)境的影響等因素綜合考慮，該工程定在興盛橋旁綠化帶、美登橋下游綠化帶；至于橋隧段可直接從出口進(jìn)入，這樣整個(gè)工程便分成了三個(gè)施工區(qū)段。

在原地貌測(cè)量，標(biāo)準(zhǔn)定位，考慮放坡系數(shù)后進(jìn)行路面破除及土方開挖施工，對(duì)原有道路、綠化帶、人行道進(jìn)行破除。開挖過程中嚴(yán)格監(jiān)測(cè)基坑穩(wěn)定性，特別是基坑頂部堆載位置，同時(shí)考慮基坑內(nèi)降排水。開艙完成后，針對(duì)破除頂板處的洞口需進(jìn)行臨時(shí)加固，并采用型鋼對(duì)稱支撐。

圖2 清淤施工工藝

2.2 通風(fēng)照明

2.2.1 強(qiáng)制送風(fēng)。干渠沿線展開排查，選取強(qiáng)制固定送風(fēng)點(diǎn)24h不間斷送風(fēng)（30kW發(fā)電機(jī)持續(xù)發(fā)電[6]）。3kW軸流風(fēng)機(jī)設(shè)置在干渠頂部以下50cm范圍內(nèi)，每隔50m固定設(shè)置一個(gè)。

2.2.2 工作面通風(fēng)。清淤工作面上、下游檢查井位處對(duì)應(yīng)風(fēng)道各設(shè)置1臺(tái)低噪聲軸流式通風(fēng)機(jī)，并加設(shè)柔性風(fēng)帶，使作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)形成一端送風(fēng)、另一端抽風(fēng)的氣體循環(huán)作業(yè)模式，風(fēng)帶端口位置隨清淤位置變動(dòng)，保證施工過程中工作面上實(shí)時(shí)建立持續(xù)的新風(fēng)循環(huán)體系。

圖3 柔性風(fēng)帶送風(fēng)

2.2.3 強(qiáng)制照明。作業(yè)照明采用12V安全電壓，線路沿干渠側(cè)壁敷設(shè)，做好絕緣處理；初步考慮采用粘貼12V燈帶三排，燈帶接電點(diǎn)需留設(shè)在地面，經(jīng)環(huán)形變壓器控制；作業(yè)人員需要攜帶個(gè)人便攜式防爆照明燈。

2.3 圍堰導(dǎo)流

2.3.1 整體圍堰。因水量較大，且干渠距離過長(zhǎng)，為保證清淤的順利進(jìn)行，需要在整個(gè)工程段的上游進(jìn)水口位置暫時(shí)封堵住非施工艙，使施工艙水導(dǎo)流至非施工艙，此時(shí)可讓施工艙水位降至最低，便于展開清淤工程。沙袋圍堰寬5.0m，高2.5m，中間每隔1m采用鋼管腳手架與中隔墻構(gòu)造柱連接固定。

2.3.2 特殊圍堰。清淤工作面上下游10m處及中隔墻設(shè)置一道三面圍堰，高度據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水深確定。雨水艙清淤圍堰中間預(yù)留一根DN1200的HDPE管道導(dǎo)流，污水艙清淤圍堰中間預(yù)留DN600×2的HDPE管道導(dǎo)流；為滿足水位要求，還可在圍堰上游設(shè)置污水泵進(jìn)行24h不間斷臨時(shí)抽排至下游，若仍滿足不了要求，上游來水較多，雨、污水艙只能采用溢流的方式進(jìn)行排水。

2.3.3 圍堰做法。圍堰做法采用編織袋裝砂，圍堰采用鋼管支撐架體系固定，上游圍堰采用斜撐加固，中隔墻圍堰通過中間構(gòu)造柱固定在隔墻上，各區(qū)段圍堰高度應(yīng)根據(jù)該段淤泥深度及水位作出相應(yīng)調(diào)整。

2.4 清淤

清淤方式：機(jī)械+人工清淤；清淤順序：先清理污水艙，再清理雨水艙。

2.4.1 污水艙清淤。整體圍堰使得污水艙溢流至雨水艙，此時(shí)污水艙水位將大幅降低。各隊(duì)伍進(jìn)入對(duì)污水艙展開清淤，將沿線正運(yùn)作的排口導(dǎo)流至雨水艙，沿線若存在中隔墻倒塌、通洞等情況，再在外圍占用雨水艙斷面1.0m設(shè)置一道特殊圍堰。

