時(shí)間:2023-03-13 11:24:31
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0引言
目前,我國(guó)絕大多城市都是傍水而建,河流作為城市發(fā)展關(guān)鍵資源與環(huán)境載體,對(duì)于城市建設(shè)的推進(jìn)具有重要的作用。然而目前我國(guó)城市河道由于長(zhǎng)年淤泥淤積,河道過水?dāng)嗝姹容^小,導(dǎo)致防洪標(biāo)準(zhǔn)低,威脅城市安全。同時(shí),由于淤泥導(dǎo)致河水水質(zhì)惡化,生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)問題,直接影響到城市景觀與居民的正常生活,因此,及時(shí)進(jìn)行城市河道清淤工作,改善城市內(nèi)部河流生態(tài),充分發(fā)揮其水系作用,對(duì)于城市建設(shè)的順利推進(jìn)具有重要的意義。
1城市河道清淤施工方案制定原則
在城市內(nèi)部進(jìn)行河道清淤工作施工,必須考慮對(duì)城市內(nèi)部環(huán)境以及正常秩序的影響,綜合考慮各方面因素,安全文明施工。在城市河道清淤施工中,必須對(duì)周邊設(shè)施環(huán)境以及其他市政配套設(shè)施采取合理的保護(hù)措施。施工方案制定中,必須以河道清淤施工作業(yè)為主要內(nèi)容,盡可能的避免不同作業(yè)內(nèi)容的交叉進(jìn)行,造成施工現(xiàn)場(chǎng)的混亂。在保證清淤效果以及環(huán)境要求的基礎(chǔ)上,盡可能的滿足工期及造價(jià)要求。河道清淤所用機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)單方便,施工噪音小,盡量避免對(duì)河道清淤區(qū)周邊沿線居民的生活造成影響,嚴(yán)格控制河道疏挖作業(yè),避免對(duì)河道水體造成二次污染。結(jié)合工程的實(shí)際情況以及清淤的設(shè)計(jì)要求,確定清淤厚度,避免施工過程中超挖或挖深不足,在施工過程必須保護(hù)好城市河道的邊坡護(hù)岸。
2城市河道清淤施工工藝
(1)施工前期準(zhǔn)備工作。城市河道清淤工程施工前,應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際特點(diǎn),做好施工前的準(zhǔn)備工作,施工準(zhǔn)備工作主要包括臨建設(shè)施的搭設(shè),施工機(jī)械設(shè)備到場(chǎng),人力物力資源的準(zhǔn)備等。清淤工程施工前,施工管理技術(shù)人員應(yīng)了解審核施工圖紙,根據(jù)工程工期及成本控制指標(biāo),制定合理的施工組織設(shè)計(jì)。
(2)圍堰修筑以及清淤施工作業(yè)。城市河道清淤的施工工藝根據(jù)實(shí)際情況而定,一般施工工序?yàn)槭紫忍钪?,將河水抽出,利用吸污泵將淤泥吸至罐車轉(zhuǎn)運(yùn),之后清理河道渣土,完成之后進(jìn)行河底清淤測(cè)量驗(yàn)收,合格后繼續(xù)下一段的清淤施工。為了避免水中進(jìn)行確保清淤施工作業(yè),河道清淤作業(yè)需要分段修筑圍堰進(jìn)行施工。圍堰修筑一般采用袋裝砂土,頂寬0.6~1.2m之間,根據(jù)工程實(shí)際情況而定,圍堰兩側(cè)放坡坡率在1:1-1:0.75之間,如有需要,可通過木樁對(duì)圍堰進(jìn)行支撐加固。圍堰高度一般比河道高水位1m左右,為了避免泌水是泥漿溢出,可沿河道一側(cè)增設(shè)透水層,通過漫水結(jié)合的側(cè)壓力強(qiáng)制滲水回流。利用污水泵將圍堰內(nèi)污水抽干后,通過吸污泵將淺層淤泥直接吸至運(yùn)輸罐車,運(yùn)輸至預(yù)定堆棄場(chǎng)所,河道淤泥下部的渣土及淤泥一般采用人工或者機(jī)械清理,通過渣土車外運(yùn)至堆棄點(diǎn),淤泥清理過程中,測(cè)量人員通過預(yù)先設(shè)置的斷面樁控制開挖深度,確保清淤施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。在施工過程中,控制機(jī)械設(shè)備的移動(dòng)距離,避免出現(xiàn)漏挖的現(xiàn)象。淤泥清理作業(yè)結(jié)束后,測(cè)量高程,滿足設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行下一分段施工作業(yè)。在淤泥以及渣土的運(yùn)輸中,對(duì)于清理出的渣土及淤泥應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)要求運(yùn)輸,運(yùn)輸車輛應(yīng)該封閉性較好或者采用覆蓋篷布等方式,盡量避免云殊過程中渣土散落對(duì)城市環(huán)境造成二次污染。
3城市河道清淤施工管理
3.1城市河道清淤質(zhì)量管理
在工程施工過程中應(yīng)隨即進(jìn)行質(zhì)量控制,建立質(zhì)量管理體系,制定質(zhì)量管理方針目標(biāo),健全質(zhì)量管理責(zé)任制,實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理控制。在施工準(zhǔn)備階段,仔細(xì)閱讀審核清淤施工圖,對(duì)不合理不完善的地方及時(shí)提出意見及處理措施,然后依據(jù)施工圖以及機(jī)械設(shè)備人員配備等條件,組織編制施工及質(zhì)量管理計(jì)劃,以便能夠科學(xué)合理的按照標(biāo)準(zhǔn)施工工序及工藝作業(yè)。為保證工程質(zhì)量,在河道清淤整治施工過程中,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求,確保清淤施工作業(yè)的深度寬度符合規(guī)定。對(duì)于清淤施工作業(yè)的分段范圍樁號(hào),高程以及工程量作出詳細(xì)的審核及記錄,作為質(zhì)量管理審核資料保存。
3.2城市河道清淤安全施工作業(yè)管理
