龙口北河暗渠清淤施工方案分析

2021-01-18栗瑞娟徐传久

山东水利 2021年3期

栗瑞娟，徐传久，张超

（1.山东水务招标有限公司，山东济南250014；2.龙口市水务局，山东龙口265701；3.山东省水利勘测设计院，山东济南250014）

龙口市位于山东省东北部，胶东半岛西北部，西北临渤海，行政面积901 km2。龙口北河位于龙口市西南部，河流流经龙港街道、经济开发区入渤海，干流全长9.5 km，流域面积50.7 km2。本次实施方案河道治理长度约8.1 km，其中暗渠清淤长度约1.5 km，起于厫上村，止于龙口港的河道入海口。

根据地勘资料描述，项目区河道暗渠内淤泥为黑灰色～黑色，流塑～软塑状态，饱和，有腥臭、恶臭味，厚度一般在1.5 m左右。

1 现状施工环境分析

龙口北河承载了周边居民生活污水的排放，长期以来脏乱差的现状一直困扰着周边居民的生活，虽然龙口市政府于2005年对龙口北河暗渠段进行了综合治理，在河道上部建起了市场大棚，但脏乱差的现象并未得到全面改善，河道阻水十分严重，河道上游冲刷至此的杂物越积越多，海水倒灌现象经常发生，导致暗渠段淤积程度逐年增加，淤积物成份复杂，周围环境污染严重，且暗渠内的堆积物多已发酵，含有易燃、易爆的有毒气体。施工环境恶劣，具体特点如下：

1）淤积物中含有易燃、易爆等有毒气体，施工中须做好防护措施。

2）暗渠内作业空间狭窄，挖装机械无法直接进入进行施工，须结合工程实际情况制定合理的施工方案。

3）为了防止施工过程中海水倒灌问题，须在暗渠清淤末端采取封堵措施。

4）暗渠清淤弃渣可能含有对环境造成二次污染的成份，弃置前应对弃渣场采取防护措施进行处理。

2 清淤方案

2.1 方案选定

龙口北河下游暗渠段上部建有市场大棚，两侧均为居民小区，且大棚基础支撑柱、两侧小区的供暖、供水及供气等基础设施管道均布置于暗渠内，致使暗渠内的现有高度仅为1.8～2.0 m，导致暗渠内作业空间狭窄，挖装机械无法直接进入施工，同时暗渠内长期无人进入，内部情况无法摸清，不可预见因素较多，经对现场各种不利于常规干地挖装机械施工条件的分析，以及施工期间人员安全、施工效率、施工风险等各种因素，经综合比较分析采用水力冲挖施工方案。

2.2 施工准备

1）安全防护及警示。根据河道暗渠清淤设计标准、地形、地貌、周围交通等因素，施工作业区在开工前应采用彩钢板墙进行安全围挡，出入口安装大门，严禁非工程人员进入，并在影响居民生产生活等位置设置提示、警示告知牌。

2）开工前，施工人员熟悉掌握作业指导书，对进入暗渠施工的人员配发防化服及劳保防护用品等。

3）电力设施及通风。架设临时变压器，电源就近自10 kV市政供电电网接入，考虑到泥浆泵所处作业空间空气成份复杂，含有易燃、易爆的有毒气体，泥浆泵采用防爆壳体及防爆电缆连接；施工期间先将暗渠内现有的窗口打开，并在作业区设两台可移动的大功率轴流风机通风，以保持作业区空气流通。

4）临时沉淀池。暗渠清淤施工前需修建一座临时沉淀池。临时沉淀池布置于暗渠下游的环海路北河桥至跨海大桥处的河道内，东西挡墙兼起挡潮防倒灌作用，同时结合泥浆泵的输送能力及清淤量，确定临时沉淀池的大小，暂定为东西长约201 m，南北宽约40 m，池顶高程基本与现状两岸挡土墙高程相同，池高约4.5 m。同时为了防止临时沉淀池池内水位过高引起池外土地的浸没影响，以及确保临时沉淀池使用期间的安全及正常的沉淀要求，池内水位应保持低于墙顶高程1.0 m。

5）施工用水临时管道。水力冲挖机组运行期间施工用水的水源地结合临时沉淀池布置，在临时沉淀池与水力冲挖机组施工用水作业面之间，修建一条供水管道，总长约1.6 km，材质为钢管，并在临时沉淀池内东侧的临时泵站内设2台水泵（一备一用）向用水作业面供水。

6）临时泵站。临时沉淀池内泥浆沉淀后上层清污水以及暗渠清淤工程施工期间河道雨水及周边生活污水的排放，通过修建在临时沉淀池的东、西侧两侧的临时泵站抽排，泵站配套相应的排污管道与工程区附近连接污水处理厂的管线相连通，排污管道材质为钢管。

暗渠清淤施工期间可利用临时泵站将临时沉淀池内的上层清污水、河道雨水及周边生活污水抽排至连接污水处理厂的管线内，每处临时泵站内设2台水泵（一备一用）。

7）弃渣场。弃渣场布置于北皂村煤矿塌陷区内，清淤土方弃置前须先对选定的弃渣区采用复合土工膜铺膜防护，防止弃置的淤泥对周围环境造成二次污染，暗渠清淤工程完成后，再对弃渣区表面进行覆土，覆土厚度不小于0.5 m，待覆土完成后，对弃渣区的表层采用推土机整平，并在其顶部及边坡上撒播狗牙根和紫羊茅混合草籽进行防护。

2.3 水力冲挖施工

根据龙口北河工程设计，暗渠段河道清淤开挖土方共计6.4万m3（自然方），采用水力冲挖施工方案。清淤土质以砂壤土为主，依据《山东省水利水电建筑工程预算定额》（下册）附录表中“水力冲挖机组土类划分表”综合确定清淤土方按Ⅱ类土计。由于河道暗渠段清淤量较大，渣浆泵一次的输送能力有限，同时还受到施工区周围排泥管道布置范围的限制，因此，暗渠清淤分3次清运，每次清淤量约为2.13万m3，清运范围分别为：第一次振兴路至河北桥段、第二次和平路至振兴路段、第三次廒上村至和平路段。

根据暗渠段清淤总量、渣浆泵输送能力与施工区周围的布置范围，以及建设单位对暗渠清淤施工进度的总体要求，本工程计划工期3个月，采用3台渣浆泵同时工作，每台渣浆泵每天运行3个台班。每台渣浆泵运行期间淤泥的正常输送通过新建排泥管道送至排泥区，排泥管道总长约4.5 km，单管长1.5 km。

河道暗渠段清淤土方通过渣浆泵抽排至临时沉淀池沉淀过滤，为了加快沉淀池内淤泥的凝固时间，防止临时沉淀池内的淤泥在外运过程中造成环境的二次污染，需要对临时沉淀池内的淤泥进行凝固处理之后，再采用挖掘机配自卸车挖运至北皂村西掩埋处理。通过综合比较，并结合当地常用的淤泥凝固处理方式，首先利用河道疏挖剩余料掺和，不足土料再选用酥石拌和淤泥方式，掺和量为60%～70%，综合按65%计。