暗涌清淤關(guān)鍵技術(shù)淺談

陰博文

(中國水利水電第五工程局有限公司，成都，610066)

1 工程概況

沙涌、沙步涌黑臭河涌治理工程實施范圍為沙涌、沙步涌流域干流。沙涌、沙步涌為雨污混流河涌，沿河涌(明暗涌)范圍內(nèi)居民生活污水及廠區(qū)污水等存在排放現(xiàn)象，致使沉積淤泥污染在局部變寬及轉(zhuǎn)彎處淤積比較嚴(yán)重，影響河涌防洪排澇及水質(zhì)。其中沙涌暗涌清淤長度為2.535km，沙步涌暗涌清淤長度為1.153km，平均淤積深度達(dá)1.2m。

2 施工工藝

2.1 施工工藝總體流程

沙涌、沙步涌暗涌清淤施工工藝總體流程詳見圖1，各施工段施工流程見圖2。

圖1 施工工藝總體流程

圖2 各施工段施工流程

2.2 施工準(zhǔn)備

2.2.1 技術(shù)準(zhǔn)備

(1)收集與暗涌清淤段交通、管線、水文、淤泥深度等相關(guān)資料。

(2)收集類似暗涌施工經(jīng)驗，編制安全可靠且具有可實施性的施工方案。

(3)查閱國家相關(guān)安全管理規(guī)定(如沼氣類有毒氣體控制)。

(4)做好暗涌清淤技術(shù)交底，確保作業(yè)人員充分了解作業(yè)環(huán)境，從技術(shù)層面上確保方案切實可行。

2.2.2 現(xiàn)場準(zhǔn)備

(1)暗涌內(nèi)調(diào)查

①施工前調(diào)查暗涌內(nèi)不同時段水流深度以及流量，暗涌之間是否相通，探測淤泥深度；暗涌內(nèi)是否有管線，并對可能造成施工影響的管線進(jìn)行分類并描繪出走向，明確權(quán)屬單位，對需要遷改的管線提前聯(lián)系業(yè)主進(jìn)行遷改，需要保護(hù)的做好相應(yīng)的保護(hù)措施；暗涌沿線是否有跌水井等。

②暗涌調(diào)查要求：調(diào)查過程中打開沿線井蓋并用軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)，確保人員安全。調(diào)查前必須在暗涌頂部揭開井蓋并采用通風(fēng)機(jī)壓入新鮮空氣稀釋暗涌內(nèi)氣體；氣體指標(biāo)達(dá)標(biāo)后，放入活體小型動物進(jìn)入暗涌半個小時后取出查看動物生命狀態(tài)，以確認(rèn)能否安全進(jìn)入暗涌。

③前期調(diào)查人員由專業(yè)隊伍組成，進(jìn)行清淤作業(yè)前由專業(yè)人員穿著防毒面具、防水服，配戴氧氣罐、便攜式復(fù)合氣體檢測儀、淤泥深度探測桿進(jìn)入暗涌內(nèi)調(diào)查。

(2)周邊環(huán)境調(diào)查

清淤前充分調(diào)查周邊環(huán)境，摸清所處區(qū)域生產(chǎn)生活情況，暗涌清淤時避免在生產(chǎn)生活高峰期進(jìn)行清淤活動，盡量減少施工對周邊區(qū)域造成的影響。

(3)淤泥深度確認(rèn)

正式清淤工作啟動之前，組織相關(guān)單位現(xiàn)場復(fù)核測量淤泥厚度，并留下原始數(shù)據(jù)、照片等相關(guān)資料。

2.3 交通疏解措施

沙涌、沙步涌清淤涉及到的交通疏解主要內(nèi)容包括：

吸污車作業(yè)時需采用鐵馬臨時圍擋，并拉好警戒線，夜間施工時設(shè)置反光條及相應(yīng)指示牌。淤泥裝運(yùn)后恢復(fù)道路交通，通風(fēng)機(jī)需占用車道的，施工前需報交通部門審批。暗涌清淤局部淤泥裝運(yùn)以及設(shè)備進(jìn)出場需占用人行道及綠化帶，合理控制車輛擺放位置以免影響社區(qū)交通；人行道上暗涌清淤時需增設(shè)通風(fēng)井，通風(fēng)井區(qū)域需采用鐵馬封閉并拉上警戒線以及夜間施工反光條指示燈，防止人員掉入。其他過路橋涵施工時必須圍擋封閉作業(yè)空間，嚴(yán)禁無關(guān)人員進(jìn)入；作業(yè)區(qū)域內(nèi)必須有專職安全管理人員看守。

2.4 暗涌清淤

2.4.1 施工流程

開孔施工(通風(fēng)或進(jìn)出人)→通風(fēng)、排氣設(shè)備布置及安裝→空氣質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)的布置及監(jiān)測→圍堰填筑及導(dǎo)流→照明設(shè)備安裝→檢查井安裝→清淤施工。

