水力冲挖机组在沧州沿海渠道治理中的应用

张荣英

（沧州水利勘测设计院，河北 沧州061000）

水力冲挖机组在沧州沿海渠道治理中的应用

张荣英

（沧州水利勘测设计院，河北 沧州061000）

水力冲挖机组施工以其设备简单、使用方便、工效高、成本低、工程质量好、工期短等优点，现已在中小河流治理工程中得到了广泛应用。

水力冲挖机组；近海渠道清淤；中小河流治理

1 工程概况

大浪淀排水渠是沧州市主要排沥渠道之一，西起南皮县车官屯，东行经沧县、孟村、黄骅、海兴，至海兴县半趟河入海，承担着沿线6个县（市）部分区域的排沥任务。渠道全长86.8km，控制流域面积1264km2，5年一遇设计排沥流量24～236m3/s。其中海兴县大浪淀排水渠治理自黄（骅）海（兴）边界小王庄附近开始至大浪淀排水渠防潮闸结束，总长31.561km。

2 施工方法的选择

2.1 水力冲挖机组

水力冲挖机组通常亦称泥浆泵，其基本工作原理是模拟自然界水流冲刷原理，借水力来进行挖土和运输，是一种工效高、成本低的水力挖土机械。

水力冲挖机组，具有可大量减轻劳动强度，提高劳动效率，降低工程造价等优点，且操作简单，使用方便，适用于冲挖沙土、壤土，也适用于冲挖亚黏土。缺点是需要有充分的水源电源，耗水量较大，对于缺水地区不宜采用。

2.2 绞吸式挖泥船

绞吸式挖泥船由浮体、铰绞刀、上吸管、下吸管泵、动力等组成。施工时采用绞拌机把河底淤泥绞拌成泥浆，再用泥浆泵将泥浆吸入排泥管，排送到淤泥堆放场，与水力冲挖机组在操作程序上和对土质的要求上基本一致。其优点是施工速度快，造价低，施工期不用排水、打坝且施工不受天气条件影响；缺点是由于水下作业，开挖边坡时不易控制，往往达不到所要求的设计断面，同时也会出现较为严重的回淤现象。

本工程最终确定选用水力冲挖机组进行河道疏浚工程施工。

3 工程施工

3.1 施工围堰及排水

本工程主要为河道清淤土方工程，工期安排在汛末。施工前应先排除施工河段内的明水，需先填筑施工围堰。

3.1.1 主河道施工围堰

主河道施工围堰分两种：①工程起止点的两道主挡水围堰；②分段围堰，即为了便于施工排明水，以及消除由于工程进度不同造成的各工段之间的相互影响，将治理段分为若干段，间距按1km控制。

围堰均采用梯型断面型式，主围堰顶宽3.5m，分段围堰顶宽2.5m，坡比均1∶3。主挡水围堰堰顶与滩地齐平，迎水侧采用袋装土填筑，与正常筑料土之间铺设无纺塑料纤维布一道；分段围堰顶高程按高出现状水面0.5m控制。

3.1.2 支渠口封堵围堰

支渠口封堵围堰主要是防止在施工期间小标准雨水汇入主河流影响工程施工。支流围堰设计挡水位采用支流排沥水位，综合考虑稳定及施工交通要求，采用顶宽3.5m，坡比1∶3.5，迎水面采用袋装土填筑，高度与河堤相同，其底部位于河底、顶部同坝高，施工围堰压实度不小于90%。

3.2 施工导流

本工程安排在非汛期，施工沿线也无其他水源汇入。目前大浪淀排水渠与宣惠河之间通过纵向支渠已基本连通，施工期间产流基本上是由于汛期过后少量无法正常排出的沥水或地下水积流汇聚形成，水量很小。若发生小标准沥水，可通过支渠将水导入宣惠河内，也可结合当地地形条件暂时存蓄在支渠用于灌溉。

