市政管渠及河湖清淤计价问题探讨
2022-08-11贺亚秦雯赵红兵张建红张俊
贺亚,秦雯,赵红兵,张建红,张俊
(1.中国市政工程中南设计研究总院有限公司,武汉 430010;2.中国冶金地质总局中南局,武汉 430081;3.中国国际工程咨询有限公司,北京 100048)
1 引言
市政设施维护过程中有相当部分工作量是清淤和疏通,主要包括管涵清淤、渠道清淤、河道及湖泊清淤等,清理出来的淤泥需要进行处理和处置,处置方式主要包括输送、脱水固化、弃运或者利用等。由于市政管渠及河湖清淤工艺的多样性,其工程费用的确定也比较复杂。本文对几种清淤工艺进行了简要介绍,对其相应的工程费用计价方法做了一些探讨,以期为从业人员提供参考。
2 清淤工艺简介
清淤的基本流程一般为:淤泥清除→场内输送→脱水固化→最终处置。
2.1 淤泥清除
淤泥清除的方法一般根据工程特点而定,按大类可分为管渠清淤和河湖清淤。
2.1.1 管渠清淤
管渠清淤施工方法可分为人工清淤和机械清淤两大类。
1)人工清淤
人工清淤方式主要包含围堰干挖和带水疏挖两种。
围堰干挖适用于排水流量较小的管涵,将管涵分段截流排干水体后,采用人工施工方法进行疏挖,将疏挖出的淤泥集中后,由专业自卸车外运,并进行淤泥处理处置。
带水疏挖则适用于管涵排水流量较大,不易进行抽排水后清淤的情况下,带水作业,采用人工进行疏挖,并将疏挖后的湿淤泥进行集中后,由专业自卸车外运,并进行淤泥处理处置。
2)机械清淤
管渠机械清淤分为机械绞车疏通、水力疏通、真空吸泥车疏通、特制清淤船疏通、复合清淤等。
机械绞车疏通。目前,机械疏通多采用绞车清淤,其主要设备包括绞车、滑轮架和通沟牛。绞车可分为手动和机动两种。这种方法适用于各种直径的下水管道,特别是在管道淤塞比较严重、用水力疏通效果不好时,采取这种方法效果很好。但此疏通方法需要工人下井协助完成,如井下工作条件恶劣,会给工人带来极大不便。
水力疏通。水力疏通是采用提高上下游水位差,加大流速来疏通管渠的一种方法。目前,水力疏通多采用高压水射流实现,高压水射流清淤法主要设备为一台高压喷射车,装备有大型水罐、机动卷管器、高压水泵、射水喷头等。此方法适用于各种口径的下水管道,因需干净水,所以,成本比较高。为降低成本,现在的清淤车大多配备污水净化装置,以利用下水道中的污水。
真空吸泥车疏通。真空吸泥车可分为真空泵式和风机式两种,吸泥车所吸污泥的含水率较高,一般高达95%左右,而且造价较高。
特制清淤船疏通。以清淤船、卷扬装置、渣浆泵、泥浆净化装置及压滤系统组成。其中,清淤船包含高压水泵、搅拌器、船体3 个部分。清淤船投入箱涵后,船体漂浮于水面由卷扬机牵引向下游走。船上搅拌器对淤泥进行搅拌,同时高压水泵将管道中的水抽入加压后由喷头喷出,从而达到冲刷和推进淤泥前进的目的。水泵将淤泥冲至下游集中后,再用渣浆泵抽吸后进行处置。
复合清淤。采用人工、机械、水力、特制清淤船等相结合的方法实施清淤。
2.1.2 河湖清淤
1)清淤船清淤
清淤船清淤是利用环保疏浚船,将底泥吸取后通过沿湖面浮筒布设的排泥管输送至脱水固结一体化处理厂进行脱水固化,实现污染底泥的减量化、无害化、稳定化处理。环保疏浚施工具有高效、简单、施工灵活等特点,不受天气影响,且带水作业,施工期间对水体景观影响小,大、中、小型湖泊均适用。其缺点是挖泥船对湖泊吃水深度、吹填堆场及操作区间有一定要求。
2)水力冲洗清淤
水力冲吸清淤是利用围堰将清淤区的水抽排干,利用高压水枪将受污染的淤泥冲刷成泥浆,通过排泥管将泥浆输送至堆场进行处理。优点是机械小巧,进出场容易,清淤好控制,缺点是靠人工掌控高压水枪,劳动强度大。