清淤施工安全管理,應(yīng)首先建立施工安全管理體系,明確安全管理職責(zé)。加強(qiáng)對(duì)施工作業(yè)人員以及機(jī)械操作人員的安全崗位培訓(xùn),提高其安全意識(shí)。在施工現(xiàn)場(chǎng),針對(duì)施工組織設(shè)計(jì)列好安全管理計(jì)劃,結(jié)合工程實(shí)際位置以及不同的地質(zhì)水文條件與工程設(shè)計(jì)要求,綜合考慮工程規(guī)模以及機(jī)械人員等施工力量,綜合制定完善安全措施。由于城市河道淤泥臭味較大,應(yīng)采取相關(guān)防護(hù)措施,避免有害氣體對(duì)人體傷害,保證施工作業(yè)人員的安全施工環(huán)境。由于河道作為防洪水道,工程施工中若遇暴雨以及洪水,具有可能造成危險(xiǎn),因此,提前關(guān)注天氣情況,避免工程事故的發(fā)生。
3.3城市河道清淤環(huán)境保護(hù)措施
河道具有旅游、通航、排澇防洪等眾多功能。河道的流暢程度直接影響河道的泄洪防洪作用,尤其是每年的汛期,對(duì)于河道流暢程度的要求更高。但是,由于受到河道自身因素、兩岸建筑以及架設(shè)橋梁的影響,給河道清淤施工增加了很大的難度。因此,為了保證和道德流暢以及保障附近居民的生命和財(cái)產(chǎn)安全,應(yīng)該做好河道的清淤工程,切不可馬虎大意。
一、河道清淤工程的意義
做好河道清淤工作是保證地區(qū)防汛安全、地區(qū)建設(shè)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要工作。但是,許多地區(qū)河道清淤工作存在以下問題:河堤堤腳附近的串鉤灘面非常低,當(dāng)出現(xiàn)洪水漫灘現(xiàn)象時(shí),則會(huì)導(dǎo)致在河堤堤腳出現(xiàn)大量的積水,嚴(yán)重的威脅河堤的安全,尤其是土質(zhì)疏松的地區(qū),在遇到這種現(xiàn)象時(shí),不僅會(huì)威脅河堤的安全,同時(shí)還會(huì)威脅地區(qū)的安全;一些砂質(zhì)土堤岸存在部分沙基,如果水流量過大或者水位過高,都會(huì)導(dǎo)致河堤出現(xiàn)潰堤的風(fēng)險(xiǎn),嚴(yán)重的威脅河堤的安全;淤泥堆積過多,會(huì)將河床抬高,影響了河道的泄洪能力,降低河道的防洪標(biāo)準(zhǔn);缺乏對(duì)河槽的治理,導(dǎo)致河道存在許多風(fēng)險(xiǎn)路段。由于河道工程存在上述問題,一旦河道淤積嚴(yán)重導(dǎo)致泄流不暢甚至是不通,將會(huì)導(dǎo)致洪水直接沖擊河堤,嚴(yán)重的威脅當(dāng)?shù)鼐用竦纳c財(cái)產(chǎn)安全。由此可見,通過做好河道清淤工程,能夠有效的減少河道內(nèi)的淤泥,提高河道的泄洪能力,穩(wěn)定河槽,消除險(xiǎn)情,保證當(dāng)?shù)鼐用竦纳拓?cái)產(chǎn)安全,同時(shí)促進(jìn)當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)以及經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
二、河道清淤工程的施工技術(shù)分析
(一)前期準(zhǔn)備工作
河道清淤工程的前期準(zhǔn)備工作主要包括以下幾個(gè)方面:
1、施工規(guī)劃
在進(jìn)行河道清淤工程施工之前,應(yīng)該做好施工規(guī)劃工作,施工規(guī)劃應(yīng)根據(jù)河道的具體狀況,嚴(yán)格的按照相關(guān)的規(guī)定以及要求,合理的安排施工強(qiáng)度、工期以及用地范圍等,同時(shí)還應(yīng)該科學(xué)的布置安全、衛(wèi)生以及防火等文明施工工作,防止清淤施工對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦纳顜聿槐匾穆闊?/p>
2、放樣與測(cè)量工作
施工測(cè)量的準(zhǔn)確性對(duì)清淤施工的安全性與準(zhǔn)確性具有直接的影響,因此在前期準(zhǔn)備工作中,監(jiān)理人員、設(shè)計(jì)人員應(yīng)該做好里程樁、工程坐標(biāo)以及其他相關(guān)測(cè)量工作,同時(shí)做好施工前測(cè)量工作的交底。
3、機(jī)械器具準(zhǔn)備
河道清淤工程施工逐漸的向機(jī)械化方向發(fā)展,施工機(jī)械在河道清淤工程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用,甚至清淤工作無(wú)法進(jìn)行,因此,為了保證河道清淤工程施工能夠順利有序地進(jìn)行,在施工之前必須根據(jù)河道清淤工程的實(shí)際狀況準(zhǔn)備合適的機(jī)械設(shè)備,保證設(shè)備的維修性、靈活性以及適用性,進(jìn)而保證河道清淤工程施工能夠穩(wěn)定、高效地進(jìn)行。
(二)河道清淤工程的常用施工技術(shù)分析
河道清淤工程的施工技術(shù)應(yīng)該因地制宜,根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,綜合分析后選擇合適的清淤施工技術(shù)。目前,河道清淤工程經(jīng)常采用的施工技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面。
1、抓、運(yùn)、抽清淤施工技術(shù)
對(duì)于小型船舶能夠順利通過的河道,通常采用挖運(yùn)抽施工方案,采用抓斗挖泥船開挖淤泥,抓斗挖泥船挖掘的土方可以直接入停泊在自航泥駁中,當(dāng)自航泥駁裝滿之后,行駛至河道的吸泥船,利用排泥管把吸泥船中的土方吸運(yùn)到指定的排泥場(chǎng)。該種清淤施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于受運(yùn)輸距離的影響相對(duì)較小,并且不受排泥場(chǎng)位置的限制。同時(shí),其缺點(diǎn)在于挖運(yùn)設(shè)備在施工的過程中會(huì)產(chǎn)生相互影響,施工相對(duì)不靈活。
2、小型絞吸式挖泥船施工技術(shù)
