德豐圍涌綜合整治工程施工

柯華斌，章文

（1.深圳市寶安區(qū)水務(wù)局，廣東 深圳 518000 ；2.深圳市寶安區(qū)城市更新和土地整備局，廣東 深圳 518000）

1 工程概況

德豐圍涌位于深圳市珠江口水系最北端，流域面積2.22 km2，西海閘內(nèi)部河道長(zhǎng)度約3.41 km，河道比降約0.85 ‰。錦程路以下河流為天然狀態(tài)，由東向西流經(jīng)德豐圍村。德豐圍涌屬珠江口感潮河流，排洪受珠江口潮位頂托影響，德豐圍涌入?？谖挥谖骱５滩⒃O(shè)有防潮閘。

根據(jù)大空港水系規(guī)劃，截流河建成后德豐圍涌下游約0.60 km 作為截流河的一部分，德豐圍涌下游端為與截流河交匯處。德豐圍涌上游端接市政排水箱涵，排水箱涵不屬于此工程整治內(nèi)容。德豐圍涌?jī)蓚?cè)河岸區(qū)域以河道藍(lán)線為準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，兩岸低洼地帶考慮法定圖則規(guī)劃和市政道路的建設(shè)，回填兩側(cè)洼地，作為公共綠地，河道治理后不存在內(nèi)澇問(wèn)題。由此確定德豐圍涌治理河段為從錦程路下游為起點(diǎn)，與截流河交匯處為終點(diǎn)，治理河段長(zhǎng)度約為2.02 km。

2 河道整治工程

2.1 水面線復(fù)核計(jì)算

2.1.1 計(jì)算方法

采用MIKE11 模型中的水動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算河道水面線。該模型具有計(jì)算穩(wěn)定、精度高、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)。

2.1.2 MIKE11基本方程

1871 年，St.Venant 首先提出了描述簡(jiǎn)單明渠非恒定漸變流運(yùn)動(dòng)規(guī)律的偏微分方程，即St.Venant方程組，方程由連續(xù)方程和動(dòng)量方程兩部分組成：

式中：x 為距離，t 為時(shí)間，A 為過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，Q 為流量，h為水深，C為謝才系數(shù)，R為水力半徑，g為重力加速度。

2.2 糙率分析

參考《水力計(jì)算手冊(cè)》推薦河道糙率取值范圍，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)踏勘基本情況確定糙率。錦程路以下為天然河道，兩岸植被良好，為菜地、魚(yú)塘等，天然水面線計(jì)算河道綜合糙率取0.035。整治后的河道上游段斷面為復(fù)式斷面，下部親水平臺(tái)臨水側(cè)為直墻，上部為草皮護(hù)坡，下游河段為生態(tài)護(hù)坡，河道綜合糙率取0.03。

2.3 計(jì)算流量與起算水位

2.3.1 計(jì)算流量

根據(jù)河道整治工程要求，水面線按50 年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，相應(yīng)洪峰流量為39.20 m3/s。

2.3.2 截流河基本情況及運(yùn)行規(guī)則

德豐圍涌河道綜合整治，防洪排澇需結(jié)合截流河運(yùn)行調(diào)度方式，德豐圍涌截污閘為兩孔每孔凈寬8 m 平底閘，閘底高程為-1.00 m。根據(jù)《大空港新城區(qū)截流河綜合治理工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》中各截污閘調(diào)度運(yùn)用方式，主要分為正常運(yùn)行工況、防洪排澇工況（分小雨工況、大雨工況）。

2.3.2.1 正常運(yùn)行工況

德豐圍涌正常水位為0.50 m，截流河正常水位為1.50 m。

2.3.2.2 排洪排澇（小雨工況）

遇到小雨工況，截流河維持水位在約1.50 m，德豐圍涌水位如低于1.50 m，則德豐圍涌蓄水；當(dāng)?shù)仑S圍涌水位高于1.50 m，則開(kāi)閘泄洪至截流河。

