水利工程河道清淤施工方案
水利工程河道清淤施工方案范文第1篇
关键词:城市河道;河道清淤;淤泥处理;施工方案
Abstract:With the rapid development of China's city construction,City River as an important part of city water system,river depositand poor excretion,has a direct threat to the safety of people's life and property.According to the characteristics andfunctions of the Fuyang River in Handan City,analysis of distribution and channel sedimentation effect on bridge across theriver,this paper focuses on the research of river dredging has treatment and sludge treatment construction scheme.
Keywords:City River;River dredging;suldge treatment;construction scheme
中图分类号:TQ639.2文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
一、河道概况
滏阳河被誉为邯郸市的“母亲河” ,担负着市区雨水排泄和工农业供水的双重任务。滏阳河城区段河道全长16.8km。1999年开始以来,城区河道陆续得到治理,截止目前已治理河道13.4km,未治理3.4km。
滏阳河城区治理段河道两岸现状为硬质护坡或挡墙,形式多样;河道边坡及河底为土质软底,纵坡1/4000左右。现状河道平均淤积深度约2m左右,最大淤积深度3m,已治理段河口宽度30-50m。本次探讨已治理河段清淤长度7.45km,沿河涉及桥梁8座,大部分桥梁净空高度不足2m。
滏阳河城区段由于大部分治理段已运行多年,在自然和人为的因素下,河道变窄,水流流速缓,河床淤积,部分河段随意倾倒建筑和生活垃圾,加重了对河道排沥断面的影响,致使部分河段过水断面仅剩10m左右,达不到排沥的要求,汛期城区雨水受滏阳河城外洪水的顶托,造成城区雨水排除不畅,积水严重,给城区人民生活、交通及生产带来诸多不便和损失,并严重地威胁着人民的生命、财产安全。
二、河道清淤制约性因素分析
滏阳河贯穿邯郸市主城区中心地段,河道沿线多为居民区、商业及公共绿化等,沿河涉及跨河桥梁较多,河道承担着城市排沥和工业供水的双重任务,不仅施工机械作业面有限,而且施工与居民生活、淤泥运输与环境污染之间的矛盾十分突出。因此科学合理的选择施工方法与脱水工艺就显得尤为重要。
三、施工方案比选
(一)河道清淤方案
目前,国内较为常用的河道清淤方法主要分为三种:传统施工方法、水力冲挖施工方法和环保型绞吸式挖泥船施工方法。
(1)传统的施工方法也叫干式清淤法。主要适用于河水易排干。清淤时先对河道进行截流,同时进行排水,将清淤河道积水基本排干。然后采用长臂式挖掘机沿河道两岸进行清淤。该施工方法的优点是易于控制清淤深度,清淤彻底,施工效率高,同时易于观察清淤后的河底状况,利用河道两岸作为临时弃泥(土)场,避免远距离淤泥输送,工程成本相对较低,可以实现车水马龙的轰动场面。缺点是设备投入较多,相互之间干扰大;对两岸已建工程设施损坏严重;对周边环境有二次污染,沿河居民对施工的干扰也大。
(2)水力冲挖施工方法也叫半干式清淤法。施工时采用搅吸设备进行搅拌、抽排清淤,同时由工人使用高压水枪在搅吸设备旁边予以辅助。半干式清淤与干式清淤的不同之处在于前者并非将河道积水完全排干,而留有10-20cm深河水用于搅拌淤泥,清淤过程需要水源,淤泥输送方式采用管道输送,与湿式清淤相同。半干式清淤的优点在于操作简便,搅吸泥设备体积小,便于穿过桥梁进行施工,而且拆装、运输方便;管道输送避免了运输途中的二次污染问题,对周边环境和沿河居民生活基本没有影响。缺点是高压水枪、泥浆泵、加压泵耗电量大;人工费高,工作环境差;管道输泥距离越远,成本越高,效率越低,同时需要中断下游工业供水任务。
(3)环保型绞吸式挖泥船施工方法也叫湿式清淤法。其工作原理是利用吸水管前端环保绞刀和密封罩装置,将河底泥沙进行切割和搅动,再经吸泥管将绞起的泥沙物料,借助强大的泵力,输送到储泥场,它的挖泥、运泥、卸泥可以一次连续完成。由于整个施工过程采用水下施工、密封管道运送,彻底避免了淤泥的二次污染。该施工方法除具备水力冲挖施工的优点外,还具有无需导流、不影响工业正常供水、综合成本低等特点。缺点是:绞吸船对于河道水深有一定的要求,不同的船型要求河道水深也不同,一般至少需要1.2-1.5m预留深度;对跨桥作业的桥梁高度有要求,当无法通过的桥梁施工时,需要将船只进行拆卸、吊装;对距离储泥场超过2km的淤泥输送,需要泵送加压才能完成。
综合分析上述三种施工方法,由于清淤河段位于城区,为避免施工现场和淤泥运输对城市环境造成二次污染,确保居民生活和工业供水不受干扰,推荐使用环保型绞吸式挖泥船进行河道清淤疏浚施工。