該種清淤施工技術(shù)通常適用于小型船舶能夠通行的河道,該種清淤施工技術(shù)利用小型絞吸式挖泥船開挖淤泥,采用封閉式管道進(jìn)行土方輸送。該種清淤施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崿F(xiàn)挖、運(yùn)、吸的一體施工,不僅施工效率非常高,施工質(zhì)量也非常好。同時(shí),這種清淤施工技術(shù)的調(diào)遣不靈活,受到橋梁、河寬等因素的影響。
3、泥漿泵施工技術(shù)
泥漿泵施工技術(shù)通常適用于寬度在5~10m左右的河道,這種河道的斷面相對(duì)較窄,并且河道內(nèi)存在許多生活垃圾,其他大中型設(shè)備行駛不便,針對(duì)這種狀況通常采用泥漿泵施工技術(shù),在具體施工的過程中應(yīng)該進(jìn)行分段施工,分別在河道的兩端建筑臨時(shí)的圍堰,然后把該河段內(nèi)的水排干,先采用人工的方式將河道內(nèi)的垃圾清理干凈,之后采用泥漿泵把淤泥運(yùn)送至指定的棄土場(chǎng)。該種清淤施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崿F(xiàn)挖、運(yùn)、吸的一體施工,施工效率非常高。同時(shí),缺點(diǎn)在于受排距的影響非常大,并且河道中的生活垃圾以及其他障礙物都會(huì)影響泥漿泵的生產(chǎn)效率。
4、濕土上岸施工技術(shù)
濕土上岸施工技術(shù)是在和堤防外口線3m距離的位置,開挖一條深度為1.5m、底寬約1m的小溝,施工作業(yè)利用小型挖土機(jī),根據(jù)河道設(shè)計(jì)的具體狀況進(jìn)行開挖施工,開挖的土方、淤泥等可以用作河堤防護(hù),在開挖施工的過程中應(yīng)該采用分層開挖的方式,堤防填筑施工應(yīng)該遵循以下原則:荷載分層、勻速提升、自下而上、交叉作業(yè),嚴(yán)格的按照上述原則進(jìn)行施工能夠有效地解決10m寬河道的治理。這種清淤施工技術(shù)同時(shí)還能夠有效地解決河道挖泥船設(shè)備在河道出行不便的問題,在實(shí)踐應(yīng)用中具有非常好的效果。
關(guān)鍵詞:洞庭湖大橋;清淤施工;機(jī)械選型
Key words: Dongting Lake bridge;dredging construction;machinery selection
中圖分類號(hào):U227.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2017)13-0141-03
0 引言
現(xiàn)代化的橋梁建設(shè)中對(duì)于施工橋位處的清淤施工是全橋施工的基礎(chǔ),選擇最優(yōu)的清淤方案不僅能夠減少施工工期,約施工成本,更為重要的是對(duì)后續(xù)施工提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。目前使用的清淤方案較多,但大多清淤方案較保守。隨著科技不斷發(fā)展,先進(jìn)機(jī)械設(shè)備不斷創(chuàng)造,橋梁清淤施工方案應(yīng)當(dāng)不斷改進(jìn)、優(yōu)化。蒙西華中洞庭湖特大橋施工中的清淤方案較多,且根據(jù)不同的施工環(huán)境選擇先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備、零活運(yùn)用不同機(jī)械性能配合施工,既保障了施工周期,同時(shí)節(jié)約了施工成本。
現(xiàn)將新建蒙西華中鐵路洞庭湖特大橋施工中基礎(chǔ)清淤施工環(huán)境以及機(jī)械選型配置情況總結(jié)如下:
1 幾種清淤施工環(huán)境及方案
洞庭湖特大橋是蒙西華中鐵路全線控制性重點(diǎn)工程,位于湖南省岳陽(yáng)市,全長(zhǎng)10444.66m,其中君山段設(shè)計(jì)里程為DK152+694.857~DK160+322.282,全長(zhǎng)7627.425m。
洞庭湖大橋君山段橋跨布置為2×32m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁(君山岸陸地引橋)+92m鋼管混凝土拱橋(跨君山岸大堤)+110×32m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁(君山岸灘地引橋)+4×52m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁(君山岸灘地引橋預(yù)留建閘條件)+83×32m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁(君山岸灘地引橋)+(75+3×120+75)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁(預(yù)留邊灘河道疏浚規(guī)劃條件)+(98+140+406/2)m鋼箱鋼桁結(jié)合梁斜拉橋(3號(hào)主塔及主梁部分)。
君山岸共208個(gè)墩臺(tái),1551根鉆孔樁,主要工程數(shù)量有:混凝土254598m3,鋼筋20779t,鋼梁8475t,斜拉索912t,鋼絞線973t。合同開工日期2012年12月5日,合同竣工日期2017年12月31日,合同工期60個(gè)月,合同金額8.09億元。
1.1 主橋3#墩河床清淤
主橋3#墩位于湘江洞庭湖水域,枯水期水深23.4m,汛期水深29.75m,主要采用直徑50.5m的雙壁鋼圍堰施工。
根據(jù)河床清淤水域深、清淤面積較大的特點(diǎn),該項(xiàng)目部使用挖泥船水下挖泥、運(yùn)渣船配合泥渣外運(yùn)方案施工,歷時(shí)近2月完成施工水域河床清淤工作,為后續(xù)的圍堰著床定位打好基礎(chǔ)。如圖1。
1.2 圍堰下河碼頭水下清淤
因水上施工許可證辦錯(cuò)過最佳施工時(shí)間,主橋3#墩雙壁鋼圍堰制作后只能在2013年汛期后下水??紤]到下河碼頭水域較淺,水下多石塊,水下清淤難度較大,工期非常緊張,因此,該項(xiàng)目部采用汽渡駁及拖輪配合履帶挖掘機(jī)水下挖泥及泥查外運(yùn),歷時(shí)3天3夜,順利完成下河碼頭水下清淤工作,保障了圍堰順利下河,為后續(xù)主橋施工奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。如圖2。
