(1.淮委治淮工程建設管理局，安徽 蚌埠 233000；2.江蘇鴻基水源科技股份有限公司，江蘇 揚州 225000；3.淮河水利水電開發(fā)公司(駐蚌)，安徽 蚌埠 233000)

淮河干流蚌埠至浮山段行蓄洪區(qū)調整與建設工程共興建排泥場16個，總占地面積約21560畝，平均每個排泥場面積約1500畝，個別排泥場面積甚至達到4000～5000畝。由于初步設計階段有關排泥場設計方案及附圖比較宏觀，概括性較強，針對性不夠，在工程具體實施時，需根據實際情況對這種超大型的排泥場進行優(yōu)化設計，以確保疏浚過程中的運行安全。

本文以淮河干流香浮段行蓄洪區(qū)調整與建設工程為例，結合香浮段工程建設實際，依據疏浚工程的實踐探索，對淮河干流超大型排泥場優(yōu)化進行詳細闡述，以期在今后類似工程建設實施中可以抓住重點、破解難點、開拓創(chuàng)新。

1 淮干香浮段工程簡介

根據淮河流域防洪規(guī)劃和淮河干流行蓄洪區(qū)調整規(guī)劃，香浮段行洪區(qū)調整和建設工程的總體目標和任務為：在淮河干流河道整治及堤防加固工程已批項目的基礎上，通過行洪區(qū)調整和建設工程，完善香浮段河道的防洪工程體系，使香廟至浮山段河道泄流能力達到13000m3/s，中等洪水通道流量達到10500m3/s。

香浮段工程建設內容包括：疏浚河道長25.45km，疏浚工程量約1700萬m3，沿淮河右岸堤防布置4個大型排泥場，占地面積分別為1860畝、2203畝、2939畝和1560畝；鏟除老堤18.57km，筑新堤17.61km，加固老堤4.26km；靠山壩加固堤長10.1km；拆除重建井頭涵、團結涵、柳溝閘和張莊排澇站；影響處理工程有五河橋接長處理工程、朱頂撇洪溝交通橋處理工程及水系路系恢復工程等。

2 排泥場優(yōu)化設計原則

排泥場優(yōu)化設計應遵循以下原則：單個排泥場體積不易過大，采用沿淮河堤防背水側扁平形布置，減少疏浚最大排距和綜合排距；排泥場圍堰后堆存復耕土，增強圍堰安全可靠性；避免與其他建筑物交叉布置，減少相互干擾；綜合排距盡可能與疏浚船只能力相匹配，發(fā)揮疏浚船只效率；盡可能利用現有排灌系統，減少新挖渠道工程量；做好土方平衡調配，減少棄土；盡可能挖填結合，減少運距。

3 排泥場優(yōu)化內容

3.1 土方平衡與調配方案

設計優(yōu)化前需對河道疏浚工程量進行加測斷面，由原來初設200m一個測量斷面變?yōu)?0m一個測量斷面，重新計算出河道疏浚工程量。同時，對新建(加固)堤防工程、壓滲平臺、穿堤建筑物回填量進行復核。根據排泥場布置情況，核算排泥場圍堰工程量。

經重新復核后疏浚量為1601.75萬m3，其中水上方為104.68萬m3，水下方為1497.07萬m3；堤防清基、削坡土方29.2萬m3；排澇溝開挖4.94萬m3；老堤鏟除94.65萬m3；排泥場內取土458.21萬m3。堤防填筑(填塘及壓滲)324.74萬m3；靠山壩填筑140.17萬m3；移民安置區(qū)墊高35.52萬m3。

調配方案：水上方35.52萬m3用于移民安置區(qū)墊高，35萬m3用于堤防填筑，34.16萬m3用于靠山壩填筑，水下方全部棄入排泥場；老堤鏟除45.77萬m3用于退建堤防及壓滲平臺填筑，40.06萬m3用于靠山壩填筑，8.82萬m3棄入排泥場；堤防清基、削坡土方用于填塘8.02萬m3，余21.18萬m3堤基外堆放；堤防填筑除了利用水上方和老堤鏟除外，從排泥場內取土235.95萬m3；靠山壩填筑除利用老堤鏟除和排澇溝挖方外，還從排泥內取土61萬m3。