(二) 淤泥处理方案
由于水力冲挖施工方法和环保型绞吸式挖泥船施工方法输送到储泥场的淤泥浆主要成分是水,含水率80%,远远大于河底水下自然土方的天然含水率。如何减少淤泥运输污染和占地赔偿,已成为城市河道施工急需解决的问题。
目前,国内外淤泥处理的方法主要包括自然脱水干燥法、机械脱水法、搅拌固结法等。
(1)自然脱水干燥法就是通过自然暴晒、人工翻晒、底面脱水、堑壕挖掘等方法,待淤泥含水率降低后再运输。该方法工艺简单,直接成本最低,适合处理工程量小、含水率不高、透水、无污染的原状淤泥。缺点是脱水效率低,干燥周期长,受天气影响大,且占地多,人工费高,一般适用于市外工程。
(2)机械脱水是目前普遍采用的污泥脱水方法。脱水机械主要有板框压滤机、带式压滤机、真空过滤机和转筒离心机等。脱水效果差、能耗大、产量低,处理后的淤泥含水率仍在60%以上,形状成泥团状,在运输过程中,淤泥经过震动仍然会有稀泥流落到路面,形成二次污染。该脱水方法一般应用于污水处理厂的少量污泥处理。
(3)搅拌固结法是通过向泥浆中添加FSA泥沙聚沉剂、HEC高强高耐水土体固结剂,进行物理作用和化学反应,加快泥水分离和有害物质处理,最终经过机械挤压,形成泥饼(含水率40%),便于运输。污泥干化过程中产生的退水符合国家排放标准,对下游河道没有污染。
上述三种淤泥处理方法,经过分析,搅拌固结处理效果最好,成本略高于机械脱水工艺,如果考虑遗漏到城市道路上淤泥的人工清扫费和运输工效,搅拌固结与机械脱水工艺处理成本基本持平,所以拟推荐搅拌固结进行淤泥处理。
四、施工方案设计
针对邯郸市区段滏阳河特点,为了减少脱水固结设备搬运次数和施工对居民的噪音影响,城区间无合适施工场地,储泥场和脱水固结设备占地选在河道下游空阔地。河道淤泥浆通过管道输送至淤泥处理场地进行脱水固结处理,然后将固结后的泥饼外运至外环路之外。
1、清淤疏浚施工工序
2、淤泥处理工艺
泥浆输入沉淀池进行重力分选,将大颗粒沉淀,漂浮杂物及垃圾通过格栅机去除。利用沉淀池和调节池之间高程差,泥浆在重力作用下自流至调节池,通过泥浆泵将泥浆送入泥浆搅拌机,配料系统加入FSA、HEC等材料,使泥浆与材料充分混合反应。将添加材料后的泥浆泵送至均化池,完成调质调理后的泥浆通过泵送至固液压滤分离系统进行脱水固结,分离的尾水回注河道,经过固结脱水后含水率在40%以下的泥饼外运至弃土场。
五、结束语
滏阳河邯郸市城区段河道清淤和淤泥处理施工方案的探讨,确定了合理、经济、有效、可行的城市河道清淤和淤泥处理施工方案,工程完成后,将为城市水系建设、沿岸景观、亮化美化奠定了基础,同时,对于开展北方城市河道清淤工作,具有重要的借鉴和推广意义。
参考文献:
[1]JTJ319-99《疏浚工程技术规范》;
[2]SL17-90《疏浚工程施工技术规范》;
水利工程河道清淤施工方案范文第2篇
关键词:河道清淤 大沙河 施工组织设计
在进行施工组织设计之前,要做好现场勘查工作,确定施工的具体方法。
1.现场勘查确定施工方法
首先要根据实际情况选择合理的清淤方法,对河道清淤工程的现场进行勘察,确定施工方法的主要考虑因素(下文以大沙河上游段清淤工程为例)。
下河道路。疏浚区左岸现状均布置有现状下河车道路1#、2#、3#与4#。为避免河道壅水堰、跌水等构筑物以及跨河污水管的影响而导致部分区段无法进行机械施工,综合考虑经济性与合理性等因素,沿河岸左侧新建两条临时下河车道与一条永久性下河车道。
机械清淤作业面。大沙河上游段综合整治工程中,两侧岸坡均采用浆砌石护底,宽4m,可作为本工程机械施工的硬地作业面。由于下河车道均为单侧布置,为确保左右岸机械作业面相互连通,需在河床铺设临时跨河道路。4#下河车道位于老虎岩沉砂池位置,池底为C25混凝土板,可直接作为机械作业的硬地作业面。由于淤积物主要为水土流失引起,以砂质土为主,故采用挖泥机或铲车直接清淤作业,清淤从上游至下游采用分段进退错距法施工,然后直接装载运送到弃置场。其中桩号范围12+500.485~12+612.205段,上游接跨河污水管,下游接3#跌水构筑物,考虑到此范围长约112m,距离较短,未布设下河车道,清淤方式为人工清淤。
2.施工组织设计工作的内容
对现场进行完勘察后,根据施工图纸和总的工程量,进行施工组织方案的设计,并且计算施工的有关预算情况。施工组织设计对整个施工具有指导意义,要根据具体的实际情况,科学的进行施工组织设计,根据对大沙河河道进行清理的实际工作,总结出施工组织设计大体上涵盖以下几个部分。2 . 1清淤工作条件的概况和特点
流域概况分析。大沙河上游段河道呈北东、东西向展布,河床无大的跌水急滩,纵坡降小(2%),一级阶地不连续发育。地层基岩为燕山四期黑云母花岗岩,属白芒岩体,丘顶多出露,到处可见孤石。此外在测区南部的局部地段夹有加里东期混合花岗岩和震旦系变质砂岩。台地上则为残坡积层所覆盖,沿大沙河两岸的第四系冲洪积层则以砂性土为主。
工程区大地构造位置位于莲花山—深圳北东向构造岩浆岩带和高要—惠来东西向构造岩浆岩带交接部位的南缘,区间各种构造十分发育,其中北东向构造最为醒目,以长21km、宽大于4km的深圳断裂带为代表;次为北西向和东西向构造,断裂构造规模一般中等,延伸数公里,压性为主,无活动性断裂。