1.3 圍堰內(nèi)清淤吸泥的機(jī)械使用情況
1.3.1 主橋3#墩圍堰清淤
主橋3#墩圍堰面積大,因前期挖泥船清淤后已基本完成,主要清除污泥是由于挖泥船清淤完成后水流從上游帶下的泥渣,該項(xiàng)目部考慮到清淤面積較大,清淤量較小,且主要為淤泥,進(jìn)過方案討論,決定自行設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易吸泥設(shè)備進(jìn)行施工。如圖3。
1.3.2 主橋2#墩鋼板樁圍堰內(nèi)清淤
主橋2#墩位于岳陽(yáng)君山測(cè)灘地,采用鋼板樁圍堰施工。因圍堰內(nèi)支撐較多、剛護(hù)筒林立,前期采用絞吸泵射水吸泥施工,但泥渣中碎石較多,對(duì)絞吸泵損壞較大,而且施工時(shí)正直漲水期,工期非常緊張。經(jīng)過詳細(xì)討論研究決定租賃一臺(tái)CAT450型伸縮臂履帶挖掘機(jī)進(jìn)行圍堰內(nèi)的清淤。如圖4。
1.3.3 主橋1#墩及引橋N001-N005#墩組合式圍堰吸泥
該項(xiàng)目主橋1#墩及引橋N001-N005#墩為解決承臺(tái)埋置深、后期臨時(shí)支擋需拆除的問題,采用組合式圍堰施工,即下部混凝土沉井加上部鋼板樁的組合式圍堰施工。因圍堰下沉在陸上施工,下沉較深,故采用射水吸泥方法施工。如圖5。
2 幾種清淤方案比較分析
通過上述對(duì)幾種清淤施工工況以及方案簡(jiǎn)單敘述,現(xiàn)簡(jiǎn)單對(duì)河床清淤以及圍堰內(nèi)清淤總結(jié)如下:
2.1 河床清淤方案對(duì)比分析
主橋3#墩河床清淤以及圍堰下河碼頭河床清淤施工設(shè)備、環(huán)境、工況、成本以及周期對(duì)比分析詳見表1。
2.2 圍堰內(nèi)清淤方案對(duì)比分析
本橋施工中幾種圍堰內(nèi)清淤施工設(shè)備、環(huán)境、工況、成本以及周期對(duì)比分析詳見表2。
3 清淤機(jī)械選型于配置總結(jié)
3.1 影響施工機(jī)械的選型與配置的相關(guān)因素
清淤施工機(jī)械的選型于配置必須根據(jù)施工工況、進(jìn)度要求、工期要求以及成本相結(jié)合,選擇最佳施工機(jī)械配置,根據(jù)施工環(huán)境的不同,在保證施工安全以及進(jìn)度要求的前提下,選擇施工成本合適的施工方案。同時(shí),好的施工機(jī)械配置方案不僅能夠節(jié)約施工時(shí)間,還能減少施工成本,為后續(xù)施工奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
3.2 施工機(jī)械的選型與配置趨勢(shì)
隨著科技不斷發(fā)展,新型機(jī)械設(shè)備倍出,為機(jī)械施工提供的巨大的選擇平臺(tái),我們可以根據(jù)不同情況選擇多樣式、多類型的機(jī)械設(shè)備配合施工,而且需跟上科技進(jìn)步的步伐,選擇先M機(jī)械設(shè)備施工等等。機(jī)械設(shè)備的發(fā)展也必定會(huì)根據(jù)施工生產(chǎn)需要不斷改進(jìn),日趨完善,使我們施工生產(chǎn)不斷機(jī)械化、簡(jiǎn)單化、成熟化。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著社會(huì)不斷進(jìn)步,交通對(duì)于推進(jìn)社會(huì)進(jìn)步尤為重要。路橋建設(shè)更是彰顯了一個(gè)國(guó)家和社會(huì)的科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)水平。隨著施工環(huán)境不斷改變,導(dǎo)致各項(xiàng)施工,尤其是橋梁建設(shè)的難度不斷增大,優(yōu)先掌握先進(jìn)施工技術(shù)顯得尤為重要。使用先進(jìn)的施工機(jī)械配合施工,不僅保證了施工工期、節(jié)約施工成本,也顯示了施工企業(yè)的施工水平。因此,機(jī)械設(shè)備的選型配置也是施工中最基礎(chǔ),也最重要的工作。
參考文獻(xiàn):
在進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)之前,要做好現(xiàn)場(chǎng)勘查工作,確定施工的具體方法。
1.現(xiàn)場(chǎng)勘查確定施工方法
首先要根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的清淤方法,對(duì)河道清淤工程的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察,確定施工方法的主要考慮因素(下文以大沙河上游段清淤工程為例)。
下河道路。疏浚區(qū)左岸現(xiàn)狀均布置有現(xiàn)狀下河車道路1#、2#、3#與4#。為避免河道壅水堰、跌水等構(gòu)筑物以及跨河污水管的影響而導(dǎo)致部分區(qū)段無(wú)法進(jìn)行機(jī)械施工,綜合考慮經(jīng)濟(jì)性與合理性等因素,沿河岸左側(cè)新建兩條臨時(shí)下河車道與一條永久性下河車道。
機(jī)械清淤作業(yè)面。大沙河上游段綜合整治工程中,兩側(cè)岸坡均采用漿砌石護(hù)底,寬4m,可作為本工程機(jī)械施工的硬地作業(yè)面。由于下河車道均為單側(cè)布置,為確保左右岸機(jī)械作業(yè)面相互連通,需在河床鋪設(shè)臨時(shí)跨河道路。4#下河車道位于老虎巖沉砂池位置,池底為C25混凝土板,可直接作為機(jī)械作業(yè)的硬地作業(yè)面。由于淤積物主要為水土流失引起,以砂質(zhì)土為主,故采用挖泥機(jī)或鏟車直接清淤作業(yè),清淤?gòu)纳嫌沃料掠尾捎梅侄芜M(jìn)退錯(cuò)距法施工,然后直接裝載運(yùn)送到棄置場(chǎng)。其中樁號(hào)范圍12+500.485~12+612.205段,上游接跨河污水管,下游接3#跌水構(gòu)筑物,考慮到此范圍長(zhǎng)約112m,距離較短,未布設(shè)下河車道,清淤方式為人工清淤。