3.2 排泥場優(yōu)化設計

初設中河道疏浚排泥場共布置4處，分別為PN1號、PN2號、PN3號、PN4號排泥場。河道疏浚綜合排距2.3km，最大排距3.8km?，F將4個排泥場優(yōu)化設計詳述如下。

3.2.1 PN1號排泥場優(yōu)化設計

根據快速泥水分離技術進行退水試驗要求，PN1號排泥場劃分成PN1-1號和PN1-2號排泥場，布置不同快速泥水分離系統進行對比試驗，收集試驗結果，總結經驗教訓。排泥場圍堰頂高程取20.0m，因地面高程不同，PN1-1號和PN1-2號排泥場平均吹填高度分別為3.5m和3.0m，另外為避讓道路將PN1-2號排泥場東側圍堰向東延伸約100m。PN1號排泥場優(yōu)化后與初設對比見圖1。

圖1 PN1號排泥場優(yōu)化后與初設對比圖

3.2.2 PN2號排泥場優(yōu)化設計

通過對現場條件進行復核，新建104國道跨淮河五河大橋施工區(qū)橫穿PN2號排泥場，為避免施工干擾，將原PN2號排泥場分成PN2-1號和PN2-2號排泥場，避開大橋施工區(qū)，原PN2號排泥場上游邊線距居民區(qū)尚有1200m左右的距離，將PN2-1號排泥場上游邊線移至距居民區(qū)100m處；新增PN2-3號排泥場，將設計吹填至PN2-2號排泥場的部分水下方就近吹填至PN2-3號排泥場，以減小排距。PN2號排泥場優(yōu)化后與初設對比見圖2。

圖2 PN2號排泥場優(yōu)化后與初設對比圖

3.2.3 PN3號排泥場優(yōu)化設計

PN3號排泥場中間位置新建有蔬菜大棚區(qū)，大棚區(qū)順堤防方向長度約1.1km，初設中未計列該項征遷費用，為減小征地難度和征地費用，將該吹填區(qū)拆分成PN3-1號和PN3-2號排泥場，避開大棚區(qū)。PN3號排泥場優(yōu)化后與初設對比見圖3。

圖3 PN3號排泥場優(yōu)化后與初設對比圖

3.2.4 PN4號排泥場優(yōu)化設計

初設PN3號和PN4號排泥場之間距離約3.5km，且PN4號排泥場受四周排澇干溝約束，難以擴大，造成約87萬m3的水下方需遠距離吹填至PN3號排泥場，最大排距3.8km。為減少排距，將在張莊站和原PN4號排泥場之間新增PN4-1號排泥場，優(yōu)化后吹填至PN4-1號排泥場的水下方平均排距為1.5km。PN4號排泥場優(yōu)化后與初設對比見圖4。

圖4 PN4號排泥場優(yōu)化后與初設對比圖

3.3 排泥場退水方式優(yōu)化設計

初設中各排泥場每1km左右布置一道橫向隔埂將吹填區(qū)劃分成2～3塊獨立的排泥區(qū)，每0.35km左右布置一道導流埂，每個排泥區(qū)布置2～3口退水井退水。

本次優(yōu)化設計采用在排泥場內每隔0.5km左右布置一道橫向隔埂，將吹填區(qū)劃分成獨立的排泥區(qū)，取消導流埂，各排泥區(qū)吹填按先兩側、后中間的順序進行。兩側排泥區(qū)吹填時由布置在隔埂上的退水井向中間排泥區(qū)退水，經中間排泥區(qū)沉淀細顆粒泥沙后退水至排泥場外，中間排泥區(qū)吹填時由布置在圍堰或堤防上的遠端退水井退水。