自然条件分析。大沙河流域属亚热带海洋性气候,最高气温38.7℃,最低气温0.2℃,多年平均气温22.4℃,年际变化不大,但年内变幅较大。气候温和,雨量充沛,但年内雨量分布不均,降雨集中在4~9月,降水量占全年降水的85.3%。多年平均降水量为1981.0mm。
地质构造分析。区域上本场地地质构造简单,以小型断裂为主,走向多为北东东向次为北西向,无大的区域断裂构造穿过。
水文地质条件分析。场地内的地表水及地下水较丰富。地表水主要有大沙河及其支沟。地下水的主要类型为第四系孔隙水,主要赋存于中粗砂层和砾砂层中。由于河岸范围内的砾砂层分布稳定且连续,与河床中砾砂层连通,所以地表水与地下水水力联系较好。地表水源于雨水,地下水来源于河水和降雨的补给,河两岸的地下水位一般埋深2~3m,略高于河床。
不良物理地质。由于上游正在开发建设,水土流失严重,淤积较严重,细颗粒随洪流下泄较快,粗颗粒较慢,淤积物主要为砾砂。此外,场地地震基本烈度为Ⅶ度,可能发生地震液化的土层有粉细砂层和砾砂层,本场地内土层不液化。
2 . 2合理安排施工程序,协调好施工力量
对于大沙河河段的清淤工作,由于本工程临时用地有限,不设临时堆土转运场,土方、淤泥随挖随运。施工临时生活管理区、材料堆放加工场区均布置在河道两岸的绿化带或河道平台上。施工用水、用电:工程地处市中心区,施工用水可就地解决,施工用电可由当地电网直接引用。
2 . 3清淤河段附近的交通规划
对外交通,沿河道左侧有大学城10号公路,可直接连接留仙大道等主要交通干道,本工程对外交通便利;对内交通,现状沿河两岸巡河路及下河车道路,可满足工程内部交通需求。
2 . 4制定有关设备和劳动力的使用方案
根据清淤工作的具体情况的具体需要,安排泥浆泵和有关设备的个数,在计算时,泥浆泵的单泵出土的数量可以按照每天三百立方米计算,从而得出对泥浆泵的需求量,通常安排五名左右的人员负责泥浆泵的工作,要保证二十四小时的不间断工作。如果本地的设备数量不能满足施工的要求,要通过各种方式,选用其它地区的有关设备。
2 . 5施工进度计划和施工中排水、淤泥的挖掘方案
对大沙河河段来说,根据本地气候条件,结合工程特点,施工工期可选在枯水季节10~4月份,总工期45天。施工准备期8天,主体工程工期30天,工程完建期7天。
基坑排水。主要抽排雨水和地下水,采用集水坑进行排水,在尽快施工完毕后,避免暴露时间过长,如有积水,可采用水泵抽排。围堰内基坑排水均采用水泵定时抽排。
淤积物开挖。本次工程淤积物主要为砂性土,施工选择在枯水期施工,本次设计采用挖掘机直接开挖上部淤积物,采用分河段进行开挖,首先将河道淤积物进行集中堆放,然后直接装载运输至指定地点进行填埋处理。
2 . 6制定泥浆池的看护方案
要对泥浆池进行有效的看护,确保工程质量。在实际工作中,对于单个的泥浆池,一般设置三个人进行看护,并设置三个班组,每组工作八小时,进行昼夜的看护。在小组中设置组长,对人员的工作进行监督,防止意外事件的发生。
2 . 7弃土、底泥的处理方案
进行清淤工作时,如何处理弃土和底泥是一项需要解决的问题,在对施工进行组织设计时,一定要制定好弃土、底泥的处理方案。①按有关规定在现场内外调协各种安全标志牌、警告牌。②台风、暴雨等恶劣天气,一律禁止室外施工作业,各种棚架、构筑物和机械设备,要有策应措施。③加强对运输车辆的管理,在车辆出口处设置高标准洗车池,车辆进入市政道路前必须进行冲洗;配置专门人员,及时清扫维护运输线路,道路经常洒水;运输车辆必须符合深圳市关于运输车辆的有关规定,比如车辆加后盖、防止撒漏、严紧超载、限速行驶等;运输车辆定期检修,保持良好状态,保证机器不漏油。运输防护措施:在运输中一定要采用加盖自卸汽车运输、晴天时应定时对路面进行洒水防尘、定期对施工车辆进行冲洗。
2 . 8环境保护方案的设计
①采用对水体扰动较小的施工机器,且施工过程管理得当,尽量采用由上游向下游开挖,以减少回淤。②抓斗挖掘机施工时慢速提升抓斗,防止泥土散落河中。③采用密封性较好的车辆进行运输,且装卸每一过程严格控制。④对于离居民区较近的地区疏浚时要合理安排施工时间,尽量避开居民休息时间。⑤施工期间派专人巡视施工现场,发现问题及时处理。泥浆运输时对仓库要留有一定富余量或设置挡板等措施,严禁泥浆泄漏河中。⑥开挖施工中严格按测设样标开挖,确保开挖断面的准确性,避免返工。⑦施工中采用人工与机械联合作业,特殊地段由人工施工,避免机械的低效扰动,及时清除两岸陡坡泥土,防止塌落河中。⑧对于清出来的淤泥应及时运至指定的弃土场填埋,运输车辆要保持清洁,防止对沿途道路及周边地区的污染,造成二次污染。⑨尽量不占有周边园林绿化,对不得不占有的绿地及树木进行生态修复。
以上就是对河道清淤工程的施工组织设计进行的探讨,结合在大沙河河段清淤工作的实际情况,对施工组式设计中要注意的问题进行了分析,目的在于做好河道清淤工程的施工组织工作,对河道进行有效清理。
参考文献:
[1]吴加宁,董福平.浙江省河道治理思路与措施[M].北京:中国水利水电出版社,2004.[2]蒋屏.河道生态治理工程.人与自然和谐相处的实践[M].北京:中国水利水电出版社,2003.
[3]沈建强,陈新民.小河道清淤工程的几种施工方案的探讨[J].浙江水利水电专科学校学报.2011(12):45-46.
