秦淮河?xùn)|南段航道整治施工措施研究

夏微 曹洋 江蘇中泰建發(fā)集團有限公司

由于歷史的原因，秦淮河的河道總體上不夠?qū)掗煟渫ê剿徊桓?，整個流域的護坡大部分為土質(zhì)。為改善該河道通航能力，提高整個流域水體質(zhì)量，江蘇省交通運輸廳航道局作為業(yè)主單位聯(lián)合相關(guān)部門，通過前期勘察調(diào)查研究與設(shè)計，對秦淮河航道開展為期4年的施工整治，預(yù)計2021年7月完成項目施工。筆者所在單位作為施工方，承建秦淮河（溧水石臼湖至江寧彭福段）航道整治工程QHHHD6標(biāo)段，其護坡分項造價約2.4億人民幣。筆者作為該項目部成員，全程參與秦淮河整治工程施工技術(shù)交底及分項測量檢驗工作。

1.綠色施工

綠色施工相對于傳統(tǒng)施工工藝而言，在滿足工程建設(shè)質(zhì)量與安全有序生產(chǎn)的前提下，對工程施工組織設(shè)計方案全方位多維度調(diào)研與認證，并對施工技術(shù)進行重大革新，特別在河道施工護坡現(xiàn)場揚塵、噪聲控制方面，利用廠房預(yù)制混凝土護坡構(gòu)件及其養(yǎng)生期控制，有序運輸、吊裝和檢驗預(yù)制構(gòu)件接合形成平面度，并將護坡斜面的平面度和傾斜率控制在誤差極限范圍內(nèi)，從而確保河道整體施工進度和護坡分項施工質(zhì)量。與此同時，為保護城市環(huán)境，河道施工全流程采取綠色施工工藝，力求減少對周邊環(huán)境的影響。

1.1 連拱施工

由于秦淮河具有景觀、通航、雨季行洪等功能，在本次航道治理工程施工中，按照分段不對等設(shè)計原則，繁華段和普通段護坡的設(shè)計，充分考慮對河道兩邊美化環(huán)境提升的影響，以及后續(xù)施工的便利性、河道工程質(zhì)量長期穩(wěn)定性，在該標(biāo)段河道護坡連拱結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖1所示，從該圖可知護坡施工最上級分項工程的基本要求、視覺效果和護坡泥土填充及其綠化等措施。為提高護坡施工工效，減少施工噪聲和揚塵，按照施工圖要求混凝土采用C25砼，在封閉廠房預(yù)制混凝土連拱構(gòu)件并達到規(guī)定養(yǎng)生期限，再行清理構(gòu)件表面，包括連接加長螺桿用的圓孔須光滑且有余量，嚴格預(yù)制構(gòu)件自檢和試塊送檢，有缺陷預(yù)制構(gòu)件不出車間。在護坡施工現(xiàn)場預(yù)制構(gòu)件拼裝前，壓實護坡安裝構(gòu)件土基層，并且先行連拱構(gòu)件試安裝，取得安裝平面度和傾斜度施工控制數(shù)據(jù)，總結(jié)調(diào)度機具和施工人員配合的流程，分析護坡施工中質(zhì)量控制重點和難點，以便在后續(xù)大規(guī)模施工中達到安全、綠色、快速、質(zhì)量達優(yōu)且節(jié)約成本的施工效果。與護坡傳統(tǒng)現(xiàn)場澆筑工藝比較，預(yù)制構(gòu)件的模具，可以反復(fù)使用，從而節(jié)省大量模板和人工，而且是室內(nèi)操作施工，避免了施工日曬雨淋，改善了施工人員生產(chǎn)條件。

1.2 親水坡施工

除預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件室內(nèi)施工外，護坡室外施工工程量占整個護坡施工分項工程大部分以上，如圖2所示，從設(shè)計水位（吳淞高程）2.79至14.20m，采用仿石花紋彩色混凝土護坡現(xiàn)場澆筑，配以C25砼厚200mm表面φ14@100mm鋼筋網(wǎng)，其鋼筋切割可在室內(nèi)施工以減少噪聲和粉塵對環(huán)境的污染，按照尺寸碼垛和運輸，鋼筋網(wǎng)可在室外組網(wǎng)焊接。此外，坡面綠色施工工藝還包括：坡面開挖使用挖掘機械，根據(jù)秦淮河流域地質(zhì)特點不采用放大炮工藝；當(dāng)坡面綠化施工不能與其他分項工程同步進行，可考慮對坡面土層采取臨時覆蓋塑料膜或防塵網(wǎng)等措施，防止揚塵或次生雜草，減少對環(huán)境的二次污染危害；仿石花紋彩色混凝土先在室內(nèi)配色對比試驗，且在其養(yǎng)生期間，綜合光照、雨淋、風(fēng)吹等環(huán)境因子實驗室模擬，得到施工段仿石花紋彩色混凝土試樣。