污水艙工作面較狹小，大型機(jī)械無法進(jìn)入，清淤采用卷揚(yáng)機(jī)+刮泥板形式進(jìn)行，預(yù)計(jì)清除厚度約0.5～0.6m，分段清運(yùn)至沿線井口并利用專用吸污車進(jìn)行抽排外運(yùn)，工作平臺(tái)利用中隔墻采用鋼管腳手架搭設(shè)，每段工作面約100m；對(duì)于底部0.1～0.2m厚的淤泥，采用人工高壓沖洗直接清運(yùn)至開艙口再用污泥泵抽排至專用吸污車內(nèi)外運(yùn)。

2.4.2 非橋隧段雨水艙清淤。前段4.5km長(zhǎng)干渠，采用在上游設(shè)置一道整體圍堰，讓雨水艙溢流至污水艙運(yùn)營(yíng)，各隊(duì)伍同時(shí)進(jìn)入工作面進(jìn)行改造工程，沿線正在運(yùn)營(yíng)排口進(jìn)行導(dǎo)流至污水艙，

根據(jù)斷面尺寸，雨水艙可采用小型裝載機(jī)進(jìn)入干渠內(nèi)提高清淤工作效率。裝載機(jī)采用25t汽車吊由開艙點(diǎn)吊運(yùn)至干渠內(nèi)。雨水艙淤泥平均深度約0.8m，在裝載機(jī)進(jìn)入后，先將淤泥清除0.6～0.7m至開艙點(diǎn)，再使用泥漿泵進(jìn)行抽排至專用吸污車內(nèi)運(yùn)往指定淤泥處理點(diǎn)。對(duì)于剩余0.1～0.2m厚的淤泥，也采用人工高壓沖洗[7]直接清運(yùn)至開艙口，再用污泥泵抽排至專用吸污車內(nèi)外運(yùn)。

2.4.3 橋隧段清淤。因橋隧段僅有1個(gè)進(jìn)出口，為便于施工操作及有限空間通風(fēng)、照明設(shè)施設(shè)立，沿中隔墻搭設(shè)長(zhǎng)1km的腳手架通道，通道寬1.5m（占污水艙斷面0.3m、雨水艙斷面1.2m）；通道每100m布置1臺(tái)防爆軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)，并沿架體一側(cè)建立氣體檢測(cè)系統(tǒng)。

因現(xiàn)場(chǎng)水位較高，污水艙前端已發(fā)生溢流，故對(duì)于雨水艙，光溢流進(jìn)污水艙無法滿足要求，故對(duì)雨水艙采用L型圍堰再分艙清淤，即先進(jìn)行墻體側(cè)干渠清淤，再進(jìn)行中隔墻側(cè)干渠清淤；橋隧段上游圍堰采用沙袋圍堰，寬5.0m，高2.5m，中間分艙圍堰寬1.0m ，高2.5m，均采用鋼管腳手架進(jìn)行加固；圍堰完畢后采用人工在干渠內(nèi)建立臨時(shí)高壓沖洗直接清運(yùn)至下游排放口。

3 結(jié)束語

針對(duì)長(zhǎng)距離且水位較高的干渠清淤工程，提出一種多點(diǎn)開艙、圍堰導(dǎo)流清淤的施工方法，在一定程度上可以提升施工效率及清淤效果。

提出了一種針對(duì)渠內(nèi)有限空間作業(yè)的通風(fēng)方法：強(qiáng)制通風(fēng)及工作面抽送風(fēng)。可以保證渠內(nèi)作業(yè)的氣體循環(huán)，極大程度上可以保障有限空間作業(yè)的安全。

本文以問題為導(dǎo)向，為干渠內(nèi)清淤提供了一種較好的施工方法。進(jìn)一步提高了污水收集率，實(shí)現(xiàn)了干渠雨污分流，降低了雨水艙污染物濃度，提高了污水處理廠進(jìn)水濃度及處理效益，最大限度保護(hù)洱海，具有重要意義。同時(shí)為類似工程清淤提供了一定的參考。