水利工程河道清淤施工方案范文第3篇
关键词:河道,疏浚,施工方案,选择
1.前言
随着我国经济的迅速发展,社会的日益进步,河道的功能及其作用在经济社会发展和进步的过程中扮演着越来越重要的角色。它与人类活动、经济发展和社会进步之间的关系,也日趋紧密。由于一些历史遗留问题的积累、河道缺乏科学的规划和管理、资金的短缺、生态环境的破坏,水土流失等等自然和人为因素,从而造成一些河道的淤积,影响了河道发挥其正常功能,一定程度上会影响当地经济的发展速度和社会进步的步伐。因此伴随着经济社会的不断发展进步,河道疏浚工程始终处于不可或缺的地位,一方面,前者可为后者提供技术和资金支持,另一方面,后者又为前者更好的发展提供服务与保障,二者相辅相成。
近些年来,天津的经济发展和增长速度日益强劲,尤其是滨海新区的进一步开发开放。这对天津城市水环境提出了更高的标准和要求,其中对于河渠清淤疏浚就是一个比较重要的内容。
2.河道疏浚
河道清淤疏浚就是利用机械设备进行开挖作业,从而达到行洪、通航、引水、排涝、清污及扩大蓄水容量、改善生态环境等目的。它主要包括以下方面:①对河道进行挖深、拓宽、及清理,从而提高河道的行洪能力或改善河道的通航条件。②开挖新的河道、排灌沟渠、跨河、过海的管道沟槽等。③码头、船闸、船坞、堤坝等水工建筑物基槽的开挖或地基软弱土层的清除。④清除湖泊、水库、排灌沟渠内淤积的泥沙。⑤水底矿藏覆盖层、水域内受污染底泥的清除。
在河道清淤疏浚过程中,选择适合工程条件的施工机械和施工方法尤为重要。如果方法选择适当,则一方面可以节约工程投资,另外一方面可以提高施工效率,保证工程质量,达到较好的治理效果。论文参考。
3.清淤施工机械及施工方案选择
3.1挖泥船
为了保证经济而有效的完成疏浚工程,应尽量选择类型和能力最合适工程任务的挖泥船。一般情况下,选择挖泥船须考虑以下因素:①自然条件:疏浚地段的地形、水深、水文、地质、气象、所属航区、风浪、以及水流流速、流向及变化规律等自然条件。如为水中抛泥时,还应考虑抛泥区的水域、水深和航道等施工条件。②技术参数:可供选择的挖泥船类型、主要性能及该工况条件下的利用率和生产效率等。③设计要求:疏浚土的处理要求,疏浚工程的类型、规模、以及开挖深度、宽度、边坡、开挖精度、输送距离、排高等。④交通条件:船舶调遣的可行性以及调遣方式。⑤挖泥船及其配套船舶所构成的挖泥能力与工程量和施工期限的适应性。⑥经济指标:经济合理的土方单价及项目投资。
挖泥船主要有绞吸式、自航耙吸式、链斗式、铲扬式、抓斗式等5种类型,各类挖泥船的施工特点及其适用条件如下:
1)绞吸式——该类型船舶可自行独立完成挖泥、运泥和卸泥作业。适用于内河、湖泊及航道的浚深,水库清淤,港口、码头的浚深扩宽及工民建筑地基吹填、造地等。
它适用于松散沙,砂壤土、淤泥、松散软塑粘土等土质条件。硬塑粘土时,功效有所降低。不适用于无防浪设施的沿海地区,超过挖泥船工作条件所允许的风浪等级时;水流速超过允许挖泥船工作的允许流速时;排距和排高超过挖泥船的允许值时;土中含砾石、卵石及大量障碍物的水域;在海运频繁的港口及狭长航道施工避让船舶有困难时。论文参考。
2)自航耙吸式——具有抗风浪能力强,生产能力大,效率高,施工时对其他航行船只的干扰小等特点。但挖槽底部平整度较差,易漏挖,较其他类型船超挖土方多。该类型挖泥船适用于沿海港口、航道及大河的入海口段等区域,适用于淤泥、松软粘土、砂壤土、砂土等土质条件。不宜在浅水域,卸泥区远离施工段或要求卸于陆上时。
3)链斗式——它的挖泥能力大,适用于规模较大的工程。链斗式挖泥船的挖泥轨迹比较平坦,耐潮流和耐风浪的能力强。此类型的挖泥船适用于港口、码头泊位、航道滩地及水工建筑物基槽等规格要求较严的工程。适用于松散的砂壤土、砂质粘土、卵石夹砾和淤泥等。在开挖稀泥和粉砂时,泥斗充泥不足,开挖粘性较大的泥土时,泥斗倒不干净,生产效率降低。另外,该类船只可用来采集水下天然砂石料。
4)铲扬式——利用铲斗挖掘土石方。多为非自航式,抗风能力较好,可改作起重船。适用于河底清障,打捞沉物,排除水下障碍物等特殊施工任务。适用于珊瑚礁、砾石、卵石、块石、重粘土和胶结紧密的泥土等土质。不宜挖掘软质土壤,如淤泥、稀泥、粉细砂等。
5)抓斗式——多为非自航式,常备泥驳卸泥。易于增加开挖深度,但开挖平整度较差,易漏挖。适用于水下基础工程,码头泊位,打捞工程,疏浚浅水航道,陆地开河等工程。论文参考。适用粘土、砾石和卵石等土质条件。粉细砂和稀泥易从抓斗中漏掉,降低工作效率。
3.2 其他施工方案及施工机械
上述采用挖泥船的施工方案一般适合于大中型河道等航运条件相对较好的河流,如蓟运河、永定新河等,但对于部分中型以及小型河道则不太适宜或者无法实施。
