吳正前

（江蘇省泰興市水務(wù)局黃橋分局，225411，泰興）

中小型河道疏浚工程施工方法對(duì)比分析

吳正前

（江蘇省泰興市水務(wù)局黃橋分局，225411，泰興）

河道疏浚；施工方法；對(duì)比

伴隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)以及新農(nóng)村建設(shè)發(fā)展，水系環(huán)境的美化備受各方重視。各地陸續(xù)出臺(tái)一系列措施，以期對(duì)中小型河道進(jìn)行有效整治，河道疏浚正是其中的重要組成部分。

一、中小型河道疏浚工程主要目的

在當(dāng)前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作用下，為進(jìn)一步改善航道航行條件，提高河道通航能力，提升河道通航里程，就需要開展內(nèi)河河道的治理工作，通過疏浚工程作業(yè)，達(dá)到提高河道水運(yùn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的重要目的。

對(duì)于中小型河道而言，疏浚工程的主要價(jià)值在于：通過水力、機(jī)械等方法技術(shù)的綜合應(yīng)用，對(duì)水下環(huán)境中的土石方材料進(jìn)行挖掘，同時(shí)完成對(duì)相關(guān)土石方的輸移工作，從而確保航道建設(shè)與維護(hù)工作的整體質(zhì)量。對(duì)于本文所研究的中小型河道疏浚工程，主要目的：第一，挖深河流淺灘區(qū)，使整個(gè)河道通航能力或排洪能力得到可靠的保障與提升；第二，通過對(duì)河堤進(jìn)行開槽處理，為過河水管、油管、通信電纜以及輸電電纜的埋設(shè)提供可靠環(huán)境支持；第三，對(duì)河道水下軟土土體進(jìn)行置換，替換為具有較高承載力的砂石，從而確保河道相關(guān)區(qū)段內(nèi)水工建筑物基礎(chǔ)的可靠與穩(wěn)固；第四，對(duì)河道水下環(huán)境進(jìn)行清淤，改善環(huán)境。

二、中小型河道疏浚工程主要施工方法

當(dāng)前，針對(duì)中小型河道展開疏浚作業(yè)，比較常見的施工方法有以下幾種類型：

1.基于水泥挖泥機(jī)組的河道疏浚方案

本方案又為基于水利機(jī)械化土方工程的河道疏浚方案。在河道疏浚期間的設(shè)備組成包括泥漿泵輸泥系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、清水泵沖泥系統(tǒng)。在施工過程中，需要預(yù)先將配電系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)的供電變壓器接入本區(qū)域的電網(wǎng)受電系統(tǒng)中，或受環(huán)境因素影響，無供電網(wǎng)絡(luò)提供電力支持的情況下，可通過使用自備柴油發(fā)電機(jī)組的方式加以解決。為確保疏浚作業(yè)的實(shí)施質(zhì)量，首先需要在待進(jìn)行疏浚區(qū)域的外圍設(shè)置攔河圍堰，截?cái)鄟硭较蛩?。在充分排除攔河圍堰內(nèi)積水后，通過分組、分段、同步的作業(yè)方式，開展對(duì)區(qū)域河道的疏浚作業(yè)。高壓清水泵在正常運(yùn)行狀態(tài)下產(chǎn)生高壓水，對(duì)本區(qū)域內(nèi)的土體接口進(jìn)行切割，進(jìn)一步進(jìn)行粉碎處理，形成泥漿，以輸泥膠管作為載體，排除至堆土區(qū)域內(nèi)。若堆土區(qū)與疏浚區(qū)之間的間隔距離較遠(yuǎn) （對(duì)于常見22.0 kW單位泥漿泵而言，輸泥距離高于300.0m則稱之為遠(yuǎn)距離），此情況下應(yīng)當(dāng)通過增設(shè)接力泵的方式進(jìn)行泥沙傳輸作業(yè)。

2.基于攪吸式挖泥船的河道疏浚方案

本方案屬于非自航式疏浚處理方案。對(duì)于本文所研究的中小型河道而言，所使用的絞吸式挖泥船工作能力多控制在80.0~120.0m3/h，同時(shí)所對(duì)應(yīng)的排水量在80.0 t左右，船舶吃水深度在1.2m以內(nèi)。具體作業(yè)過程當(dāng)中，挖泥船自一端向另一端展開作業(yè)，通過定位樁與錨纜相互配合的方式完成對(duì)挖泥船的定位與移位處理。為了確保對(duì)疏浚作業(yè)質(zhì)量的嚴(yán)格控制，多按照0.5 km間隔的方式，設(shè)置水尺，提高施工期間的觀測質(zhì)量。作業(yè)過程中，安排專人對(duì)水尺刻度進(jìn)行讀取，從而方便船上人員對(duì)開挖深度進(jìn)行合理控制。在船舶定位后，將鉸刀架放入水中，啟動(dòng)后將泥沙絞碎并形成泥漿、在離心式泥漿泵的傳輸作用下，達(dá)到吸入泥漿、外排至堆土區(qū)的目的。

