清淤技术在洱海流域年久失修渠道施工中的应用

雷准 李馥 李朝辉

中建五局第三建设有限公司 云南 大理 671000

1 工程概况

1.1 建设概况

该工程位于云南省大理市，邻近高原湖泊洱海，是为2002年建成的双舱过水干渠，年久失修。主要存在问题如下：一是淤泥沉积，过水断面严重不足[1]，导致左右两舱内的雨水、污水混流[2]，严重影响渠道下游水质情况[3]；二是结构破损、塌陷，对渠道本身稳定性提出了考验；三是管道暗接、错接，地上雨水、污水不能按要求排入渠内。

工程范围起于登龙河，止于大理市一污厂，全长约5.5km，是为地下长距离干渠；其中，双舱干渠上游长约4.5km，污水舱净空尺寸为4.2m×3.0m，雨水舱净空尺寸为2.0m×3.0m，中间隔墙高1.5m，接近一污厂段穿隧道干渠约1.0km，污水舱净空尺寸为1.3m×4.0m，雨水舱净空尺寸为3.0m×4.0m，中间隔墙高3.0m。

该渠近年已多次被环保部门通报，列入环保督办，故而对干渠进行清淤改造已刻不容缓。本文基于该干渠工程，介绍了一种地下长距离渠内的清淤工艺，可为类似工程提供借鉴。

1.2 地质情况

1.2.1 水文地质。干渠清淤为地下渠内作业，整个工程沿着西洱河南下，西洱河是洱海的唯一自然泄水河流，全长23km，总落差660m，水能利用率最高，西洱河四级电力是市内主要的电源。由东至西南流入澜沧江，最终汇入湄公河。因工程地处西洱河流域附近，导致该处水流丰富，渠内水位一直居高不下。且因干渠破损，也常有水源渗流入渠内。

1.2.2 岩土地质。大理市的地质构造复杂，以大地构造的特征而论，洱海东、西部，分属于两种不同的性质。按地质力学的观点，东部属南北向构造带，西部属北西向构造带；按传统的地质构造观点，东部属扬子准地台，西部属滇、藏地槽褶皱系。此两构造区系以洱海深大断裂为界。

大理一带，基岩面向洱海方向倾斜，下关南部基岩埋藏较浅，北部及西洱河沿岸附近则埋藏较深。自洱海东侧，经凤仪至三哨水库一带的基岩面，形成了一个北西向的狭长深沟，最深的两处位于凤仪东侧。基岩深的地区，场地的土层厚度大：基岩浅的地区，场地的土层厚度则小。

1.3 渠内情况

干渠内水流较为湍急，水位在高涨时可以达到1m余多，双舱段水位已接近中隔墙高度，特别位置还有发生溢流的现象；淤泥平均深度约0.7m，淤泥淤积情况比较严重[4]。

2 清淤施工工艺

清淤施工工艺[5]步骤流程如图2所示。

2.1 选址开舱

干渠距离长，且仅有一个大型进出口，无法满足快速施工要求，故采取在干渠上方选若干点位垂直开孔的方式进行分段施工，开舱点位根据施工要求及对周边环境的影响等因素综合考虑，该工程定在兴盛桥旁绿化带、美登桥下游绿化带；至于桥隧段可直接从出口进入，这样整个工程便分成了三个施工区段。

在原地貌测量，标准定位，考虑放坡系数后进行路面破除及土方开挖施工，对原有道路、绿化带、人行道进行破除。开挖过程中严格监测基坑稳定性，特别是基坑顶部堆载位置，同时考虑基坑内降排水。开舱完成后，针对破除顶板处的洞口需进行临时加固，并采用型钢对称支撑。

图2 清淤施工工艺

2.2 通风照明

2.2.1 强制送风。干渠沿线展开排查，选取强制固定送风点24h不间断送风（30kW发电机持续发电[6]）。3kW轴流风机设置在干渠顶部以下50cm范围内，每隔50m固定设置一个。

2.2.2 工作面通风。清淤工作面上、下游检查井位处对应风道各设置1台低噪声轴流式通风机，并加设柔性风带，使作业现场形成一端送风、另一端抽风的气体循环作业模式，风带端口位置随清淤位置变动，保证施工过程中工作面上实时建立持续的新风循环体系。

图3 柔性风带送风

2.2.3 强制照明。作业照明采用12V安全电压，线路沿干渠侧壁敷设，做好绝缘处理；初步考虑采用粘贴12V灯带三排，灯带接电点需留设在地面，经环形变压器控制；作业人员需要携带个人便携式防爆照明灯。