天津市是一个水资源比较紧缺的城市,该地区地处平原地区,地势平坦,区域内河道纵坡较小,水流流速较低,特别是中小型河渠,河道水流循环比较缓慢。同时,该地区的中小型河渠一方面由于河道水深较浅,水面宽度相对较窄,不太利于挖泥船的行驶及作业。另外一方面,随着公路交通运输的迅速发展,天津地区河道的水路运输功能基本很少使用,加之已修建一些横跨河道的水闸、道桥等建筑物,使得挖泥船从水路运输至施工现场的可能性很小或不可能。第三,随着社会的发展,人们生活水平的日益提高,对河道水环境提出了更高的要求,因此,一些河道的清淤同河道的生态治理(护坡、护岸等)结合在一起。还有一些河渠由于场地条件限制或环境特殊等因素,必须使用一些小型施工机械来完成清淤疏浚。
一般情况下,天津地区中小型河道清淤工程的施工方法设计主要有以下几种:①在非汛期期间,干场作业条件下,分段施工,利用挖掘机或挖掘机配合自卸汽车来进行清淤。由于天津地区经济发达,挖掘机应用十分普遍,且这种方式的清淤效果好,工作效率较高,所以这种施工设计方法较为常见。②“简易挖泥船”,即利用船只装载挖掘机进行清淤工作。经常用于由于河道淤泥较深,且液性指数较高,无法进行干场挖掘机直接作业;或者用于河道局部的清淤疏浚。③利用泥浆泵或两栖式清淤机等机械进行清淤。
4.结语
针对不同情况的河流,通过比较和论证,选择一个合理而经济的施工方案,从而使得工程施工能够高质高效的达到设计要求,为了地区水资源更科学的利用创造条件,同时为了地区经济社会的发展提供保障,为了人们生活水平的提高贡献力量。
参考文献:
【1】《水利水电工程施工手册》编委会编.水利水电工程施工手册 第2卷 土石方工程.北京:中国电力出版社.2002年
水利工程河道清淤施工方案范文第4篇
关键词:黄河 对策
黄河流域是中华文明的主要发祥地,但由于地理和环境的原因,黄河又是世界上含沙量最大、地上悬河河段最长的河流。从先秦时期到民国年间的2500多年时间里,黄河共泛滥1500多次,改道26次,给两岸人民的生命财产造成了巨大的损失。自人民治黄以来,创造了黄河连续55a伏秋大汛不决口的历史奇迹和综合开发的丰硕成果,治黄成就举世公认。然而,黄河毕竟是世界上最难治理的河流,目前展现我们面前的是:上游源头不断萎缩;中游土地沙化、水土流失日益严重;下游河床仍不断淤积抬高、悬河形势更为严峻;整个流域水资源供需矛盾愈加突出……。
有关部门在“21世纪黄河防洪形势和对策”中,针对性地提出了系统的治黄方略,包括“以下游大堤加培和河道整治工程为重点,尽快完善黄河下游防洪工程体系,合理调度小浪底水库,充分发挥其防洪、防凌、减淤作用;坚持不懈地搞好黄土高原的水土保持,有效减少入黄泥沙,适时修建碛口、古贤水利枢纽”等重要措施,但其目标也仅仅是“使黄河下游现行河道再行河100a左右。”正因为黄河的难治,不少人视黄河为“中国的忧患”。其实,就目前科技水平和国力状况,我们完全可以根治黄河。本文拟在综述和评价现代有代表性的治黄方略的基础上,提出根治黄河的对策。
1 现代治黄方略述评
1.1 人工改道方案
由于黄河下游严重淤积,历史上平均每隔100多年就自然改道1次。大堤不可能无限修高,自然决口不如人工改道,于是有人提出了黄河的人工改道方案。方案之一是开辟新河,西起京广铁路桥附近,经封丘、长垣,东至禹城、惠民,由套儿河口东流入海。河长580km,比京广铁路桥以下现河道缩短100km左右。方案之二是平行北移黄河方案,又称三堤两河方案,在黄河下游北岸大堤之北再筑一条大堤,从而形成的新河道,在夹河滩以下缩短约80km,可与现河道交替使用。
细观黄河流域地图,自然能萌生在黄河上中游也实施人工改道的设想。自20多年前曾有学者向笔者提及此方案后,经常有人提此建议。例如文献提出的分流工程,即以黄河上游的刘家峡水库作为分流点,其中上分流仍然是黄河干流,其水量受到控制,主要保证宁夏平原、河套平原等地区工农业对水的基本需求。上分流在河口镇处断流。下分流从分流点处直接东流,通过隧道注入渭河上游,再借助渭河与黄河干流相连。这类方案试图使黄河干流不再输送黄土高原沟壑区和黄土丘陵沟壑区的泥沙。
黄河人工改道的策略自古就有人提及,即使不讨论上中游的改道设想,仅黄河下游的改道,工程量就十分巨大,牵涉面广,未知因素太多,对区域环境,气候的影响风险太大,特别是在现代社会经济高度发达、人口密集的情况下,改道之议更难以得到理解。
1.2 放淤及淤背方案
黄河细沙淤泥肥好,结合引黄河水淤地,发展农业生产并处理泥沙无疑是一件一举两得的幸事。历史上北宋的王安石曾放黄淤地,20世纪50年代也实行过放淤造田的方案,但都因土壤盐碱化问题未能取得成功。
曾有人提出放淤稻改,从农业着手达到治黄目的,最终导致喝光吃净的后果。分流淤沙方案也有类似效果,总结山东河段及河口三角洲群众放淤改土的经验,曾有放淤治河的多种方案。不过应该想到,若在河道内放淤,缩小过洪断面,影响防洪;在河道外放淤,尾水难归大河,水资源浪费较严重,多数情况下还可能增加引水口下游的河道淤积等问题,都需要进一步研究。