2.3.2.3 排洪排澇（大雨工況）

遇到大雨工況，截流河維持水位如大于1.50 m，德豐圍涌水位如低于截流河水位，則德豐圍涌河道蓄水；當(dāng)?shù)仑S圍涌水位高于截流河水位，則開(kāi)閘泄洪至截流河。大雨過(guò)后截流河水位降低至1.50 m時(shí)，德豐圍涌關(guān)閘蓄水至1.50 m。后期德豐圍涌的水根據(jù)水質(zhì)情況逐漸放水至正常水位0.50 m。

2.3.3 起算水位確定

此工程起算水位根據(jù)截流河設(shè)計(jì)成果及截污閘運(yùn)行方式確定。根據(jù)截流河初步設(shè)計(jì)成果，德豐圍涌流域?qū)儆诮亓骱颖奔斜谜境榕欧秶?，其水位受泵站控制，截流河北出?0年一遇水位為1.65 m，推算到德豐圍涌河口處截流河水位為1.66 m。由于計(jì)算工況是排洪工況，當(dāng)?shù)仑S圍涌水位高于截流河水位，需開(kāi)閘泄洪至截流河，截流河和德豐圍涌連通，截流河的水位與德豐圍涌水位相同，確定起算水位為1.66 m。

2.4 河道整治總體布置

河道總體布置岸線和基礎(chǔ)底坡調(diào)整原則：根據(jù)現(xiàn)狀河底高程變化趨勢(shì)，以現(xiàn)狀控制性跨河建筑物底板高程為控制，擬定整治河段的河底高程和坡降，使規(guī)劃河底高程最大限度地接近現(xiàn)狀河底高程，避免大規(guī)模開(kāi)挖。

3 水質(zhì)改善工程

3.1 水質(zhì)改善工程整體布局

此次設(shè)計(jì)包括:截污、內(nèi)源治理，河涌依靠下游截流河回灌補(bǔ)水。通過(guò)實(shí)施茅洲河流域（寶安片區(qū)）正本清源工程，對(duì)德豐圍涌周邊小區(qū)進(jìn)行雨污分流改造；德豐圍涌左岸布設(shè)沿河截污管接至截流河箱涵，作為備用應(yīng)急污水管道。內(nèi)源治理，清理污染底泥，控制底泥污染釋放問(wèn)題。由于補(bǔ)水水質(zhì)滿足海水Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)，且在各類污染源都得到有效控制的前提下，此次設(shè)計(jì)水質(zhì)達(dá)到地表水Ⅴ類的目標(biāo)是可以達(dá)到的。

3.2 截污工程

通過(guò)實(shí)施茅洲河流域（寶安片區(qū)）正本清源工程，對(duì)德豐圍涌周邊小區(qū)進(jìn)行雨污分流改造。該工程對(duì)沿岸排放口進(jìn)行溯源摸排，對(duì)原有污水口進(jìn)行截流，納入正本清源施工范疇，對(duì)混流口從源頭梳理，在源頭剝離污水，只準(zhǔn)雨水排放入河。治理范圍是德豐圍涌14 個(gè)排水小區(qū)，工程共新建雨污管網(wǎng)22.90 km，整治排污口117 個(gè)，完工后，河道沿岸無(wú)污水入河現(xiàn)象，截排污水通過(guò)正本清源新建污水管收集，匯入錦程路污水干管，最終輸送至沙井污水處理廠處理。

3.3 堤岸整治工程

河道被違建房屋覆蓋，擬拆除河道上違建房屋，河道采用復(fù)式階梯形斷面（見(jiàn)圖1），左右岸均采用灌注樁擋墻結(jié)構(gòu)，下部親水平臺(tái)臨水側(cè)為直墻，上部為草皮護(hù)坡，坡比為1∶2。景觀水位時(shí)河道寬度為8.00 m，堤頂寬度為6.80～4.30 m。堤頂設(shè)欄桿，右岸設(shè)5.00 m寬巡河路。對(duì)河道底部清淤處理后河道底部鋪設(shè)雷諾護(hù)底，堤岸的護(hù)腳采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或格賓。

圖1 河道斷面圖

現(xiàn)狀岸坡為天然岸坡，堤岸左岸高3.00～3.60 m，右岸高1.50～1.80 m，設(shè)計(jì)高程3.13 m，右岸需加高河岸，根據(jù)地質(zhì)測(cè)繪，現(xiàn)狀堤岸基本穩(wěn)定。