2.3 围堰导流

2.3.1 整体围堰。因水量较大，且干渠距离过长，为保证清淤的顺利进行，需要在整个工程段的上游进水口位置暂时封堵住非施工舱，使施工舱水导流至非施工舱，此时可让施工舱水位降至最低，便于展开清淤工程。沙袋围堰宽5.0m，高2.5m，中间每隔1m采用钢管脚手架与中隔墙构造柱连接固定。

2.3.2 特殊围堰。清淤工作面上下游10m处及中隔墙设置一道三面围堰，高度据现场水深确定。雨水舱清淤围堰中间预留一根DN1200的HDPE管道导流，污水舱清淤围堰中间预留DN600×2的HDPE管道导流；为满足水位要求，还可在围堰上游设置污水泵进行24h不间断临时抽排至下游，若仍满足不了要求，上游来水较多，雨、污水舱只能采用溢流的方式进行排水。

2.3.3 围堰做法。围堰做法采用编织袋装砂，围堰采用钢管支撑架体系固定，上游围堰采用斜撑加固，中隔墙围堰通过中间构造柱固定在隔墙上，各区段围堰高度应根据该段淤泥深度及水位作出相应调整。

2.4 清淤

清淤方式：机械+人工清淤；清淤顺序：先清理污水舱，再清理雨水舱。

2.4.1 污水舱清淤。整体围堰使得污水舱溢流至雨水舱，此时污水舱水位将大幅降低。各队伍进入对污水舱展开清淤，将沿线正运作的排口导流至雨水舱，沿线若存在中隔墙倒塌、通洞等情况，再在外围占用雨水舱断面1.0m设置一道特殊围堰。

污水舱工作面较狭小，大型机械无法进入，清淤采用卷扬机+刮泥板形式进行，预计清除厚度约0.5～0.6m，分段清运至沿线井口并利用专用吸污车进行抽排外运，工作平台利用中隔墙采用钢管脚手架搭设，每段工作面约100m；对于底部0.1～0.2m厚的淤泥，采用人工高压冲洗直接清运至开舱口再用污泥泵抽排至专用吸污车内外运。

2.4.2 非桥隧段雨水舱清淤。前段4.5km长干渠，采用在上游设置一道整体围堰，让雨水舱溢流至污水舱运营，各队伍同时进入工作面进行改造工程，沿线正在运营排口进行导流至污水舱，

根据断面尺寸，雨水舱可采用小型装载机进入干渠内提高清淤工作效率。装载机采用25t汽车吊由开舱点吊运至干渠内。雨水舱淤泥平均深度约0.8m，在装载机进入后，先将淤泥清除0.6～0.7m至开舱点，再使用泥浆泵进行抽排至专用吸污车内运往指定淤泥处理点。对于剩余0.1～0.2m厚的淤泥，也采用人工高压冲洗[7]直接清运至开舱口，再用污泥泵抽排至专用吸污车内外运。

2.4.3 桥隧段清淤。因桥隧段仅有1个进出口，为便于施工操作及有限空间通风、照明设施设立，沿中隔墙搭设长1km的脚手架通道，通道宽1.5m（占污水舱断面0.3m、雨水舱断面1.2m）；通道每100m布置1台防爆轴流风机进行通风，并沿架体一侧建立气体检测系统。

因现场水位较高，污水舱前端已发生溢流，故对于雨水舱，光溢流进污水舱无法满足要求，故对雨水舱采用L型围堰再分舱清淤，即先进行墙体侧干渠清淤，再进行中隔墙侧干渠清淤；桥隧段上游围堰采用沙袋围堰，宽5.0m，高2.5m，中间分舱围堰宽1.0m ，高2.5m，均采用钢管脚手架进行加固；围堰完毕后采用人工在干渠内建立临时高压冲洗直接清运至下游排放口。

3 结束语

针对长距离且水位较高的干渠清淤工程，提出一种多点开舱、围堰导流清淤的施工方法，在一定程度上可以提升施工效率及清淤效果。

提出了一种针对渠内有限空间作业的通风方法：强制通风及工作面抽送风。可以保证渠内作业的气体循环，极大程度上可以保障有限空间作业的安全。

本文以问题为导向，为干渠内清淤提供了一种较好的施工方法。进一步提高了污水收集率，实现了干渠雨污分流，降低了雨水舱污染物浓度，提高了污水处理厂进水浓度及处理效益，最大限度保护洱海，具有重要意义。同时为类似工程清淤提供了一定的参考。