几十年来一直在黄河下游大量进行着引黄淤背工作。且借助水力吹填和机械化施工,将黄河泥沙淤筑在大堤两侧(主要在背河一侧),形成高于河道的人工岗岭,淤筑成相对地下河,溃决改道之虞可以避免。不过,该方案工程量巨大,众多跨河建筑物也必须不断改建,尤其是到了一定程度,现有入黄的洛河、沁河、汶河、金堤河和山东左岸山区河流的出路,更是难以解决。此外环境问题也是十分棘手的。
1.3 河道整治方案
历代治河专家都想通过“束水攻沙”、“稳定中水河槽”,达到治理黄河下游河道的目的。目前多通过河道整治方案,因势利导,借助修建丁坝等控导工程,所谓“以坝护湾”、“以湾导溜”进行护滩刷槽,形成稳定的河槽,降低洪水水位,使中小洪水不漫滩,从而可用较少的水输送更多的泥沙。
由于国家对黄河治理愈加重视,上中下游河段都大力实施河道整治工程。不过对于黄河这条水沙及河床边界条件都十分复杂的河流,在泥沙尚未得到有效控制的前提下,河道整治工程很难“以静制动,以不变应万变”。模型试验发现,在超饱和高含沙状态下,大量泥沙堆积,主槽过流能力锐减,大洪水时河道整治工程很难控导河势,严重时还会出现主流上滩的所谓“滚河”现象。因而,对于治黄来讲,河道整治仅为治标之策。
1.4 挖河疏浚方案
近年来有关部门借鉴国外疏浚航道的事例,提出挖河主张。《黄河治理开发规划纲要》中也已把挖沙疏浚作为一项重要的治黄措施。实际上,该措施在黄河上曾多次运用。如果把此作为辅助性措施,在有堆存泥沙空间的情况下是有一定作用的。但是黄河泥沙挖不胜挖,大规模挖沙治河,必定事倍功半,甚至半途而废。作用最明显的可能是在河口区挖沙,但是由于控制流速与输沙能力的主要是水面比降,海平面不变,其作用也是有限的。关键是通过诸如挖通拦门沙之类的措施,降低河口侵蚀基准面。如果在下游河道中间选择某河段进行开挖,笔者1996年开展的模型试验表明,挖沙后淤积反而加重,使原本能排到下游的泥沙在所挖河段纷纷落淤,说明在侵蚀基点不可能降低太多的条件下,挖沙疏浚对减轻河道的淤积作用是很有限的(挖沙所减少的泥沙量相当于被原应下排入海的泥沙所置换)。
1.5 拦沙措施
黄河中游黄土高原12.95×104km2的多沙粗沙区占入黄泥沙总量的80%,拦截这部分泥沙是黄河的治本之策。
建国以来,我国在黄河干流上修建了龙羊峡、刘家峡、三门峡等多座高坝大库,小浪底水库也已投入使用。高坝大库能迅速地控制入黄泥沙,无疑是最易见成效的应急措施。但干支流坝库容毕竟有限,而上游来沙无限,此举终非治本之策。
黄土高原历史上群众就有打坝淤地的传统。在黄土高原以小流域为治理单元,修建沟道坝系工程,就地拦蓄水沙,淤成的坝地水土肥沃,成为当地重要的农业生产基地。该方法具有投资少、当年见效、群众积极性高等优点。目前应对坝系稳定和优化规划等理论进行深入的研究,对当地群众的打坝经验进行科学总结,加强统一规划和领导工作。
1.6 调水调沙方案
早在20世纪60年代有关专家就提出了调水调沙治理黄河的新方略。即利用水库调节水沙工程,充分发挥水流对下游河道的冲沙减淤作用。根据已有实践经验和研究成果,水库调水调沙包括蓄清排浑、留粗排细、控制泄量、人造洪峰等形式,试图将河道泥沙直冲入海。据估算,要输出这部分泥沙,每年得消耗22~24km3黄河水。但由于黄河水资源严重短缺,凭借自身的径流量进行调水调沙是难以解决问题的。
在已经实施的各种治黄措施中,只有“拦、排、调”最为有效,这三者又是相互联系、缺一不可的。只有“调”好水沙,才能有效地“拦”和“排”;没有“拦”和“排”,水沙也就无从“调”起。要解决黄河全流域的防洪问题,缓解水资源供需矛盾,改善生态环境,最必要的条件就是要完善黄河水沙调控体系。而今在黄河上最为重要的三大控制性骨干工程中,龙羊峡、小浪底水库已经修建,只有位于其中的大柳树水利枢纽没有动工。该工程具有承上启下、反调节径流、统筹兼顾的功能,能够同龙羊峡、小浪底两水库联合运用,构成全河水沙调控体系的主体。此外,大柳树水库可满足南水北调西线工程反调节要求,使其充分发挥调节效益。因此,必须把兴建大柳树水利枢纽工程放到治理黄河的高度去认识。
1.7 植被措施
传统的植被种草拦沙方案主张在黄土高原广种草、树,以茂密的植被减少水土流失,拦截入黄泥沙。该方案早在民国时期就有人提出,建国后开始大力提倡,并多次形成高潮。
实践证明,希望通过植树种草,恢复植被的单一方法来改变黄土高原的生态环境,减少水土流失的战略思路是行不通的。黄河所流经的中游地区,特别是现代界定的严重水土流失区中的大部分地区自古即是自然条件极为严酷、水蚀风蚀较为严重的地区,加之当地水资源匮乏,原始的或常规的生产方式很难保证植物生长有良好的立地条件,也就难以达到或长期保持具有一定覆盖度的植被状况。
1.8 调水冲沙方案