2.施工組織設(shè)計(jì)工作的內(nèi)容
對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行完勘察后,根據(jù)施工圖紙和總的工程量,進(jìn)行施工組織方案的設(shè)計(jì),并且計(jì)算施工的有關(guān)預(yù)算情況。施工組織設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)施工具有指導(dǎo)意義,要根據(jù)具體的實(shí)際情況,科學(xué)的進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì),根據(jù)對(duì)大沙河河道進(jìn)行清理的實(shí)際工作,總結(jié)出施工組織設(shè)計(jì)大體上涵蓋以下幾個(gè)部分。2 . 1清淤工作條件的概況和特點(diǎn)
流域概況分析。大沙河上游段河道呈北東、東西向展布,河床無(wú)大的跌水急灘,縱坡降小(2%),一級(jí)階地不連續(xù)發(fā)育。地層基巖為燕山四期黑云母花崗巖,屬白芒巖體,丘頂多出露,到處可見孤石。此外在測(cè)區(qū)南部的局部地段夾有加里東期混合花崗巖和震旦系變質(zhì)砂巖。臺(tái)地上則為殘坡積層所覆蓋,沿大沙河兩岸的第四系沖洪積層則以砂性土為主。
工程區(qū)大地構(gòu)造位置位于蓮花山—深圳北東向構(gòu)造巖漿巖帶和高要—惠來東西向構(gòu)造巖漿巖帶交接部位的南緣,區(qū)間各種構(gòu)造十分發(fā)育,其中北東向構(gòu)造最為醒目,以長(zhǎng)21km、寬大于4km的深圳斷裂帶為代表;次為北西向和東西向構(gòu)造,斷裂構(gòu)造規(guī)模一般中等,延伸數(shù)公里,壓性為主,無(wú)活動(dòng)性斷裂。
自然條件分析。大沙河流域?qū)賮啛釒ШQ笮詺夂?,最高氣?8.7℃,最低氣溫0.2℃,多年平均氣溫22.4℃,年際變化不大,但年內(nèi)變幅較大。氣候溫和,雨量充沛,但年內(nèi)雨量分布不均,降雨集中在4~9月,降水量占全年降水的85.3%。多年平均降水量為1981.0mm。
地質(zhì)構(gòu)造分析。區(qū)域上本場(chǎng)地地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單,以小型斷裂為主,走向多為北東東向次為北西向,無(wú)大的區(qū)域斷裂構(gòu)造穿過。
水文地質(zhì)條件分析。場(chǎng)地內(nèi)的地表水及地下水較豐富。地表水主要有大沙河及其支溝。地下水的主要類型為第四系孔隙水,主要賦存于中粗砂層和礫砂層中。由于河岸范圍內(nèi)的礫砂層分布穩(wěn)定且連續(xù),與河床中礫砂層連通,所以地表水與地下水水力聯(lián)系較好。地表水源于雨水,地下水來源于河水和降雨的補(bǔ)給,河兩岸的地下水位一般埋深2~3m,略高于河床。
不良物理地質(zhì)。由于上游正在開發(fā)建設(shè),水土流失嚴(yán)重,淤積較嚴(yán)重,細(xì)顆粒隨洪流下泄較快,粗顆粒較慢,淤積物主要為礫砂。此外,場(chǎng)地地震基本烈度為Ⅶ度,可能發(fā)生地震液化的土層有粉細(xì)砂層和礫砂層,本場(chǎng)地內(nèi)土層不液化。
2 . 2合理安排施工程序,協(xié)調(diào)好施工力量
對(duì)于大沙河河段的清淤工作,由于本工程臨時(shí)用地有限,不設(shè)臨時(shí)堆土轉(zhuǎn)運(yùn)場(chǎng),土方、淤泥隨挖隨運(yùn)。施工臨時(shí)生活管理區(qū)、材料堆放加工場(chǎng)區(qū)均布置在河道兩岸的綠化帶或河道平臺(tái)上。施工用水、用電:工程地處市中心區(qū),施工用水可就地解決,施工用電可由當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)直接引用。
2 . 3清淤河段附近的交通規(guī)劃
對(duì)外交通,沿河道左側(cè)有大學(xué)城10號(hào)公路,可直接連接留仙大道等主要交通干道,本工程對(duì)外交通便利;對(duì)內(nèi)交通,現(xiàn)狀沿河兩岸巡河路及下河車道路,可滿足工程內(nèi)部交通需求。
2 . 4制定有關(guān)設(shè)備和勞動(dòng)力的使用方案
根據(jù)清淤工作的具體情況的具體需要,安排泥漿泵和有關(guān)設(shè)備的個(gè)數(shù),在計(jì)算時(shí),泥漿泵的單泵出土的數(shù)量可以按照每天三百立方米計(jì)算,從而得出對(duì)泥漿泵的需求量,通常安排五名左右的人員負(fù)責(zé)泥漿泵的工作,要保證二十四小時(shí)的不間斷工作。如果本地的設(shè)備數(shù)量不能滿足施工的要求,要通過各種方式,選用其它地區(qū)的有關(guān)設(shè)備。
2 . 5施工進(jìn)度計(jì)劃和施工中排水、淤泥的挖掘方案
對(duì)大沙河河段來說,根據(jù)本地氣候條件,結(jié)合工程特點(diǎn),施工工期可選在枯水季節(jié)10~4月份,總工期45天。施工準(zhǔn)備期8天,主體工程工期30天,工程完建期7天。
基坑排水。主要抽排雨水和地下水,采用集水坑進(jìn)行排水,在盡快施工完畢后,避免暴露時(shí)間過長(zhǎng),如有積水,可采用水泵抽排。圍堰內(nèi)基坑排水均采用水泵定時(shí)抽排。
淤積物開挖。本次工程淤積物主要為砂性土,施工選擇在枯水期施工,本次設(shè)計(jì)采用挖掘機(jī)直接開挖上部淤積物,采用分河段進(jìn)行開挖,首先將河道淤積物進(jìn)行集中堆放,然后直接裝載運(yùn)輸至指定地點(diǎn)進(jìn)行填埋處理。
2 . 6制定泥漿池的看護(hù)方案
要對(duì)泥漿池進(jìn)行有效的看護(hù),確保工程質(zhì)量。在實(shí)際工作中,對(duì)于單個(gè)的泥漿池,一般設(shè)置三個(gè)人進(jìn)行看護(hù),并設(shè)置三個(gè)班組,每組工作八小時(shí),進(jìn)行晝夜的看護(hù)。在小組中設(shè)置組長(zhǎng),對(duì)人員的工作進(jìn)行監(jiān)督,防止意外事件的發(fā)生。