根據(jù)勘察資料，場(chǎng)地地層主要為素填土、淤泥、黏土和殘積土層等，其中填土層厚度0.90～1.80 m，層底高程0.38～-0.43 m；淤泥層厚度5.30～7.10 m，層底高程-5.73～-6.72 m。兩岸堤防以素填土為主，右岸房屋基礎(chǔ)為雜填土，松散狀為主，根據(jù)地質(zhì)調(diào)查，該段河岸兩邊植被覆蓋良好，未發(fā)現(xiàn)塌滑現(xiàn)象。堤基地層主要為淤泥、黏土和殘積土，堤基結(jié)構(gòu)類型為雙層結(jié)構(gòu)。淤泥呈流塑～軟塑狀、松散狀，具高壓縮性，短期內(nèi)無(wú)法完成固結(jié)作用，受擾動(dòng)易觸變，屬于不良地層，存在堤防邊坡抗滑穩(wěn)定和堤基不均勻沉降等工程地質(zhì)問(wèn)題；殘積土呈可塑～硬塑狀，中等壓縮性，弱透水性，可作為堤基穩(wěn)定持力層。

該段左堤菜地，地勢(shì)開(kāi)闊，地面建筑物較少，右岸房屋密集。左岸素填土松散狀，需清除表層耕植土層后進(jìn)行壓實(shí)處理；右岸拆除房屋后將雜填土挖除，對(duì)下部素填土進(jìn)行壓實(shí)處理。兩岸設(shè)計(jì)采用新建水泥土攪拌樁擋墻進(jìn)行整治，地層中的雜填土、素填土、淤泥、黏土及殘積土層均適宜成孔，選擇殘積土層可作為樁端持力層。鉆孔過(guò)程中需要采取措施防止淤泥、黏土層垮塌，縮孔等問(wèn)題發(fā)生。

3.4 污染底泥疏挖深度推算

根據(jù)德豐圍涌的底泥污染現(xiàn)狀及整體施工的情況，建議上游起始點(diǎn)至上游起始點(diǎn)以下800 m游河段（A-B）不需要清淤，800 ～1 200 m 河段（B-C）清淤深度為1.50 m，1 200 m 以下下游河段（C-D）清淤深度為1 m。根據(jù)河涌斷面，計(jì)算出此次德豐圍涌的清淤量為4.50 萬(wàn)m3，清淤后的底泥運(yùn)往大空港片區(qū)底泥處置廠處理。見(jiàn)圖2。

圖2 德豐圍涌清淤范圍圖

3.5 生態(tài)修復(fù)設(shè)施

大空港片區(qū)包括空港新城、機(jī)場(chǎng)片區(qū)，河涌綜合治理應(yīng)在洪澇整治、水質(zhì)提升基礎(chǔ)上，通過(guò)內(nèi)源底泥清淤、外源低影響開(kāi)發(fā)及截污納管等措施，實(shí)現(xiàn)河涌水廊清美，同時(shí)按照城市河道景觀構(gòu)建六大原則，適當(dāng)設(shè)置景觀節(jié)點(diǎn)和親水平臺(tái)，著力打造“水清、流暢、岸固、景美”生態(tài)景觀水網(wǎng)體。

景觀統(tǒng)一性營(yíng)造：均以體現(xiàn)深圳植被特色進(jìn)行覆蓋、抽象，形成整體特色，同時(shí)有所突出，通過(guò)沿岸深圳符號(hào)的變形，形成獨(dú)特的深圳大空港特色景觀文化。德豐圍涌右岸為綠地及茅洲河，以綠色為主色調(diào)，木棉等為點(diǎn)綴，營(yíng)造自然濕地景觀，與田園、小漁村特色為主體；德豐圍涌左岸周邊為教育、學(xué)校，以紅色木棉為主色調(diào)，綠色等為點(diǎn)綴，營(yíng)造文天祥等愛(ài)國(guó)文化教育景觀。

4 施工重難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

4.1 雨季汛期施工

深圳屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，溫暖、濕潤(rùn)、多雨，多年平均降雨量為1 600 mm，雨量年內(nèi)分配不均，主要集中在4-9月，約占全年雨量的85%，深圳市每年4-9月為臺(tái)風(fēng)、雨季頻發(fā)時(shí)段，對(duì)施工影響較大。此工程于2018 年7 月動(dòng)工，工期緊張，雨季施工及安全度汛是此工程施工重點(diǎn)難點(diǎn)。