调水治黄主要是引外流域水入黄,加大黄河径流,增加黄河挟沙能力,将泥沙输送入海,同时解决黄河水资源短缺问题,促进沿黄工农业生产的发展。方案之一是藏水北调,引“四江”(金沙江、澜沧江、怒江、雅鲁藏布江)之水到黄河上游的“两湖”(扎陵湖、鄂陵湖)线路全长1171km,每年调水43.5km3。但“四江”的调水点均在海拔4000m左右,要进入“两湖”存在一定的高差,需要大量的水电作为动力,因而该方案只能停留在设想阶段。方案之二是实施南水北调西线工程,从长江源头引水入黄,每年可调水20km3。该方案投资大,施工难度大,但技术上可行,水资源利用率高,效益显著,目前已作为黄河治理的远期方案。
1997年有关专家提出引海冲沙的构想。该方案提出从莱州湾引海水,注入利津以下河道,一方面引起溯源冲刷,使注入点以上河床全面下降,同时刷深河口段,加大了河槽比降,增加泄洪能力。由于问题的复杂性,即使不考虑环境问题,仅就引海水冲河床之沙的效率而言,也是不容乐观的。
另外还有不少治理黄河的建议和方案,例如,为达到黄河下游的治理目标,必须建成相互配套的六大工程,即:(1)黄河口双导堤工程;(2)西河口分洪工程;(3)济南堰工程;(4)软约束林带导流工程;(5)改造分洪方式,变现行的底闸分洪为高位分洪;(6)建设完整的、彻底的分洪体系。显然颇有科学依据和实践意义。转贴于 2 根治黄河的对策
2.1 改造“黄土高原”,锐减入黄沙量
20世纪80年代中期,笔者认为:对于黄土高原地区的水土保持,必须跳出传统框框,应该采用工程措施,如修筑控制性拦沙坝及必要的挡土墙工程,包括采取人工定向爆破及机械化推土等方法,使一座座高耸的峁峁梁梁填充沟壑。通过这些措施把经多年治理如今占黄土高原地区总面积已小于20%、而入黄河泥沙却占总入黄沙量80%左右的水土严重流失区,改造成一片片错落有致的相对平原。通过工程措施改变水土严重流失区的侵蚀地理环境,自然能遏制水土流失,入黄泥沙可减少70%以上。水土流失有一个从小到大的过程,从最基本的流域单元进行整治,投资有限,见效迅速。根据现代的技术经济条件,是完全可行的。
附带指出,减少入黄泥沙总量的70%~80%,黄河仍是浑水河流,此时实践上已达到了根治的目标,因为黄河保持一定的泥沙含量,对于吸附污染物、避免严重冲刷河床及河口造陆等,都是极必要的,从这种角度讲,即使来流为清水,经河床冲刷后也逐渐变为浑水,黄河不可能变清,也不能变清。
2.2 让“灾害水”刷黄输沙
黄河治理不仅要考虑防洪,而且还要考虑水资源问题。黄河下游地区水资源严重短缺,属长期性、区域性、资源性缺水,缓解黄河下游水资源供需矛盾的根本措施是从外流域调水济黄。为此可利用黄河以南所处的优越地理位置,从丹江口水库调水入黄,沿途与淮河流域的河流和集水区域平交,并与该流域的防洪体系相结合,形成“串联水库”,发挥供水和防洪的双重作用,在淮河、汉江流域的暴雨期,将淮河、汉江流域无法承受的洪量调入黄河,把黄河下游河道作为淮河及汉江上游各大支流洪水的入海通道,减轻淮河汉江的防洪压力。重要的调这种“灾害水”入黄,冲刷黄河下游河道,扩大河槽断面面积,提高过洪能力。小浪底水库还可借机集中排沙,利用大水输沙入海,相应恢复水库库容,加大水库调节能力,提高水库的综合利用效益。这一方案对改善黄河下游特别是三角洲地区的生态环境也具有重要意义,浑水不断入海,海水养分大增,有利于生态平衡。大量泥沙填海造陆,不断扩大河口三角洲国土面积,使当地海上石油变为陆地开采,其意义颇为深远。
此外,利用东平湖和拟建的桃花峪水利工程加以调节,特别是通过现有的下游引黄工程,包括引黄济津、引黄入冀、引黄济青工程,向河南、山东、河北相关地区供水,从而减轻黄河水的需求压力。如果调水规模有保证,还可再通过河北水系的局部调整接济京津,最大限度实现黄淮海平原的水资源优化配置。在此前提下,黄河流域来水主要考虑中上游用水,相应缓解了黄河上中游水资源短缺的局面。
该方案已提出多年,与南水北调中线方案颇有不谋而合之处。假如该方案在几年前得以实施,2000年淮河上游持续几十天的水灾灾情将大为缓解,同时黄河下游河道过洪能力也大大提高。
水利工程河道清淤施工方案范文第5篇
摘要:本文重点介绍了温州某工程河道内围护桩施工方案的比选及可行性论证,并对施工中需注意的事项进行了阐述。
关键词:地下障碍物、流动性淤泥、拉森钢板桩、土方换填、钻孔灌注桩
Abstract: this paper mainly introduces the channel for wenzhou project comparison of retaining pile construction scheme and feasibility, and the matters that should pay attention to during construction are expounded.