2 . 7棄土、底泥的處理方案
進(jìn)行清淤工作時(shí),如何處理?xiàng)壨梁偷啄嗍且豁?xiàng)需要解決的問題,在對(duì)施工進(jìn)行組織設(shè)計(jì)時(shí),一定要制定好棄土、底泥的處理方案。①按有關(guān)規(guī)定在現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)外調(diào)協(xié)各種安全標(biāo)志牌、警告牌。②臺(tái)風(fēng)、暴雨等惡劣天氣,一律禁止室外施工作業(yè),各種棚架、構(gòu)筑物和機(jī)械設(shè)備,要有策應(yīng)措施。③加強(qiáng)對(duì)運(yùn)輸車輛的管理,在車輛出口處設(shè)置高標(biāo)準(zhǔn)洗車池,車輛進(jìn)入市政道路前必須進(jìn)行沖洗;配置專門人員,及時(shí)清掃維護(hù)運(yùn)輸線路,道路經(jīng)常灑水;運(yùn)輸車輛必須符合深圳市關(guān)于運(yùn)輸車輛的有關(guān)規(guī)定,比如車輛加后蓋、防止撒漏、嚴(yán)緊超載、限速行駛等;運(yùn)輸車輛定期檢修,保持良好狀態(tài),保證機(jī)器不漏油。運(yùn)輸防護(hù)措施:在運(yùn)輸中一定要采用加蓋自卸汽車運(yùn)輸、晴天時(shí)應(yīng)定時(shí)對(duì)路面進(jìn)行灑水防塵、定期對(duì)施工車輛進(jìn)行沖洗。
2 . 8環(huán)境保護(hù)方案的設(shè)計(jì)
①采用對(duì)水體擾動(dòng)較小的施工機(jī)器,且施工過程管理得當(dāng),盡量采用由上游向下游開挖,以減少回淤。②抓斗挖掘機(jī)施工時(shí)慢速提升抓斗,防止泥土散落河中。③采用密封性較好的車輛進(jìn)行運(yùn)輸,且裝卸每一過程嚴(yán)格控制。④對(duì)于離居民區(qū)較近的地區(qū)疏浚時(shí)要合理安排施工時(shí)間,盡量避開居民休息時(shí)間。⑤施工期間派專人巡視施工現(xiàn)場(chǎng),發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。泥漿運(yùn)輸時(shí)對(duì)倉(cāng)庫(kù)要留有一定富余量或設(shè)置擋板等措施,嚴(yán)禁泥漿泄漏河中。⑥開挖施工中嚴(yán)格按測(cè)設(shè)樣標(biāo)開挖,確保開挖斷面的準(zhǔn)確性,避免返工。⑦施工中采用人工與機(jī)械聯(lián)合作業(yè),特殊地段由人工施工,避免機(jī)械的低效擾動(dòng),及時(shí)清除兩岸陡坡泥土,防止塌落河中。⑧對(duì)于清出來的淤泥應(yīng)及時(shí)運(yùn)至指定的棄土場(chǎng)填埋,運(yùn)輸車輛要保持清潔,防止對(duì)沿途道路及周邊地區(qū)的污染,造成二次污染。⑨盡量不占有周邊園林綠化,對(duì)不得不占有的綠地及樹木進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。
以上就是對(duì)河道清淤工程的施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行的探討,結(jié)合在大沙河河段清淤工作的實(shí)際情況,對(duì)施工組式設(shè)計(jì)中要注意的問題進(jìn)行了分析,目的在于做好河道清淤工程的施工組織工作,對(duì)河道進(jìn)行有效清理。
參考文獻(xiàn):
[1]吳加寧,董福平.浙江省河道治理思路與措施[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2004.[2]蔣屏.河道生態(tài)治理工程.人與自然和諧相處的實(shí)踐[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2003.
中圖分類號(hào):TV85文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
前言
近幾年隨著城市建設(shè)的加快,樂清市柳市鎮(zhèn)人民生活水平的提高,現(xiàn)狀城市生活污水、垃圾收集系統(tǒng)不完善,生活垃圾、生活污水、建筑垃圾直接倒入河道現(xiàn)象非常普遍,另外由于土建項(xiàng)目水保措施不到位,擾動(dòng)土在暴雨侵蝕下,隨雨水帶入河道,目前該河道淤積嚴(yán)重,柳市龍岐河支長(zhǎng)1.4公里,河面平均寬度8至9米,流經(jīng)柳市后后西村、心村、東風(fēng)村。河兩岸遍布著老房子,基礎(chǔ)設(shè)施落后,近年來,由于居民垃圾落河、生活污水直排等原因,這條河嚴(yán)重受污染。河道治理工程任務(wù)艱巨,對(duì)該河進(jìn)行清理已迫在眉睫。
一、工程特征分析
經(jīng)過多次實(shí)地考察,對(duì)龍岐河支7河段實(shí)況作出詳細(xì)準(zhǔn)確分析。
1、工程地質(zhì)
本工程未進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè),地質(zhì)資料參考附近勘測(cè)資料,根據(jù)勘察資料,橋址區(qū)勘察深度范圍內(nèi)地基土自上而下可分為16個(gè)工程地質(zhì)亞層,分別為:1粘土、 2-1淤泥、2-2淤泥、2-3淤泥質(zhì)粘土、3-1粘土、3-2粘土、4-1粘土、4-2粘土、5-1粘土、5-2粘土、5-3粘土、6粉質(zhì)粘土、7圓礫、8粘土、9圓礫、10粘土。
2、工程任務(wù)及規(guī)模
根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201―94)、《樂清市柳市區(qū)域防洪規(guī)劃》,工程等別為Ⅴ等,次要建筑物和臨時(shí)建筑物級(jí)別為Ⅴ級(jí)。
龍岐河支7呈東西走向,東向?yàn)獒状?,西向?yàn)榍爸荽濉W晕飨驏|沿河有支流龍岐河支7-1、龍岐河支7-2,支河方向?yàn)槊ず?。主河道長(zhǎng)度1.78km,支河長(zhǎng)度為0.57km,清淤河底高程0.00m,河道縱坡為平坡。
