水利清淤疏浚的發(fā)展與展望

周開山+孫永站

摘要：本文從水利清淤疏浚單位的角度出發(fā)，以海鹽縣千畝蕩水源保護(hù)工程項(xiàng)目為例，對(duì)水利工程清淤疏浚工作的施工方案設(shè)計(jì)、流程設(shè)計(jì)以及具疏浚施工方案的實(shí)施進(jìn)行詳細(xì)的分析與探討，以期為我國(guó)水利清淤疏浚的工作帶來幫助。

關(guān)鍵詞：水利工程 清淤疏浚 發(fā)展

在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，水利工程發(fā)揮了極其重要的作用，其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)我國(guó)緊缺水力資源的合理調(diào)配，還能夠促進(jìn)生態(tài)資源的和諧發(fā)展，所以說水利工程無論是從經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面，還是生態(tài)維護(hù)方面都有著重要的作用。然而，由于每一年的氣候環(huán)境都有所不同，且隨著水利工程使用年限的增加，在水庫(kù)和湖泊底部常常會(huì)出現(xiàn)淤積的情況，這種情況的出現(xiàn)雖然屬于自然現(xiàn)象，但其對(duì)于水利工程的利用效率卻帶來了負(fù)面影響，因此對(duì)水利工程進(jìn)行清淤疏浚工作就變得非常有必要。筆者以千畝蕩水源保護(hù)工程項(xiàng)目的清淤疏浚為例，對(duì)水利工程的清淤疏浚工作進(jìn)行探討。

1 千畝蕩工程建設(shè)概況

海鹽縣千畝蕩水源保護(hù)（一期）工程項(xiàng)目，通過對(duì)一級(jí)保護(hù)區(qū)、引水河道內(nèi)的水域進(jìn)行疏浚治理，沿岸防護(hù)林綠化區(qū)域土方堆置，來解決海鹽縣集中式生活飲用水供水水源地的污染，以滿足千畝蕩水源地建設(shè)保護(hù)要求。本工程計(jì)劃疏浚土方約38.8萬(wàn)m3，利用蠶種場(chǎng)堆土場(chǎng)1表層土方進(jìn)行防護(hù)林綠化區(qū)域土方堆置12萬(wàn)m3。

2 千畝蕩疏浚施工方案及工藝流程設(shè)計(jì)

2.1 方案設(shè)計(jì)思路

（1）本工程疏浚區(qū)域河道內(nèi)的底泥含水率高、觸變性大，除必須采用環(huán)保型絞吸式挖泥船帶環(huán)保絞刀頭進(jìn)行疏浚清淤外，實(shí)際施工時(shí)還需根據(jù)實(shí)際土質(zhì)、水深、排距等情況選擇合理的絞刀轉(zhuǎn)速、橫擺速度和輸送流速等施工參數(shù)，嚴(yán)格限制底泥擾動(dòng)擴(kuò)散，保證淤積底泥被充分清除。

（2）一級(jí)保護(hù)區(qū)及引水河道水域開闊、河面寬度變化大，挖泥船宜采用分條、分層開挖方法，使用船用GPS全球定位儀、回聲測(cè)深儀等自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)指導(dǎo)施工，結(jié)合必要的人工檢測(cè)復(fù)核，避免漏挖、欠挖情況，保證清淤質(zhì)量。

（3）受施工區(qū)域內(nèi)橋梁和水閘的寬度、凈高限制，擬選擇較小型的、可分體的環(huán)保型絞吸式挖泥船進(jìn)場(chǎng)施工，以適應(yīng)復(fù)雜工況，保證施工安全。

（4）利用水域條件布設(shè)長(zhǎng)距離水下潛管，配必要的浮管和岸管，組成全封閉管道輸泥系統(tǒng)，做到泥漿輸送過程中不產(chǎn)生泄漏情況，保證淤泥安全環(huán)保輸送入堆土場(chǎng)內(nèi)。

（5）堆土場(chǎng)余水采用物理處理法進(jìn)行處理，確保余水符合疏浚規(guī)范要求后達(dá)標(biāo)排放。

2.2 工藝流程設(shè)計(jì)（如圖1）

3 千畝蕩疏浚施工方案實(shí)施

3.1 分條開挖

環(huán)保型絞吸式挖泥船在各施工區(qū)塊內(nèi)作業(yè)時(shí)，以扇形橫挖法為原理分條開挖，即挖泥船將定位樁打設(shè)在河底泥層中，實(shí)現(xiàn)對(duì)船體中心定位，并通過定位樁臺(tái)車的液壓軸臂的伸縮，實(shí)現(xiàn)定位樁臺(tái)車在船尾滑道內(nèi)相對(duì)船體的位移，使船體在反作用力下短線推進(jìn)，并依靠挖泥船前端左右絞車收放錨纜，使船身以船尾定位樁為中心，船長(zhǎng)為半徑，絞刀頭左右扇形移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)挖泥船扇形橫挖法作業(yè)。挖泥船橫擺有效寬度為30m，當(dāng)河道寬度小于30m時(shí)，采用單幅開挖，河道寬度大于30m，需分條副開挖，條幅間搭接1～2m，避免漏挖和相鄰區(qū)塊塌方殘留。

3.2 低擾動(dòng)疏浚清淤

根據(jù)環(huán)保疏浚要求，利用環(huán)保型絞吸式挖泥船優(yōu)越的環(huán)保機(jī)械性能和自動(dòng)化程度，采用低擾動(dòng)疏浚法施工。低擾動(dòng)疏浚法施工的主要特點(diǎn)是密封開挖、薄層開挖和開挖系統(tǒng)實(shí)施速度限制，可最大程度保證清淤率，降低浮淤擴(kuò)散機(jī)率，避免二次污染超出限制范圍。