Keywords: underground obstacles, liquid mud, larsen steel sheet pile, earthwork in fill and bored piles
1 工程概况
该工程位于温州市瓯海区南白象街道横港头村,总建筑面积约70000m2,地下二层,地上由二栋35层及一栋36层高层住宅组成。上部结构形式为框剪,桩基为钻孔灌注桩。场地内自西向东贯穿有一条温瑞塘河支流,河道平均宽度18m,深度3~5m,河堤为条石堆砌而成。工程进场施工前,河底淤泥及障碍物未清理,河堤条石未拆除,2/3河道已被含块石淤泥及各种垃圾填平。由于进度非常紧,施工方未按正常流程对河道内淤泥、块石、条石、垃圾进行彻底清理,导致河道内围护桩施工时遇到地下障碍物及流动性淤泥土,无法继续钻进,成为桩基施工中遇到的一大技术难题。经统计,有137根围护桩(桩径750mm)位于河道内。
2 拟定施工方案
针对河道内围护桩施工时遇到的难题,施工单位迅速组织公司内外有经验的技术人员到现场讨论、商量对策,经总结提炼,形成以下两种施工方案。
方案一:高压旋喷桩加固、土方换填
由于河道回填时河底流动性淤泥未清理干净,围护桩位土方换填时淤泥会流到换填部位,拟先采用高压旋喷桩对河道内围护桩两侧及中间地基进行加固。
1.技术参数
1.1 通过设计将围护桩外侧三轴搅拌桩变更为Φ800@600高压旋喷桩,采用P.042.5级普通硅酸盐水泥,水泥及粉煤灰总用量为550kg/ m3,水泥:粉煤灰=1:0.3,水泥浆液的水灰比0.8,加固深度地表以下11.9m,高压旋喷桩施工完成后随即插入7m长毛竹。
1.2 围护桩内侧施工Φ800@600高压旋喷桩,水泥及粉煤灰总量为300kg/ m3,水泥:粉煤灰=1:0.3,水泥浆液的水灰比0.8,加固深度地表以下7m,高压旋喷桩施工完成后随即插入7m长毛竹。
1.3 围护桩位置施工Φ800@600高压旋喷桩,水泥及粉煤灰总量为200kg/m3,水泥:粉煤灰=1:0.3,水泥浆液的水灰比0.8,加固深度地表以下6m。
2.施工流程
定位放线挖除表层矿渣放桩位高压旋喷桩施工自然养护、检测土方换填围护桩施工。
方案二:拉森钢板桩做围堰、土方换填
考虑到河道回填时河底流动性淤泥未清理干净,围护桩位土方换填时淤泥会流到换填部位,拟分段打入拉森钢板桩做围堰,再对围堰内土方进行换填。
1.技术参数
1.1 12m长400宽拉森钢板桩。
1.2 考虑到换填后围护桩外侧还要施工三轴搅拌桩,外侧的拉森钢板桩距离围护桩中心距离为2.2m,里侧距离围护桩中心1.4m。
1.3 河道内拉森钢板桩拟分4段施工,每段需拉森钢板桩175根,每2段为一个施工段,共需拉森钢板桩350根。
2.施工流程
作者简介:谭湘国,男,1983年2月出生,湖南慈利县人,中建五局上海建设有限公司浙江分公司工程师,浙江省杭州市江南大道288号康恩贝大厦A座7楼 31000,电话:13454840700,E-mail:。
定位放线挖除表层矿渣放桩位拉森钢板桩施工土方换填铺设钢板围护桩施工拔出钢板桩三轴搅拌桩施工
3 方案费用对比及可行性论证
3.1 方案费用对比
经项目商务人员预算,实施方案一和方案二需增加的费用如下表所示。
方案一费用一栏表
方案二费用一栏表
从上表可以看出,方案一和方案二的费用相差不大,从经济角度分析,两个方案均可行。
3.2 方案可行性论证
2013年2月5日,项目部组织专家对上述两个方案的可实施性进行了论证,与会专家一致认为方案二的可行性大于方案一,原因有5点:①、方案一将围护桩外侧起止水作用的三轴搅拌桩变更为高压旋喷桩,止水效果有待验证。②、高压旋喷桩对河道底部流动性淤泥的加固效果如何有待验证。③、土方换填时,必须等高压旋喷桩达到龄期并经检测强度符合设计要求后方可进行,严重影响施工进度。④、虽然在围护桩两侧的高压旋喷桩内插入有7m长毛竹,但换填深度达4~5m,能否抵抗住侧向压力,防止塌方还没有十分把握。⑤、拉森钢板桩做围堰是一种比较成熟的施工技术,具有施工方便,速度快,抗弯、抗压性能好等优点,因此,在投入成本差不多的情况下,采用方案二更符合工程实际情况。
4 方案实施
确定好施工方案后,施工单位迅速组织班组按照方案二对有围护桩的河道进行了处理。
5 施工过程中需注意的事项
5.1 为增强整体受力效果,围护桩两侧拉森钢板桩应相互咬合。
5.2 拉森钢板桩施打的位置应准确,确实下压存在困难时,应向外侧适当偏移。
5.3 土方换填前,必须采用挖机将围堰内地下障碍物及流动性淤泥彻底清理干净。
5.4 换填土严禁采用含矿渣的杂填土回填,以免影响换填效果,给桩基施工带来麻烦。
5.5 为缩短工期,减少拉森钢板桩租赁费用,可将换填部位分成几个流水段,形成流水施工。第一段换填后,马上进行围护桩施工,第二段进行拉森钢板桩和换填施工;等第一段围护桩施工完后,钻机马上移机到第二段施工围护桩,打桩机可以将第一段拉森桩拔出用到第三段围堰,以此类推。
6 总结
对于场地内有河道需要回填并打桩的工程,必须按照“做围堰抽水清淤拆除河岸清理障碍物回填土铺面层矿渣场地硬化打桩”的正常流程施工。千万不能图一时之快,在河道处理上草草了事,否则,只会给后期桩基施工带来无尽的麻烦,一方面会大大增加施工成本,另一方面会严重拖延工期。本工程由于种种原因,前期在河道处理上存在疏忽,给后期施工带来了相当大的难度,不得不采用拉森钢板桩做围堰-土方换填的方式对河道进行二次处理,施工过程中所取得的一些经验和教训可供类似工程借鉴。
参考文献:
上海市建设和管理委员会. GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范【S】.北京:中国建筑工业出版社,2002。
杭州市城建设计院.2011浙G23钻孔灌注桩【S】.杭州:浙江省标准设计站,2001。
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