3.3 主体工程施工

主体工程选用水力冲挖机组进行河道疏浚工程施工。河道清淤前，首先在堤外填筑封闭小埝，用于沉淀河道清淤泥浆。施工前，采用推土机将沉淀区耕作层向外推运30m，耕作层清表深度30cm，待施工完成后，将耕作层土恢复。

主要施工程序为：填筑围堰→施工排明水→弃土沉淀区修整→高压水枪切割土体→泥浆泵输送泥浆→泥浆沉淀、清水回流→清淤测量验收合格→弃土外运或沉淀区复耕→清理场地进入下一分段施工。

3.4 施工技术要求

水力冲挖机施工采用高压水泵产生压力、通过水枪的喷嘴，射出一股密实的高速水柱，将泥土切割、粉碎，使之湿化、崩解，形成泥浆的混合液。然后通过15kW泥浆泵将泥浆输送至堤外沉淀区沉淀，并可就近在原有沉淀区与施工区间铺设软管，使沉淀后的清水回流用于补充施工用水。输浆管线铺设时应平坦顺直，避免死弯。为保障施工安全，沉淀区应距河口5m以外。

施工时根据不同土质，选用相应的冲水压力和冲击方法。本工程渠底主要为清除淤泥或泥浆，冲水压力一般为3.5kg/cm2；岸坡为黏土与砂壤土交错布置，冲水压力则需要7.5kg/cm2。水枪离冲击面的间隔，一般不超过4m，冲水量为开挖泥浆量的3～5倍。泥浆泵的吸送浓度为60%～80%，泥块、杂质的直径应小于50mm。

作业中，应对机组进行经常性清洗、检验、加油及更换已损部件，输浆管接头应紧固严密，整个管线和接头不得漏泥漏水，一旦发现泄漏，应及时修补或更换。对机电设备进行调度和泄漏安全检查。水泵吸口应加滤网罩，电机应加盖外壳保护。

3.5 施工技术供应

工程平均施工人数240人，高峰期施工人数288人。主体工程的主要建筑及消耗的材料，需依据施工机械设备的需用情况及设计工程量，按部颁《水利水电工程概算定额》、专门部门定额和估算指标等计算，主要材料量及施工机械如表1，表2。

表1 主要材料量

表2 主要施工机械

3.6 弃土占地

根据本工程特点，本工程临时占地主要为弃土占地。淤泥在弃土沉淀区沉淀后，抬高了河道两侧耕地作业面，经复耕处理后仍交予农民进行耕种。

3.7 施工进度

工程于2014年9月开工，2015年6月竣工，大浪淀排水渠治理工程安排工期10个月。

4 结语

（1）海兴县大浪淀排水渠治理工程在施工过程中，针对其工程的特点选用了水力冲挖机组的施工方法，取得了很好的工程效果，社会效益、环境效益和经济效益显著。

（2）水力冲挖机组施工以其设备简单、使用方便、工效高、成本低、工期短、工程质量好等优点，现已在中小河流治理工程中得到广泛应用。

［1］GB50707—2011，河道整治设计规范［S］.

［2］刘祥柱，郝和平，陈宇翔.水利水电工程施工［K］.郑州：黄河水利出版社，2009.

［3］沧州水利勘测设计院.海兴县大浪淀排水渠治理工程初步设计报告（报批稿）［R］.2014.

［4］沧州水利勘测设计院.海兴县大浪淀排水渠治理工程技施报告［R］.2014.

（责任编辑：尹健婷）

Application of mud pump in Cangzhou coastal area channel governance

ZHANG Rong-ying
（Cangzhou Institute of Hydrology Survey and Design，Cangzhou 061000，China）

The construction of mud pump with the advantages of simple equipment,easy to use,high efficiency,low cost,good engineering quality and short time-limit,the mud pump has widely used in the harness of small and medium-sized rivers.

mud pump;offshore channel dredging；harness of small and medium-sized rivers

TV53

B

1672-9900（2017）01-0072-02

2017-01-04

张荣英（1983-），女（汉族），河北东光人，工程师，主要从事水利工程设计工作，（Tel）13582473621。