圖1 最上級連拱護坡平面

圖2 C1a型護岸結(jié)構(gòu)斷面

1.3 河道施工

秦淮河航道整治工程QHHHD6標(biāo)段，吳淞高程設(shè)計最高通航水位11.06m，最低通航水位5.35m。該標(biāo)段從天生橋河入石臼湖口25K+006至彭福村46K+055，其中30K+564至32K+524為洪藍船閘，在28K+910建設(shè)洪藍服務(wù)區(qū)。該標(biāo)段吳淞高程泥面最大達到42m，按照細分河道治理里程有需要在水中疏浚，也有在水中攔壩抽干蓄水、開挖至設(shè)計高程。水中疏浚施工選用大功率高效單耙自航耙吸式挖泥船施工，綠色施工為計算機算法自動調(diào)整耙臂姿態(tài)，減少人為操作的隨意性，減少漏挖。此外，按照吸泥運輸周期，精確計算伴隨裝倉船舶時間，或者加長接管直接輸送到岸坡底凹處，等待其干燥后用車輛運輸至其它所需地方，因其土質(zhì)具有磷、鉀等元素且成分較高，潛在肥力較大，可作為城市綠化栽植有機土等。

在干涸的河道施工，有的泥面高程已經(jīng)遠超岸坡的設(shè)計高程，考慮施工周期和成本核算，采用大型挖掘機械，抓斗為1m3。為減少此類施工粉塵對環(huán)境的影響，可在施工土方周圍淋水，及在開挖區(qū)域架設(shè)帶小漏孔的橫長桿高壓水管，讓其在開挖區(qū)域周圍形成氣霧雨簾，減少開挖灰塵對環(huán)境的影響。與此同時，挖出的泥土由于濕度大，及時用封閉渣土車運出，減輕對河道兩岸后期粉塵污染。

2.智慧施工

智慧施工相對于傳統(tǒng)航道施工而言，為一種新型數(shù)字化施工，其需要充分利用現(xiàn)代信息化手段，對航道、港口、船閘等分項工程，將設(shè)計的二維圖紙利用BIM技術(shù)建立三維施工模型，包括整個標(biāo)段航道的數(shù)字沙盤，構(gòu)建標(biāo)段航道BIM數(shù)據(jù)庫。利用智慧航道施工管理GIS平臺，結(jié)合航道施工標(biāo)段BIM數(shù)據(jù)庫，利用無人機移動或固定高清攝像頭等，憑借4G或5G網(wǎng)絡(luò)、北斗定位導(dǎo)航等技術(shù)，聯(lián)網(wǎng)全站儀等精密測量設(shè)備，對施工現(xiàn)場“人、機、料、法、環(huán)”各關(guān)鍵要素數(shù)據(jù)進行實時采集，動態(tài)、全面、智能監(jiān)控標(biāo)段航道，并能有效支持標(biāo)段航道、船閘等現(xiàn)場作業(yè)人員、業(yè)主項目管理者、監(jiān)理和施工管理者協(xié)同管理，提高施工質(zhì)量，加強成本和進度的控制，減少浪費，達到提高工程項目精益化管理水平。所以，智慧施工伴隨綠色施工，減少環(huán)境污染，節(jié)約資源，減輕施工人員和工程管理人員的勞動強度。

航道施工與雨季關(guān)系密切，雨量過大且持續(xù)時間過長，會形成洪水和排澇，從而減慢施工進度，影響施工機械和施工人員的安全生產(chǎn)，給施工管理和監(jiān)理帶來困難。將雨季等環(huán)境因子生成施工模型環(huán)境，并與進度管理數(shù)據(jù)匹配，利用智慧航道施工管理GIS平臺，同時結(jié)合河湖岸線監(jiān)測管理系統(tǒng)，合理調(diào)配施工人員和航道施工機械，科學(xué)安排施工時間和工程進度，對于施工組織設(shè)計不合理的部分，與業(yè)主管理部門、設(shè)計部門、監(jiān)理部門對接修改內(nèi)容，增加或減少工程量及其預(yù)算資金。利用智慧航道施工管理GIS平臺預(yù)警功能，對雨季、航道施工關(guān)鍵質(zhì)量控制點和安全生產(chǎn)工藝，提出施工預(yù)警信息及其應(yīng)采取的相關(guān)措施。對于工期緊、任務(wù)重的分項工程如船閘、護坡等航道設(shè)施，結(jié)合智慧管理平臺相關(guān)工程BIM數(shù)據(jù)，合理調(diào)配施工中的“人、機、料、法、環(huán)”各環(huán)節(jié)。采取相應(yīng)精益化施工方案，從而保障標(biāo)段航道各分項工程按施工組織設(shè)計方案推進施工進度。