沿線分布著大量的建筑物和農(nóng)田。目前河道淤積嚴(yán)重,對(duì)該河進(jìn)行清理已迫在眉睫。本工程通過河道清淤、垃圾清理,加強(qiáng)河網(wǎng)蓄水能力,改善河水水質(zhì)。
根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,現(xiàn)狀該段河道設(shè)計(jì)清淤量約3.05萬(wàn)m³,河底高程未達(dá)到《樂清市柳市區(qū)域防洪規(guī)劃》中要求的0.00m標(biāo)準(zhǔn)。
3、工程布置及主要建筑物
本工程河道長(zhǎng)度1.78km,支河長(zhǎng)度為0.57km,清淤河底高程0.00m,清淤邊坡為1:3.5,清理表面黑浮泥30cm,清淤范圍內(nèi)沿線已建有河道護(hù)岸,清淤可能會(huì)對(duì)現(xiàn)狀河道護(hù)岸穩(wěn)定產(chǎn)生影響,本設(shè)計(jì)對(duì)有護(hù)岸河段,初步預(yù)留3.0m平臺(tái)保護(hù)河道護(hù)岸,平臺(tái)段暫定最小清淤高程為1.70m,施工時(shí)根據(jù)實(shí)際護(hù)岸底板高程和護(hù)岸穩(wěn)定情況,做適當(dāng)調(diào)整。
二、工程實(shí)戰(zhàn)型方案
1、實(shí)施方案分析
1.1泥漿分類
泥漿的分類有河道清淤泥漿、建筑工程基礎(chǔ)處理垃圾、橋梁工程及其它市政工程基礎(chǔ)處理基坑開挖泥漿等。
1.2開挖方式
調(diào)查當(dāng)前工程上常用的開挖方式,主要分為水力沖挖法、抓斗式挖泥法、絞吸式挖泥法。使用到的主要施工設(shè)備分別為水力沖挖機(jī)組、抓斗式挖泥船、絞吸式挖泥船。水力沖挖土法需要斷水作業(yè)的施工條件,而抓斗式挖泥法、絞吸式挖泥法可帶水作業(yè)。各方式的主要利弊比較見下表:
開挖方式相對(duì)比較表
1.3泥漿運(yùn)輸方式
陸路可采用專門的泥漿運(yùn)輸車,水路可采用泥漿運(yùn)輸船和管道泵送。各方案的利弊見下表:
1.4泥漿處置
樂清市當(dāng)前未有指定的泥漿消納場(chǎng),泥漿主要通過船舶運(yùn)往大門圍墾區(qū)消納。
1.5分析結(jié)果
結(jié)合龍岐河支7的各項(xiàng)條件與特點(diǎn),經(jīng)比較后選定以下施工方案:
施工地水利沖挖土內(nèi)河船運(yùn)泥漿中轉(zhuǎn)站泥漿裝船運(yùn)輸至大門圍墾區(qū)卸船消納。
2、結(jié)合選定的方案列出了該項(xiàng)工程的工程特性表
工程特性表
3、主要施工技術(shù)分析
3.1施工圍堰
圍堰采用松木樁編織袋填土結(jié)構(gòu),具體結(jié)構(gòu)型式為:兩排L=4m、Φ=120m松木樁,排距為1.0m,間距為2.0m;松木樁兩排放置竹籬板,兩竹籬板間由編織袋填土填筑,止水彩布防滲,堰頂高程為3.3m,堰寬1.0m。施工圍堰放水前可對(duì)工程局部危險(xiǎn)段進(jìn)行松木樁支護(hù)。
3.2集漿池設(shè)置
本工程設(shè)置2座集漿池。分別設(shè)置在本工程主河道樁號(hào)AK0+750.52與AK1+776.49處,上、下游由圍堰填筑,分別形成面積約為800,容積約為1200m³的集漿池用于泥漿沉淀。
3.3施工前的準(zhǔn)備工作
(1)搞好政策處理工作,使施工如期進(jìn)行。
(2)定線放樣:在施工前根據(jù)有關(guān)圖紙進(jìn)行線放樣。
(3)施工臨時(shí)設(shè)施布置,施工隊(duì)伍具體落實(shí)施工道路、供電、供水布置等有關(guān)事項(xiàng)。
3.4 主體工程施工―水力沖挖及船運(yùn)
本工程的水力沖挖采用水力沖挖機(jī)組進(jìn)行,沖挖初期直接用高壓清水泵從內(nèi)河中抽取水,接送高壓水槍進(jìn)行沖挖。高壓水槍沖挖下來的泥漿被固定在浮桶上的泥漿泵抽出,抽出的泥水混合物排放至集漿池內(nèi),進(jìn)行初步沉淀以提高泥漿濃度,再泵送至泥駁運(yùn)輸至七里港中轉(zhuǎn)站。其后由船統(tǒng)一運(yùn)至大門圍墾區(qū)棄土。水路運(yùn)輸船應(yīng)在裝卸前后拍照,實(shí)行全程運(yùn)單驗(yàn)收,在施工工地派發(fā),在中轉(zhuǎn)站進(jìn)行核對(duì),在消納場(chǎng)進(jìn)行驗(yàn)收,對(duì)運(yùn)輸單位按收量進(jìn)行結(jié)算,對(duì)施工單位按派單量進(jìn)行結(jié)算。
三、環(huán)境影響及水土保持綜合評(píng)定
1、環(huán)境影響評(píng)價(jià)
本工程采取清理淤泥垃圾,對(duì)河道實(shí)施清理。本工程的實(shí)施過程,將對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。
2、對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響
本工程實(shí)施后,提高了防洪能力,兩岸得到保護(hù),投資環(huán)境進(jìn)一步改善,有利于促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步。
3、對(duì)水環(huán)境的影響
隨著本工程的實(shí)施,與清理前相比,提高了河道的蓄水能力及防洪能力。本工程實(shí)施后,水質(zhì)將得到較大的改善,有利于水體的降解,溶解氧增加、COD減少。
縣委常委、政法委書記陳xx主持會(huì)議,就貫徹會(huì)議精神,要求各鎮(zhèn)區(qū)把握機(jī)遇,把好事辦好;要精心謀劃,逐條河道、逐個(gè)河塘調(diào)查摸底,在整治過程中,多聽群眾意見;要快速行動(dòng),迅速部署。同時(shí)積極發(fā)動(dòng)群眾,贏得群眾參與、配合和支持;要陽(yáng)光操作,做到??顚S?。在疏浚整治過程中,要加強(qiáng)督查推進(jìn)、宣傳推進(jìn)、考核推進(jìn)。要建立長(zhǎng)效管護(hù)機(jī)制,要做到一清就管,明確管護(hù)責(zé)任。
