1 概述 金华市婺城区长湖流域位于金华城区西北部,金华江(婺江)以北,北山以南、市区解放西路以西、婺城区与兰溪交界以东。该区块在《金华市城市总体规划修编(2006~2020)》及《婺城新区控制性详细规划》城西综合区中的乾西区块内。长湖疏浚划分为 5个区块,主要包括:环城西路以东至金华江区块、二环路至高速公路区块、高速公路至金华江出口区块、长湖主支流西湖及下湖区块、长湖流域内部水系交叉区块。文章以Ⅲ标段(长湖主支流西湖及下湖区块)为例,介绍水力冲挖机组在本工程中的应用。
金华市婺城区长湖流域位于金华城区西北部,金华江(婺江)以北,北山以南、市区解放西路以西、婺城区与兰溪交界以东。该区块在《金华市城市总体规划修编(2006~2020)》及《婺城新区控制性详细规划》城西综合区中的乾西区块内。长湖疏浚划分为 5个区块,主要包括:环城西路以东至金华江区块、二环路至高速公路区块、高速公路至金华江出口区块、长湖主支流西湖及下湖区块、长湖流域内部水系交叉区块。文章以Ⅲ标段(长湖主支流西湖及下湖区块)为例,介绍水力冲挖机组在本工程中的应用。
Ⅲ标段(长湖主支流西湖及下湖区块):高速公路至金华江出口区块-渔溪大桥下游段约 1.4km 采用挖掘机翻挖 2~3 次,就近堆放可用作护坡。全长 3km 局部地段清障外运,至淤泥堆放场平均运距约3km。堆放场地挖坑土方开挖量自行考虑,开挖出来的土方量用于就近回填筑坑。
长湖主支流西湖及下湖区块-该区块现状水面为承包养殖,采用水力冲挖土清淤,其中 50%水力冲挖土施工后还需外运至指定的淤泥堆放场,至淤泥堆放场平均运距约 4km,其余淤泥就地处理,须修建临时施工便道约 1Km,堆放场地挖坑土方开挖量自行考虑,开挖出来的土方量用于就近回填筑坑。清淤方量由以下四个区块组成:第一区块长约 930m,最大水深 2.2m,最大泥深 1.2m,平均河宽 41m,清淤方量约10200m3;第二区块长约465m,最大泥深 1.0m,平均河宽 32m,水下清淤方量约 7000m3;第三区块长约 1.2 公里,最大泥深 2.5m,平均深度0.7m,平均河宽 14m,清淤方量约 16339m3;第四区块长约 1.2 公里,清淤方量约45444m3,平均河宽 36m,淤泥平均深度 1m。
疏浚和吹填工程涵盖了许多方面,其中包含了治理江河、港湾、湖泊、沟渠、水库、基槽等,主要运用挖泥船或水力冲挖机组施工的疏浚和吹填工程。本工程为江河治理,采用水力冲挖机组施工的疏浚工程。
2 工程特点与难点
工程具有极大的清淤梁,其中设计的清淤总量为 11 万 m3,工期紧。因为河道的清淤需要在城区开展,所以要预防对环境的二次污染。由于工程中的陆上输泥管线总长度达 2700 米,并且需要铺设的管道的沿线交通也不理想,因此外排输泥管的铺设工作很难开展,管道布施具有较大的难度。由于建筑垃圾分布在清淤河道的两岸,并且河堤高度的落差很大,而建筑垃圾现场也没有可供堆弃的场所,因此让垃圾运送变得十分艰难。这就对文明、安全施工带来了更高的标准。电源离施工地点较远,要架设较长的输电线路。弃泥场地也挨着长江的堤岸,对泥库围堰要落实好防护工作,并进行定期的维护和检修。
3 方案策划原则与应对措施
主线工作是清淤施工,同时要规避交叉作业,最大限度降低对清淤区和排输区周边的群众的生活造成的影响。防止疏挖给沿线水域带来二次污染。做好对施工人员的安全保护,预防发生疫情等情况。
经过分析可得工程的整体施工方法是:整个施工工程以清淤施工为主线。清淤工程和建筑垃圾运送运用平行流水施工作业的形式。在清淤时,调配具有轻便与灵活有点的 NL125-20 型水力冲挖机组 6 套与250ZM-85A 型接力泵 1 台进行作业。并划分四个建筑垃圾清除工作点,并把清理的建筑垃圾运送到城东垃圾场。
工程实施可分成 3个步骤,每个步骤的施工进度为:
清理垃圾:从 8 月 8 日起,四个作业区一起进行,到 8 月 30 日完成全部清理工作,时间共计 22天。