3.航道施工質(zhì)量管控

圖3 施工標(biāo)段航道控制分布點

圖4 丁字河交叉施工控制點

不同地區(qū)不同類型的航道施工規(guī)范有所不同，如南方和北方航道施工，內(nèi)河長江和黃河航道施工，秦淮河和京杭大運河航道施工，局部和整體施工等，均存在不同施工要求差異。秦淮河流域較長，筆者所在航道施工標(biāo)段約為21km，棕色泥土，從圖3可以看出，標(biāo)段航道走向具有約100°的急彎，該標(biāo)段東北末端與彭福村丁字河（一千河與秦淮河交叉）相連通。根據(jù)標(biāo)段航道施工質(zhì)量控制點設(shè)計，分為施工質(zhì)量控制三個層級：第一層級為重點施工監(jiān)控，該標(biāo)段有3處與橋梁或船閘交叉，在圖3中用大圓圈圖示；第二層級為第一層級的細化分項質(zhì)量控制區(qū)域，在圖3中用中圓圈圖示；第三層為上層級的具體施工質(zhì)量控制對象，如圖4所示，在標(biāo)段施工控制點圖中用最小圓圈表示。由三級施工控制點形成施工質(zhì)量和管理的安全生產(chǎn)與航道工程質(zhì)量監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。由此可見，標(biāo)段航道施工各個分項工程是相輔相成的，每個分項工程中每個細節(jié)質(zhì)量，決定了整個標(biāo)段航道施工質(zhì)量的優(yōu)劣。

3.1 護坡施工質(zhì)量管控

護坡工程作為航道施工的重要分項工程，包含施工材料廣泛，如C25混凝土、鋼筋、級配碎石、彩色混凝土、黑色瀝青、彩色瀝青、移栽樹木和花草、移栽肥料等，護坡作為航道“面子”工程，既要美觀又要防止裂縫和沉降，既能保證市民騎行、跑步鍛煉又能防洪排澇。在護坡施工中，利用智慧施工管理信息平臺，對混凝土施工嚴格控制養(yǎng)護養(yǎng)生時間與后續(xù)工程的銜接，如路面瀝青施工、連拱綠化施工等時序安排，在確保工程質(zhì)量的前提下，減少分項工程施工相互干擾。

3.2 河道施工質(zhì)量管控

河道施工是航道施工工程的重中之重，直接決定了航道通航能力和持久能力，也是整個標(biāo)段航道施工的“里子”工程。由于秦淮河流域的流速與一般河道相比要大很多，河道不算太寬，再加上航道周邊為土質(zhì)層，則會帶來過多淤泥。為了減少淤泥的影響，并保證水道魚蝦的生態(tài)環(huán)境，施工中可將原來的淤泥土層，深層次挖掘移走，使用回填至設(shè)計吳淞標(biāo)高的新黏土，以減少后期淤泥對秦淮河通航及水生態(tài)的影響。

4.結(jié)語

秦淮河航道整治工程QHH-HD6標(biāo)段，以江蘇省示范航道建設(shè)工程標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計、施工和監(jiān)理，標(biāo)書要求安全生產(chǎn)和施工質(zhì)量、環(huán)境保護、環(huán)境美化等達到國家優(yōu)秀工程評價指標(biāo)。由于工程質(zhì)量的落實關(guān)鍵在施工單位，航道整治相關(guān)設(shè)計與施工管理部門對各個分項工程施工進度、施工質(zhì)量和安全生產(chǎn)嚴格管控，充分利用智慧航道施工信息平臺，在傳統(tǒng)航道施工技術(shù)基礎(chǔ)上，充分采取綠色施工工藝，結(jié)合工程數(shù)字化施工與質(zhì)量監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化管理手段，以期打造一流的航道整治國家示范工程。