優(yōu)化后的退水方式優(yōu)點有：減小單個排泥場的容量，降低因意外事故引起吹填區(qū)圍堰垮塌所造成的危害；排泥場分區(qū)吹填，先吹填的排泥區(qū)可提前固結、復耕，減小排泥場平均占地時間約2個月；排泥場橫向隔埂間距由1km減小至0.5km，便于吹填期間圍堰安全巡查和險情處理；兩側排泥區(qū)采用先經內部循環(huán)沉淀再外排的退水方式，可將退水含泥量由2.5%減小至2%，減小疏浚退水對環(huán)境的危害，減少退水溝渠的清淤量。

3.4 排泥場圍堰優(yōu)化設計

排泥場圍堰沿堤線呈長條狀布置，一邊利用退建的堤防或老行洪堤，其余三邊取土填筑圍堰，土源來自相應排泥場內部。排泥場圍堰填筑高度4.0m，設計頂寬3.0m，邊坡1∶2.5。

根據工程地質勘察報告，排泥場內部土質以壤土和砂壤土為主，且其圍堰填筑土源主要為砂壤土、粉質壤土，滲透性強。優(yōu)化時，重新復核排泥場圍堰滲流穩(wěn)定計算，發(fā)現部分土質較差的排泥場圍堰沿滲出段出滲坡降均小于允許坡降，不滿足規(guī)范要求。為確保施工期圍堰安全，決定對復耕土布置進行優(yōu)化調整，將原設計單獨堆存的復耕土堆存至沿新筑排泥場圍堰的背水側，以起到壓滲平臺的作用，確保施工期排泥場圍堰滲流穩(wěn)定，同時還可減少復耕土的運距，降低工程投資。復耕土堆放原則有：?堆放寬度不少于18m，堆高2m；?其余土方視現場情況處理可繼續(xù)堆放堤后，也可以集中堆放。

4 其他方面設計優(yōu)化

為使不同土質的疏浚方量與實際更加接近，本次優(yōu)化設計根據河道疏浚地質勘察資料和河道疏浚斷面，對河道疏浚土方的土質級別進行復核，將初設時河道疏浚水下方1、2、3、4級土的比例由0.32%、15.87%、60.44%、23.37%，分別調整為0%、15.8%、64.05%、21.14%。

將初設堤防和圍堰填筑土料挖填綜合系數1.18調整為1.05。

將考慮了疏浚土松散系數、超挖系數、吹填退水流失系數等的河道疏浚水下方吹填綜合系數1.25調整為1.2。由于吹填綜合系數優(yōu)化，可使排泥場所需容量減小約4%，相應排泥場面積減小約4%，減小面積約20萬m2。

5 優(yōu)化成果及實施情況

通過排泥場布置優(yōu)化，河道疏浚水下方綜合排距由初設的2.3km減小至1.7km，最大排距由初設的3.8km減小至2.4km，全河段可直接采用500m3/h絞吸式挖泥船施工，降低了施工難度，減少工程投資約4250萬元。

通過對河道疏浚土方的土質級別進行復核，使不同土質的疏浚方量與實際更加接近，降低了項目實施階段因土質變化而發(fā)生變更的可能性，土質級別調整增加工程投資約159萬元。

堤防、圍堰等填筑土方的挖填綜合系數由1.18調整至1.05，減小堤防、圍堰填筑土料運輸58萬m3和19萬m3，減小土料翻曬約31萬m3，減少工程投資約1500萬元。

河道疏浚水下方吹填綜合系數由1.25調整至1.20，減小排泥場面積約20萬m2，減小排泥場覆蓋層剝離6萬m3，減少工程投資約500萬元。

通過退水方式優(yōu)化，降低了因意外事故引起沖填區(qū)圍堰垮塌所造成的危害，減小排泥場平均占地時間約2個月，減小退水溝清淤7.21萬m3，減少工程投資約297萬元。

通過土方平衡優(yōu)化，較初步設計可節(jié)約投資約611萬元。

香浮段行蓄洪區(qū)調整與建設工程于2014年11月開工建設，截至2018年11月份，河道疏浚工程已全部完成。工程實施過程中，排泥場嚴格按照設計優(yōu)化后的圖紙建設，運行期間安全可控，疏浚完成不到一年半即交付地方復耕。按以往的工程實踐，超大型排泥場固結期需要2～2.5年方可復耕，設計優(yōu)化的作用明顯，值得推廣。