施工斷面布置如圖3。

圖3 施工斷面布置

2.4.2 開孔施工

開孔施工前期主要為施工時通風(fēng)及人員進(jìn)出和疏散，根據(jù)設(shè)計圖紙及現(xiàn)場實際情況進(jìn)行調(diào)整。檢查井開孔采用切割機(jī)對混凝土進(jìn)行切割，再用電鎬進(jìn)行破除。后期根據(jù)現(xiàn)場實際情況再進(jìn)行檢查井施工或現(xiàn)狀恢復(fù)。

2.4.3 通風(fēng)、排氣設(shè)備布置及安裝

通風(fēng)是清淤工序中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因暗涌建成時間比較長，暗涌內(nèi)淤泥存積比較嚴(yán)重，存在沼氣等有害氣體。本工程采用軸流通風(fēng)機(jī)生產(chǎn)低壓風(fēng)作為暗涌施工循環(huán)通風(fēng)，改善作業(yè)條件。兩個檢查井之間(距離不超過100m)，從進(jìn)口采用壓入式通風(fēng)，在下一個檢查井處采用排氣扇，抽風(fēng)壓入式風(fēng)機(jī)與排氣扇交叉布置到整條暗涌[1]。并按檢查井布置，每100m布置防風(fēng)板輔助通風(fēng)，通風(fēng)檢查井和排氣檢查井的位置均采用圍擋隔離并設(shè)置專人看守。

本工程暗涌清淤氣體指標(biāo)參照國家頒布的2016版《煤礦安全管理規(guī)程》第三章57頁第一百三十五條，具體指標(biāo)參數(shù)如下：采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流中，氧氣濃度不低于20%，二氧化碳濃度不超過0.5%。其他有害氣體見表1有害氣體最高允許濃度，氣體檢測儀器具需從相關(guān)資質(zhì)廠家生產(chǎn)，使用前應(yīng)找相關(guān)權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)檢測[2]。

(1)通風(fēng)量計算

在施工作業(yè)中，通風(fēng)排氣量要著重監(jiān)控，根據(jù)隧洞通風(fēng)要求，單位時間通風(fēng)量=洞內(nèi)同時工作人數(shù)×洞內(nèi)每人在單位時間內(nèi)所需新鮮空氣量×風(fēng)量備用系數(shù)。本工程為了提高安全標(biāo)準(zhǔn)，在單位時間通風(fēng)量的基礎(chǔ)上再上調(diào)10%。

表1 有害氣體最高允許濃度

(2)空氣質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)布置及監(jiān)測

在暗涌內(nèi)每20m布置一處氣體監(jiān)測點(diǎn)，并派專職人員每2h配戴便攜式有毒氣體檢測報警儀進(jìn)入暗涌持續(xù)檢測，并做檢測記錄。出現(xiàn)異常時，發(fā)布?xì)怏w安全警報，并安排暗涌內(nèi)作業(yè)人員馬上撤離，警報未解除之前，不允許施工人員進(jìn)入暗涌。

2.4.4 圍堰填筑及導(dǎo)流

暗涌施工中的圍堰施工主要是為了防止明涌水倒灌至暗涌內(nèi)，明涌低水位時在暗涌出口段布設(shè)圍堰。圍堰采用外購回填土填筑，再進(jìn)行人工鋪設(shè)防雨彩條布，最后將袋裝土鋪設(shè)在圍堰兩側(cè)及頂部，袋裝土鋪設(shè)兩層，臨時圍堰斷面如圖4。

圖4 臨時圍堰斷面

(1)導(dǎo)流施工

導(dǎo)流施工主要為暗涌前期強(qiáng)排水、后期經(jīng)常性排水及上游來水，前期排水采用7.5kW污水泵進(jìn)行強(qiáng)排至明涌內(nèi)，根據(jù)觀察上游檢查井內(nèi)水位高度，在達(dá)到一定高度時采用污水泵將水抽排至附近的市政污水管道內(nèi)。

(2)暗涌施工流量、抽排量的計算

根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況，上游來水無法進(jìn)行來源導(dǎo)流，只能根據(jù)現(xiàn)場布置進(jìn)行強(qiáng)抽排，根據(jù)水流速度和渠道斷面情況計算流量，再確定抽排量。最后確定現(xiàn)場水泵的型號及布置位置。

計算結(jié)果如表2。

表2 暗涌施工流量、抽排量計算結(jié)果

根據(jù)施工進(jìn)度安排，暗涌施工工期為32個日歷天，導(dǎo)流抽排量合計1397439.36m3。需要23臺7.5kW潛水泵(揚(yáng)程36m，流量30m3/h)。

2.4.5 渠內(nèi)照明安裝

暗涌內(nèi)的燈光照明保持亮度充足、均勻且不閃爍，根據(jù)斷面的大小、施工工作面的位置選擇安裝在暗涌頂部，間隔10m布置。

暗涌內(nèi)用電線路均使用防潮絕緣導(dǎo)線，并按規(guī)定的高度用瓷瓶懸掛牢固。開關(guān)外加木箱蓋，采用封閉式保險盒。使用電纜時應(yīng)保持牢固地懸掛在高處，不得放在地上。