4.1.1 根據(jù)天氣預(yù)報(bào)合理安排施工

在工程施工期間，按照工程建設(shè)管理目標(biāo)、施工特點(diǎn)和范圍，進(jìn)入雨季后應(yīng)由專人堅(jiān)持每天記錄、收聽(tīng)、收看各級(jí)天氣預(yù)報(bào)，特別是災(zāi)害性警報(bào)，及時(shí)采取相應(yīng)措施。

4.1.2 做好雨季、汛期施工技術(shù)準(zhǔn)備工作

編制汛期施工方案，上報(bào)河道主管部門(mén)進(jìn)行審核審批。制定雨季汛期施工方案和雨季汛期施工管理措施，制定雨季施工質(zhì)量、安全控制點(diǎn)并加強(qiáng)監(jiān)督和控制，依據(jù)質(zhì)量、安全控制點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)交底，各控制點(diǎn)設(shè)專人負(fù)責(zé)，確保每個(gè)控制點(diǎn)依照既定方案執(zhí)行。

4.1.3 雨季、汛期合理安排施工工序

河道整治施工主要安排在枯水期施工，工期要求緊張無(wú)法避免雨季施工時(shí)，增大圍堰高度、厚度，減少施工段長(zhǎng)度，圍堰由200 m 一段減至100～50 m 一段突擊施工，增加排水設(shè)備。淤泥清理、河堤土方開(kāi)挖、河堤護(hù)腳護(hù)底必須在汛期前完工，雨季、汛期到來(lái)時(shí)可安排岸上工作，如：護(hù)坡砌筑、生態(tài)修復(fù)、景觀綠化等工程施工。

4.2 河道清淤

河道中存在大量淤泥、建筑垃圾及生活垃圾，要將河道內(nèi)的淤泥以及垃圾完全清理干凈，同時(shí)又不能對(duì)河道底部土層進(jìn)行破壞，采用合理的方式對(duì)淤泥進(jìn)行清理是此工程的施工重點(diǎn)。

4.2.1 河道清淤根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘查情況

具體施工方法為：①河道內(nèi)水位低于1.00 m的河段，采用挖機(jī)清淤方式。②水位高于1.50 m、河道寬度大于8 m的河段采用挖機(jī)與絞吸船相配合方式進(jìn)行清淤。③水位在1.00～1.50 m的河段，每200 m一段設(shè)置一道圍堰，將圍堰內(nèi)河水排完后，挖機(jī)下河道進(jìn)行清淤作業(yè)。④工區(qū)內(nèi)采取流水作業(yè)形式由上游向下游進(jìn)行施工作業(yè)。

4.2.2 淤泥脫水分離

將淤泥脫水分離，并對(duì)淤泥成分進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)污染的可進(jìn)行處理用作種植土，有污染的通過(guò)實(shí)施超聲波和空壓噴射清洗處理，降低污染程度，并送至大空港片區(qū)底泥處置廠處理。

4.3 避免底泥二次污染

此工程淤泥總量約4.50萬(wàn)m3，在2018年底需消除黑臭，清淤量大、時(shí)間短、強(qiáng)度高，施工設(shè)備眾多，施工過(guò)程中，船體與設(shè)備的移動(dòng)、絞刀頭的作業(yè)等，難以避免對(duì)水體及底泥造成擾動(dòng)，釋放異味，因此避免清淤過(guò)程中二次污染是此工程施工的難點(diǎn)。

4.3.1 防細(xì)顆粒擴(kuò)散

底泥疏挖過(guò)程中，選擇專用的環(huán)保疏浚設(shè)備，采用環(huán)保絞刀頭；優(yōu)化疏浚施工工藝，當(dāng)疏浚浮泥層時(shí)，采取只吸不挖的方法；利用泥漿泵直接吸取浮泥，可減小挖掘頭的擾動(dòng)作用；對(duì)于較厚的泥層，采取分層挖的方法，減小一次挖泥厚度，避免過(guò)多被攪起的底泥不能完全被挖泥船泵吸走而引起擴(kuò)散；在清淤作業(yè)中，由設(shè)計(jì)挖泥標(biāo)高的高處向低處施工。