清淤:水力冲挖清淤于8 月 30 日开始一区、二区、三区、四区清淤,2014 年 12 月 20 日完成全部清淤工作。
扫尾:在 12月 20 日清淤工作完成后,用 10 天时间拆除集浆池,并进一步整治河底,将全部管线拆除,清理完成后退出场地。
4 水力冲挖机组施工及机组配备
4.1 水力冲挖机组施工
(1)开挖前,按批准的施工措施计划要求,修筑围堤、断流、断航、分段截流,排净河湖中的积水,并安置水力冲挖机组。(2)水力冲挖机组配备的电源已按批准的施工措施计划进行架设。电源与施工区距离要超过 400 米,线路电压需为 380V 左右。(3)使用防水胶带将电缆线路的接头扎紧,然后全部架空,与地面的距离要超过 0.5 米,而河湖沿岸的电缆线路与地面的距离要超过 2.5 米,如果河面比较宽,其过河电缆需使用密封并具有防水功能的电缆线。(4)要依据开挖的深度、挖槽的宽度以及机器的型号进行挖掘,并确定开挖的方法,比如分层或者分段。在开挖深度不低于2米时,要使用分层开挖的方式,预防发生塌坡。(5)施工方式使用逆向拉行冲挖,让冲挖水流和排水管两者为不同的方向,这样能够让杂物在冲挖中留下来,方便人工拾取,这样能很好地预防杂物进入而致使管道堵塞。(6)若输泥距离不低于 500 米,要在沿途设置接力泵站,这样管道可以进行多次接力,直到把泥输送到指定场所。
4.2 机组配备
4.2.1 水利冲挖和泥浆输送。工程主要使用江苏泰兴产水力挖塘机开展水力冲挖工作,机组组成的立式泥浆输泥系统分为 3 个部分,即立式泥浆泵、浮体、场内输泥硬管和橡胶管。而清水冲泥系统主要由清水泵、输水管、冲水枪组成。配电箱系统主要由配电箱、防水电缆等组成。
在冲挖开始阶段,先用高压清水泵直接在夹江里取水,然后把水输送到高压水枪中进行冲挖。泥浆泵固定于浮桶之上,可抽出被高压水枪冲挖下来的泥浆,并排除到河道岸边的集浆池里,同时进行泌水沉淀工作,让泥浆的浓度得到提升。
清基阶段,在河底低洼处挖出导水沟,用于对地下水和回流水的收集。
集浆池中的水经过泌出后,经排水沟进入导流沟,并用高压清水泵抽取,以此当成冲挖水来循环利用,若水量不足,还可直接在夹江中抽取。
因为 1 米最适合水力冲挖机组的泥浆泵工作的水的深度,因此施工时要控制好冲挖区中水位的高度,让泥浆泵发挥出最大的工作性能。
水力冲挖的作业制度为 24 小时 3 班,这样可确保工期(18 小时为每天的有效作业时间)。
NL125-20.0 泥浆泵的数量:施工 6 台,贮备 2 台,合计泥浆泵 8台。
高压清水泵及高压水枪:施工24台,贮备 4台,总共 28 台。每台高压水泵配备 2支高压水枪,贮备12支,总共 60 支。
泥浆输送,即泥浆被泥浆泵抽出,经冲挖区管道直接输送到集浆池内,这部分的管道使用的是泥浆泵专用软管 准300 加筋聚乙烯软管,总长度约为 3000 米。
4.2.2 高压泥浆泵。泥浆泵可对泥浆进行抽取,然后经管道输送到集浆池内,最后通过泌水沉淀,提升集浆池内的泥浆浓度,这样有助于有效提升高压泥浆泵的加压效率以及输送泥浆的效率。高压泥浆泵的选择 250ZM-85A 型号,既能满足工期要求,又能及时将泥浆抽出防止泥浆漫溢出集浆池。
5 结束语
水力冲挖机组具有节约费用、节约工时、节约用地、社会效益好的优点。金华市近年河道土方的疏浚单价与以同期劳力一般市场单价相比,节省投资约百分之四十。一台机组需八至九人,随机二十四小轮班作业,一般完成土方 500m3,左右,人均工效 45-55m3工日,比人力挑抬提高 25倍左右。
水力冲挖机组施工,由于是管道关土,故没有耕地踏废,有利于保护沿河竹木及农作物。围堰堆土平整,当年就可耕种。它可以完成远路离出土和淤泥、流沙等人力挑抬难以完成的工作,有利于保护劳动力。
实践证明,水力冲挖机组已在疏浚工程中得到了广泛应用,具有一定的社会效益。水力冲挖机组疏浚河道是搞好水利工程建设行之效的方法。