3)干塘挖泥清淤
干塘挖泥清淤是利用围堰将清淤区的水排干,然后在底泥中加固化剂固化或自然晾晒后,采用人工或者挖掘机械将底泥挖除。干湖清淤操作简单、容易控制,但其缺点是工期长,受天气影响较大,施工期间湖泊处于无水状态,景观效果差。
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2.2 场内输送
泥浆输送方案宜结合脱水场站选址确定,小型管涵清捞出的淤泥,一般采用泥罐车装载后运输至临时淤泥处理站进行集中脱水处理,明渠和湖泊淤泥一般采用管道输送至脱水场站内进行脱水处理。
2.3 脱水固化
淤泥脱水固化方式一般有:自然干化、机械脱水、生态固化等。
自然干化是利用重力和太阳能对淤泥进行脱水,这种方法可以避免辅助添加物的使用。机械脱水是采用离心脱水机、带式压滤机和板框压滤机等设备对淤泥进行脱水,一般分为预处理和深度脱水处理两个阶段。生态固化是通过加入生态絮凝剂,进行沉淀浓缩后,再采用带式压滤机等脱水设备进行脱水,此种方式一般用于场地条件开阔,周边环境不敏感的河渠清淤底泥处理。
2.4 最终处置
污泥的最终处置是指对脱水固化处理后的淤泥进行消纳的过程。淤泥处置包括土地利用、焚烧及建材利用、填埋等方式,需综合考虑淤泥特征及未来的变化、当地的土地资源及环境背景状况、可利用的水泥厂或热电厂等工业窑炉状况、经济社会发展水平等因素,结合具体实际,合理确定本地区的主要淤泥处置方式。
3 清淤工程计价方法及要点
清淤工程计价涉及子目较多,各节点工程量换算也易疏忽,目前大多数地方尚无系统的计价清单和定额可供套用,需根据具体工程所在地区及施工方案,借用其他地区和专业的相关定额或者编制补充定额和清单。
3.1 淤泥清除工程计价
3.1.1 管涵清淤及场内输送
计量方法及要点:管涵清淤一般采用机械绞车疏通、水力疏通、真空吸泥车疏通等方式,出口淤泥为经过稀释的泥浆,计量时以出口泥浆量为计价的工程量。
计价方法及要点:目前大部分省份没有管涵清淤定额,建议借用《广东省排水管道非开挖修复更新工程预算定额2019》(粤非协公〔2019〕02 号)[1]中相应定额的消耗量,结合本地区的人工、材料、机械价格及相关税率、费率等进行计价。
3.1.2 明渠及河、湖清淤及场内输送
计量方法及要点:采用围堰干挖和干塘干挖时,以挖除的底泥体积为计价工程量;采用带水疏挖时,以疏挖装车体积为计价工程量;采用水力搅吸或者冲吸清淤时,出口淤泥为经过稀释的泥浆,计量时以出口泥浆量为计价的工程量。
计价方法及要点:目前市政定额中尚无明渠及河、湖清淤定额,建议借用水利或疏浚工程定额,如JTS T 278-1—2019《疏浚工程预算定额》[2]、JTS T 278-2—2019《疏浚工程船舶艘班费用定额》[3]等,并结合本地区的人工、材料、机械价格、税率及费率等进行计价。
3.2 脱水固化计价
淤泥的脱水固化费用包括场地建设费、场地临时租地费、淤泥脱水固化费等费用。
计量方法及要点:场地建设费以施工组织设计确定的工程量为计价工程量,场地临时租地费以施工组织设计确定的边界范围面积为计价工程量,淤泥脱水固化以入场淤泥量为计价工程量。
计价方法及要点:场地建设费按工程量套用市政或者建筑工程等相应定额计价,场地临时租赁费按临时占用面积乘以临时租地单价计价,脱水固化目前基本没有计价定额可供直接套用,建议根据脱水固化方式和脱水后含水率等具体情况,编制补充定额,或者对市场行情进行调研,直接采用市场价(参见后续案例)。
3.3 最终处置计价
脱水后的淤泥的最终处置费包括场外运输及消纳处置两部分费用。