3.基于“挖”“運(yùn)”“吹”相結(jié)合的河道疏浚方案

該方案主要的特點(diǎn)在于：以挖泥船完成挖泥作業(yè)，以泥駁完成運(yùn)泥作業(yè)，以吹泥船完成吹泥作業(yè)。此種施工方案對(duì)于河道通行能力有一定的影響。結(jié)合中小型河道的實(shí)際情況來看，對(duì)于挖泥船工作能力的要求為0.4~0.8m3/h，對(duì)于泥駁工作能力的要求為40.0~80.0m3/h，對(duì)于吹泥船工作能力的要求則為80.0~120.0m3/h。在疏浚作業(yè)的實(shí)施過程當(dāng)中，需要采用平面分條、斷面分層、縱向分段開挖相結(jié)合的方法展開施工，以待疏浚河道中心線為參照，分副開挖。需要注意的是：在對(duì)同層土體進(jìn)行開挖作業(yè)期間，需要按照自中心至四周的方式，以船舶最大縱向位移作為開挖小段尺寸的限制標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，在本方案施工作業(yè)實(shí)施期間，土方盡量租賃較近空地堆放。一般工程項(xiàng)目的疏浚土方量較大，需要安排多個(gè)堆土區(qū)，在堆土區(qū)四周構(gòu)筑好圍堰，控制堆土高度一般在2.0m以內(nèi)，吹泥船就近停泊于堆土區(qū)旁的河道岸側(cè)，用2只側(cè)八字錨和地垅定位。吹泥船與吹泥管之間用軟管連接，水上用浮管，上岸后伸入泥庫內(nèi)，排泥距離一般控制在1.0 km內(nèi)。與其他兩種施工方法類似，吹泥同樣會(huì)形成大量尾水，需要有組織地采取相應(yīng)措施，合理排放，以減少對(duì)環(huán)境的影響。

三、主要施工方法對(duì)比

1.不同施工方法適用范圍

對(duì)于基于水泥挖泥機(jī)組的河道疏浚方案而言，主要可作用于支持?jǐn)嗔魇┕さ暮拥?，即通常多將此種河道疏浚方案作用于通航能力較低的河道。此種施工方案對(duì)于疏浚區(qū)域的土質(zhì)結(jié)構(gòu)有比較嚴(yán)格的要求，通常適用于粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)砂土、淤泥質(zhì)土，且疏浚期間的深度較大。受到這一特性的影響，若疏浚區(qū)域內(nèi)的土層中涉及大量的滲透性土層組織，或河道岸側(cè)設(shè)置有防汛墻結(jié)構(gòu)，則應(yīng)當(dāng)嚴(yán)禁使用此種方案，避免對(duì)河道疏浚質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。

對(duì)于基于攪吸式挖泥船的河道疏浚方案而言，疏浚期間對(duì)河道排泥距的要求相對(duì)嚴(yán)格，通常取值在1.0 km之內(nèi)。同時(shí)需注意：由于部分河道所處區(qū)域溝通密切，施工期間斷航會(huì)對(duì)周邊經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，或?qū)τ跓o法斷流的河道，通常建議使用本法，在對(duì)河道進(jìn)行疏浚的同時(shí)，保障所疏浚河道的通航能力。

對(duì)于基于“挖”“運(yùn)”“吹”相結(jié)合的河道疏浚方案而言，該方案同樣可支持河道疏浚作業(yè)與河道通航同步開展的河道。但在河道通航能力的要求方面受一定限制，其主要原因是本疏浚方案下疏浚作業(yè)所需的船舶較多。且本方案可作用于疏浚河道與堆土區(qū)距離較遠(yuǎn)的作業(yè)環(huán)境。

2.施工作業(yè)特點(diǎn)