（1）密封開挖：采用專用環(huán)保絞刀開挖，環(huán)保絞刀是當(dāng)前環(huán)保疏浚、清淤領(lǐng)域最先進(jìn)的環(huán)保疏浚裝置。環(huán)保絞刀裝配有導(dǎo)泥擋板、絞刀密封罩、絞刀水平調(diào)節(jié)器等裝置，無論疏浚深度如何變化，通過絞刀水平調(diào)節(jié)器，使絞刀始終保持水平狀態(tài)，疏浚時(shí)絞刀外罩底邊平貼河底，絞刀密封罩將絞刀擾動(dòng)范圍控制在密封罩內(nèi)，確保環(huán)保絞刀挖掘范圍內(nèi)的淤泥被泥泵充分吸入。與常規(guī)的敞開式絞刀相比，有效防止了因絞刀擾動(dòng)使底泥顆粒向罩外水體擴(kuò)散，避免了施工過程中因挖掘造成二次污染。

（2）薄層開挖：環(huán)保絞刀頭因絞刀密封罩的作用，開挖厚度必須控制在50cm以下，開挖厚度是建立在額定轉(zhuǎn)速、泵吸濃度、絞刀凈深協(xié)調(diào)平衡的基礎(chǔ)上，避免出現(xiàn)泥量過大產(chǎn)生逃淤，泥量過小產(chǎn)生效率太低的情況。根據(jù)本工程疏浚土方厚度分布情況，施工時(shí)一般分1～2層開挖（具體視實(shí)際施工調(diào)整），薄層開挖法可保證水下淤泥被充分吸取，同時(shí)也有益提高開挖精度。

（3）限速控制：根據(jù)湖泊和水庫(kù)疏浚、清淤施工中的實(shí)踐數(shù)據(jù)，并在施工中結(jié)合本工程疏浚試挖情況，合理設(shè)計(jì)絞刀轉(zhuǎn)速、橫擺速度等施工參數(shù)，在大面積清淤中嚴(yán)格控制，限速施工，以嚴(yán)格控制底泥清淤影響范圍，保證水質(zhì)不受影響。

3.3 取水口保護(hù)區(qū)疏浚方法

（1）取水口保護(hù)區(qū)范圍。在三地水廠取水口周圍，初步計(jì)劃按距離三地水廠取水口200m范圍建立水源保護(hù)區(qū)，在保護(hù)區(qū)邊界點(diǎn)設(shè)置醒目的界樁，并將保護(hù)區(qū)坐標(biāo)輸入船上電腦系統(tǒng)，保護(hù)區(qū)范圍通知到工地所有施工人員。

（2）取水口保護(hù)區(qū)施工時(shí)間。取水口保護(hù)區(qū)計(jì)劃安排在取水量低谷時(shí)段進(jìn)行施工，以最大程度降低對(duì)水質(zhì)的影響，取水口保護(hù)區(qū)計(jì)劃疏浚時(shí)間4天，具體疏浚時(shí)間與業(yè)主商定后確定。

（3）取水口保護(hù)區(qū)疏浚方法。為保證取水口水質(zhì)安全，優(yōu)先在協(xié)調(diào)取水口停止取水后實(shí)施疏浚，若無法在取水口關(guān)閉條件下疏浚時(shí)，擬分區(qū)自取水口外圍向取水口中心逐步疏浚推進(jìn)，并加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)：

①先進(jìn)行距離取水口100m～200m范圍內(nèi)的土方疏浚，疏浚中在距離取水口10m、30m、60m、100m位置布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，疏浚時(shí)每半小時(shí)監(jiān)測(cè)一次，挖泥船原則上按實(shí)驗(yàn)期確定的開挖速度施工。由于該區(qū)域可能存在一定施工流速，需根據(jù)水質(zhì)變化進(jìn)一步控制挖泥船左右橫移速度、絞刀轉(zhuǎn)速等操作參數(shù)，以保證水廠取水安全；②再實(shí)施距離取水口100m范圍內(nèi)的土方疏浚，挖泥船采取“開挖1小時(shí)，停歇1小時(shí)”的間歇疏浚法施工，施工期間加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)疏浚及時(shí)分析開挖過程中擾動(dòng)范圍SS值控制指標(biāo)達(dá)標(biāo)情況，如超出控制指標(biāo)范圍，需根據(jù)水質(zhì)變化進(jìn)一步控制挖泥船左右橫移速度、絞刀轉(zhuǎn)速等操作參數(shù)，并采取延長(zhǎng)停歇時(shí)間及進(jìn)行SS值監(jiān)測(cè)，達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行清淤施工，以保證水廠取水安全。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，做好對(duì)水利工程的清淤疏浚工作，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的有效調(diào)節(jié)與利用，還能夠促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的發(fā)展，其為人與自然和諧相處的社會(huì)發(fā)展有著重要的推動(dòng)作用。現(xiàn)階段我國(guó)水利清淤疏浚的技術(shù)已經(jīng)有了明顯的提升，并已經(jīng)在世界水利工程清淤疏浚當(dāng)中嶄露頭角。隨著我國(guó)科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)水利工程的清淤疏浚工作，迎來了大好的發(fā)展前景。為此，施工企業(yè)必須要不斷的提高自身的企業(yè)素質(zhì)和施工水平，使企業(yè)的清淤疏浚技術(shù)能夠符合水利工程發(fā)展的需要，從而有效的完成對(duì)水利工程的清淤疏浚工作，為我國(guó)水利工程的有效發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。

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