计量方法及要点:淤泥最终处置计价,应以脱水固化后的体积为工程量,机械脱水后外运处置的工程量需根据脱水前后的含水率进行换算,参考换算公式如下:
式中,V1为脱水固化前淤泥量,m3;V2为脱水固化后淤泥量,m3;ρ1为脱水固化前淤泥密度,t/m3;ρ2为脱水固化后淤泥密度,t/m3;ω1为脱水固化前含水率;ω2为脱水固化后含水率。
掺固化剂脱水后外运处置的工程量需结合固化剂掺量进行换算,参考换算公式为:
式中,ρ3为掺固化剂后脱水固化前淤泥密度,t/m3;ω3为掺固化剂后脱水固化前含水率,ω3=ω1/(1+C)(C为固化剂投加率)。
计价方法及要点:场外运输可套用市政定额计价,最终消纳处置一般根据消纳方案,直接采用市场价。
4 案例分析
4.1 项目概况
湖北省某管道清淤项目,管道清出淤泥量为10 708 m3,管径2 200 mm,清出淤泥初始含水率为80%,采用机械绞车疏通+人工下井的方式清淤,清捞出的淤泥采用泥罐车运输至临时淤泥处理站集中进行脱水固化处理,淤泥脱水固化后含水率为40%。具体处理处置流程为:管道淤泥定点疏捞→泥罐车装载运输至临时集中处理站(运距3 km)→淤泥脱水减量化处理(含余水处理达标排放)→密封车外运(25 km)→最终处置(石灰增钙焚烧)。
4.2 工程费用计算
1)清淤计价。湖北省暂无管道清淤计价定额,借用《广东省排水管道非开挖修复更新工程预算定额2019》中的“2-2-25管道清淤 管径2 000 mm 外”子目,定额工作内容为:(1)启闭井盖、强制通风、有毒气体检测;(2)清洗井环井壁上的杂物垃圾、清除管内井内的积泥、人工配合清除垃圾并堆放在场内指定地点;(3)CCTV 检测清淤结果、清洗保养机具、清理现场。经计算本项目清淤综合单价为347.10 元/m3。
2)泥浆场内运输计价。本项目采用泥浆运输车运输3 km至集中脱水固化处理站,套用《湖北省市政工程消耗量定额及全费用基价表(2018)》[4]中相应定额子目,按泥浆运输计算,经计算本项目泥浆场内运输综合单价为133.15 元/m3。
3)淤泥脱水固化计价。脱水固化暂无现行计价定额可供套用,经市场调研,淤泥由80%含水率脱水至40%含水率时,综合单价为90~95 元/m3(包含设备摊销费,不含固化场地土建建设费用)。本项目按综合单价90 元/m3计算淤泥脱水固化费用(固化场地建设费用计入专项费用中,建设用地费计入征地拆迁费用中)。
4)淤泥脱水固化后外运计价。本项目淤泥集中脱水处理站至最终处置厂(石灰增钙焚烧厂)距离为25 km,套用《湖北省市政工程消耗量定额及全费用基价表(2018)》中相应定额子目,按自卸汽车运土方,经计算综合单价为65.46 元/m3,管道外运淤泥量(含水率40%)为:10 708×(0.2/0.6)=3 569.33 m3。
5)最终处置计价。本项目最终处置方案为“采用石灰增钙焚烧工艺生产高品质建筑用硅钙粉”,无现行计价定额,经市场调研,与专业处置公司签订了意向协议,处置单价为335 元/t,40%含水率淤泥密度约为1.3 t/m3=435.5 元/m3。
6)工程总造价。本项目工程总造价详见表1。
表1 工程费用汇总表
5 结语
市政管渠及河、湖清淤计价工作中,需要对清淤工艺、淤泥运输及处理处置方案、淤泥含水率变化后体积的换算方法等有较全面的了解,对各地方、各专业的计价定额和方法有较熟练的掌握,对行业动态、关联企业、市场价格等做较深入的调研,选取适当的计价定额子目和市场价格,科学编制补充计价定额和清单,不漏项,不冒估,如此才能确定出合理的工程费用。