對(duì)于基于水泥挖泥機(jī)組的河道疏浚方案而言，主要優(yōu)勢在于設(shè)備簡單、施工操作方便，輸泥管線可依據(jù)疏浚要求做出靈活的移動(dòng)。同時(shí)，河道疏浚期間的質(zhì)量控制難度較低。但本方案也存在一定的局限性，即在河道疏浚作業(yè)實(shí)施的過程中，需要對(duì)整個(gè)河道進(jìn)行斷流、斷航處理，在一定程度上會(huì)對(duì)河道排水能力以及排澇能力產(chǎn)生不良影響。但由于本疏浚方案對(duì)環(huán)境條件的嚴(yán)格限制，原則上需要避免在施工區(qū)域的雨季、汛期開展作業(yè)。

對(duì)于基于攪吸式挖泥船的河道疏浚方案而言，本方案實(shí)施下的主要優(yōu)勢：基于水下環(huán)境完成整個(gè)疏浚作業(yè)，對(duì)河道既有的通航能力無任何不良影響，且水下施工中的排水能力不會(huì)受影響，可在任何季節(jié)中展開作業(yè)，不具有明顯的條件限制問題。但也存在一定的局限性，即需要遵循就近原則進(jìn)行攤土作業(yè)，且所疏浚泥漿中的泥含量較低，當(dāng)中含有大量尾水。疏浚期間對(duì)堆土區(qū)的尾水含量有明顯影響，導(dǎo)致此區(qū)域內(nèi)的排水工作難度較大，且水下環(huán)境的質(zhì)量控制難度較大。

對(duì)于基于“挖”“運(yùn)”“吹”相結(jié)合的河道疏浚方案而言，本方案主要優(yōu)勢：原則上堆土區(qū)可以靈活設(shè)置，不受環(huán)境因素的限制，且河道既有的排水能力不會(huì)因疏浚作業(yè)的開展而受到影響，河道既有的防汛設(shè)施受疏浚作業(yè)開展的影響較小。但也存在一定的局限性，即疏浚期間對(duì)于現(xiàn)場施工組織能力具有較為嚴(yán)格的要求，且河道疏浚質(zhì)量的控制也存在一定的難度。

3.施工費(fèi)用

對(duì)于基于水泥挖泥機(jī)組的河道疏浚方案，由于土方基于就近原則完成對(duì)方與處置，因而施工費(fèi)用相對(duì)較低，大致在6~9元/m3范圍內(nèi)。對(duì)于基于水泥挖泥機(jī)組的河道疏浚方案而言，由于施工調(diào)遣存在一定的費(fèi)用消耗，因而大多的費(fèi)用在11~15元/m3范圍之內(nèi)。 對(duì)于基于“挖”“運(yùn)”“吹”相結(jié)合的河道疏浚方案而言，本方案受到所使用船舶數(shù)量眾多，以及堆土區(qū)距離疏浚區(qū)距離較遠(yuǎn)的因素影響，致使費(fèi)用投入較大，大致在20元/m3以上。

四、結(jié) 語

針對(duì)三種常見的中小型河道疏浚工程施工方案，通過對(duì)其適用范圍、施工作業(yè)特點(diǎn)以及施工費(fèi)用的對(duì)比分析，認(rèn)為以上三種施工方案均具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)不同的施工工程要求，采取對(duì)應(yīng)的處理方案，以確保中小型河道疏浚質(zhì)量的安全可靠。

[1]馬偉芳,趙新華,孫井梅,等.EDTA在植物修復(fù)復(fù)合污染河道疏浚底泥中的調(diào)控作用[J].環(huán)境科學(xué),2006,27(1).

[2] 王璐,曲鴻彬,羅利民,等.基于 GIS 與物元模型的河道疏浚規(guī)劃決策系統(tǒng)[J].中國農(nóng)村水利水電,2007,(8).

[3] 何品晶,卞成林,顧國維,等.受污染河道疏浚泥漿離心脫水上清液凈化工藝[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2002,30(7).

[4]胡安焱,劉燕,張學(xué)真,等.塔里木河下游生態(tài)輸水及河道生態(tài)整治工程探討[J].水土保持學(xué)報(bào),2005,19(6).

[5] 楊澤慧,關(guān)洪濤,宋劍鵬,等.淺談塔里木河下游河道疏浚工程整治措施[J].中國農(nóng)村水利水電,2005,(3).

[6] 楊澤慧,宋劍鵬,關(guān)洪濤,等.塔里木河下游河道疏浚段水文地質(zhì)和工程地質(zhì)特征研究[J].地下水,2005,27(2).

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2014-01-07

吳正前，局長，工程師。

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