暗涌內(nèi)的照明電壓為12V～36V；手提作業(yè)燈為12V～36V，均采用防爆燈。

2.4.6 監(jiān)測防護(hù)

根據(jù)安全文明施工要求，施工現(xiàn)場檢查井通風(fēng)處布置施工管理人員進(jìn)行通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)測，按時對暗涌干濕體清淤斷面進(jìn)行空氣質(zhì)量檢測。完善暴雨預(yù)警機(jī)制，分時段對暗涌水位進(jìn)行測量，分析水位及流量變化情況，合理安排現(xiàn)場施工內(nèi)容，確保施工安全、質(zhì)量及施工進(jìn)度。

2.4.7 清淤施工

根據(jù)暗涌特點(diǎn)，干體淤泥采用人工清淤，濕體淤泥清淤直接采用污泥車泵吸泥漿。

(1)稀釋淤泥和垃圾清理

淤泥稀釋用人工開挖配合高壓水槍，根據(jù)現(xiàn)場實際合理控制淤泥含水量，頂部淤泥含水率低，可減少高壓水槍壓力；底部淤泥沉積時間較長，適當(dāng)增加高壓水槍壓力[3]。泥水比例控制在1.5∶1。

暗涌內(nèi)的塑料、紡織品、磚塊等生活及建筑垃圾用人工鏟除裝上手推車?yán)翙z查井，人工裝袋提升至地面裝車運(yùn)至垃圾填埋場，暗涌兩側(cè)清淤即將對接時停止一側(cè)施工。

(2)暗涌吸污

①吸污車吸污由暗涌涵上游進(jìn)口處逐漸往暗涌下游處施工，同時在兩個檢查井之間采用軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)和抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)，保證清淤范圍內(nèi)空氣循環(huán)，氣流循環(huán)方向順清淤方向。未清淤段暗涌與抽風(fēng)機(jī)約10米范圍內(nèi)，采用加固過的塑料薄膜封堵以防有毒氣體補(bǔ)給到施工區(qū)，封堵時作業(yè)人員需配戴氧氣罐，清淤前需通風(fēng)1～2d并記錄檢測儀器檢測有毒氣體濃度以及變化情況。

②在管道與暗涌對接地方如發(fā)現(xiàn)管道堵塞，應(yīng)采取措施疏通。根據(jù)現(xiàn)場實際合理控制淤泥含水量，頂部淤泥沉積時間較短，可減少高壓水槍壓力；底部淤泥沉積時間較長，適當(dāng)增加高壓水槍壓力。泥水比例控制在1.5∶1，淤泥清理至暗涌底板后再進(jìn)行下一步清淤。

③暗涌內(nèi)淤泥抽排至吸污車，經(jīng)過沉淀后水返回至暗涌，多余棄水抽排至未清理的暗涌利用暗涌進(jìn)行沉淀，以減少對環(huán)境造成的影響。

(3)暗涌沖洗

暗涌清淤完成后，對暗涌底板及兩側(cè)邊墻整體沖洗，并在沖洗水中加入適量消毒藥劑。

(4)暗涌清淤驗收

當(dāng)暗涌內(nèi)淤泥清理至底板后組織業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計單位聯(lián)合驗收并拍照存檔。在驗收之后拆除沉淀池，恢復(fù)施工過程中造成的欄桿、路面等破壞。

2.5 淤泥運(yùn)輸

暗涌淤泥通過一體化吸污車運(yùn)輸至底泥處理廠，吸污車出場時需用自來水管沖洗車輛防止淤泥進(jìn)入市政道路，淤泥運(yùn)輸盡量安排在夜間，盡量減少交通壓力。淤泥運(yùn)輸合理調(diào)配出渣時間，以防車輛窩工。

3 清淤后處理

暗涌清淤驗收通過后，為進(jìn)一步提升雨污分流能力，在暗涌內(nèi)新建分流墻截斷、收集散排污水，分流墻設(shè)置形式如圖5。

圖5 分流墻施工斷面

因現(xiàn)狀暗涌存在底板破損的情況，故本部分施工內(nèi)容除在原暗涌混凝土底板上新建分流墻外，還包括破除并重新修建已破損的底板。

4 結(jié)論

在沙涌、沙步涌黑臭河涌治理工程暗涌清淤施工中，通過全段圍堰的方法將淤泥控制在作業(yè)范圍內(nèi)，避免了稀釋后的淤泥造成二次污染。同時，考慮到暗涌周邊存在居民散排污水的可能，采取新建暗涌分流墻對后續(xù)使用過程中對居民散排的污水進(jìn)行截流分流處理，有效保障了暗涌的行洪能力，大幅度減少了壅水現(xiàn)象。對整個涵段水質(zhì)的提升和除臭起到了關(guān)鍵性作用，使匯入到河涌的水能達(dá)到景觀水質(zhì)的要求。

清淤施工在完成目標(biāo)的同時，還應(yīng)考慮施工過程中是否會對周邊環(huán)境造成二次污染，以及修建截污分流措施的必要性。