4.3.2 清淤過(guò)程中的防臭

在清淤底泥輸送過(guò)程中，全程封閉，采用壓力管道密閉輸送，同時(shí)，可考慮在管道中投加強(qiáng)氧化劑，在密閉管道中進(jìn)行混合反應(yīng)，將還原態(tài)臭味物質(zhì)氧化去除，達(dá)到完全或者部分消除臭味的效果。不采取脫水固化的底泥，其堆場(chǎng)的選擇應(yīng)遠(yuǎn)離居民區(qū)，同時(shí)堆場(chǎng)的設(shè)計(jì)考慮多組并行，盡量減少底泥與外界大氣環(huán)境的接觸面積和接觸時(shí)間，同時(shí)可摻加固化劑，盡快將底泥固化并采取覆蓋措施。

4.3.3 臨時(shí)堆放和轉(zhuǎn)運(yùn)措施

河道清淤底泥原則上直接運(yùn)輸至大空港底泥處置場(chǎng)。鑒于項(xiàng)目工作范圍廣、作業(yè)面多、作業(yè)條件復(fù)雜以及底泥處置場(chǎng)的處理能力有限（1 200 m3/d），為滿足項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的銜接，應(yīng)考慮清淤底泥的臨時(shí)堆放和轉(zhuǎn)運(yùn)場(chǎng)所。

臨時(shí)堆放場(chǎng)地考慮底泥處置廠址選址現(xiàn)狀用地，臨時(shí)堆放場(chǎng)區(qū)在施工過(guò)程中做好環(huán)境管理和臨時(shí)覆蓋措施，同時(shí)底泥處置廠圍堰防側(cè)漏，采取構(gòu)筑黏土夾心墻、鋪設(shè)土工膜等措施。

為保障環(huán)境整潔，運(yùn)輸過(guò)程中路面無(wú)散落，避免施工作業(yè)和運(yùn)輸過(guò)程對(duì)周邊和沿線環(huán)境造成干擾，擬采用罐式密封自卸運(yùn)輸車(chē)作為項(xiàng)目施工工區(qū)至淤泥處置場(chǎng)的淤泥運(yùn)輸載具。

4.3.4 施工中加強(qiáng)人員環(huán)保意識(shí)和責(zé)任教育

必須實(shí)施嚴(yán)格的施工管理，加強(qiáng)對(duì)操作人員的技術(shù)培訓(xùn)，強(qiáng)化員工的環(huán)保意識(shí)，落實(shí)崗位責(zé)任制，避免發(fā)生清淤底泥二次污染事件。

4.3.5 加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)

施工期間對(duì)水質(zhì)、清淤作業(yè)污染、底泥回淤、水生生物、排放水量及水質(zhì)、滲漏及地下水污染、空氣惡臭、底泥主要污染物含量等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控監(jiān)測(cè)。

5 結(jié)語(yǔ)

德豐圍涌綜合整治工程施工線路長(zhǎng)，工程內(nèi)容呈片狀、線狀分布廣，專業(yè)復(fù)雜且多，占地范圍廣，施工過(guò)程中所涉及協(xié)調(diào)的單位或部門(mén)較多，拆遷區(qū)域較分散，但工期緊張，施工任務(wù)難度較大。此工程混凝土澆筑量0.94 萬(wàn)m3，土石方開(kāi)挖9.60 萬(wàn)m3，底泥清淤4.50萬(wàn)m3，回填量6.05萬(wàn)m3；實(shí)施灌注樁6 540.60 m，水泥攪拌樁6 297根；高壓旋噴樁376根，擋墻727.50 m。此工程施工以機(jī)械化為主，人工為輔。德豐圍涌綜合整治工程實(shí)施后，河道整治效果明顯，生態(tài)環(huán)境有較大改善，社會(huì)效益顯著。綜上所述，實(shí)施德豐圍涌綜合整治工程，是項(xiàng)目區(qū)居民提高生活品質(zhì)的需要，將更好地為地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活服務(wù)，是非常必要而緊迫的。