副縣長(zhǎng)楊xx對(duì)農(nóng)村河道疏浚整治工作作具體部署。他要求各鎮(zhèn)區(qū)要提升認(rèn)識(shí)、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、快字當(dāng)頭、確保安全、強(qiáng)化組織抓疏浚整治。
1、列入市農(nóng)村環(huán)境綜合整治重點(diǎn)村的村內(nèi)、村外所有河道,共71條。
2、列入我市年民生重點(diǎn)工程的河道治理項(xiàng)目,共20條。
二、治理措施和具體任務(wù)
1、列入市農(nóng)村環(huán)境綜合整治重點(diǎn)村的村內(nèi)河道,主要進(jìn)行河道清淤和漿砌筑壩;村外河道進(jìn)行清淤筑壩。共需治理63.5公里,其中漿砌河道23.3公里,完成土石方63.4萬(wàn)方,投資3274萬(wàn)元。
2、列入我市年民生工程的河道,主要進(jìn)行清淤、護(hù)砌、攔蓄、綠化。共需治理35公里,投資1409萬(wàn)元。
三、完成時(shí)限
所有工程于年6月底前完工。
四、保障措施
(一)強(qiáng)化領(lǐng)導(dǎo),健全機(jī)構(gòu)。為加強(qiáng)對(duì)此項(xiàng)工作的組織領(lǐng)導(dǎo),市政府成立由分管市長(zhǎng)任組長(zhǎng),水利、環(huán)保、城建、交通、考核辦、農(nóng)工辦等部門負(fù)責(zé)人任成員的河道治理工作領(lǐng)導(dǎo)小組,辦公室設(shè)在市水利局。各鎮(zhèn)街要把河道治理工作列入重要議事日程,主要領(lǐng)導(dǎo)親自抓、分管領(lǐng)導(dǎo)靠上去抓,倒排工期、倒查進(jìn)度,切實(shí)落實(shí)主體責(zé)任,確保治理工作扎實(shí)推進(jìn)。有包村任務(wù)的部門和單位要把幫助包扶村治理河道作為包村工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容,積極幫助解決實(shí)際問題。
中圖分類號(hào):TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一、工程概述
南通市通啟路高架工程B標(biāo)第39聯(lián)現(xiàn)澆箱梁3孔(KA115號(hào)墩-KA118號(hào)墩)、第40聯(lián)現(xiàn)澆箱梁1孔(KA118號(hào)墩-KA119號(hào)墩)跨越界港河河道,箱梁投影與河道呈30度角相交,投影寬度55米,投影面積約1700㎡。由于施工時(shí)間緊迫,按照防汛要求,經(jīng)過方案比選,采用對(duì)箱梁投影處支架采用河道清除原有筑島、進(jìn)行基礎(chǔ)硬化過水、支架局部加密的方法施工。
二、河道內(nèi)整體過水基礎(chǔ)施工方案
1、施工方法
1)清除河道內(nèi)淤泥土
首先根據(jù)防汛要求清除界港河內(nèi)圍堰筑島,由120右號(hào)墩向117號(hào)墩逐步進(jìn)行拆除,在120號(hào)墩處設(shè)置攔水壩一道,防止下游河水回流。拆除過程挖掘機(jī)下墊鋼板,挖除原河床剩余部分淤泥。
2)夯實(shí)地基
對(duì)界港河于箱梁投影處地基進(jìn)行人工配合挖掘機(jī)整平,采用挖掘機(jī)進(jìn)行壓實(shí)。河道清淤達(dá)到原河床標(biāo)高以下25cm后,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn),清淤后土質(zhì)為粉砂土。
3)開挖擋水墻
根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诤拥澜徊嫣庍M(jìn)行測(cè)量放線。根據(jù)箱梁投影位置進(jìn)出水口處,兩側(cè)加寬40cm,開挖40cm寬,1m深(含基礎(chǔ))擋水墻基槽。
4)澆筑支架基礎(chǔ)及擋水墻
根據(jù)測(cè)量放線,澆筑25cm厚C20混凝土基礎(chǔ)。
2、應(yīng)急準(zhǔn)備
在支架迎水面3米處,另行搭設(shè)4米寬貫穿河道的滿堂紅式支架臨時(shí)通道,進(jìn)行防洪漂流物打撈及行人通過。
3、支架穩(wěn)定保證措施
1)為保證支架穩(wěn)定性,在原有曲線段已加密的橫向剪刀撐基礎(chǔ)上進(jìn)一步加密橫向剪刀撐。在過水?dāng)嗝婕用芤粚訖M向剪刀撐,達(dá)到2步一道橫向剪刀撐。
2)在支架過水?dāng)嗝嫠膰O(shè)掃地桿以抵消橫向水流通過的水平力影響。
3)不間斷觀測(cè)地基沉降,在基礎(chǔ)澆筑前預(yù)埋鋼筋進(jìn)行標(biāo)示,設(shè)3個(gè)斷面,每個(gè)斷面3點(diǎn),每12小時(shí)觀測(cè)一次,直到箱梁澆筑結(jié)束。
4)對(duì)過水支架采用箱梁滿載1.2倍預(yù)壓,模擬混凝土澆筑荷載,從而驗(yàn)證支架的穩(wěn)定性。
5)箱梁混凝土澆筑順序?yàn)閺闹懈拱逦恢孟騼蓚?cè)對(duì)稱澆筑。
三、界港河支架基礎(chǔ)承載力驗(yàn)算
1、標(biāo)準(zhǔn)段荷載組合
1)恒載
鋼筋混凝土容重 26KN/m3
2)活載
振搗砼時(shí)產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值:=2.0KN/m2(水平模板)、=4.0KN/m2(垂直模板)、施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值:=2.5KN/m2
3)水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值
《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ 166-2008
式中:—風(fēng)壓高度變化系數(shù),取1.14[JGJ166-2008附錄D,B類,15m];
—風(fēng)荷載體型系數(shù);—基本風(fēng)壓;
4)梁體混凝土荷載分析
①箱形梁體
取箱梁段最大值為折算厚度:h=0.71m
箱形梁體混凝土自重: 0.71×26=18.46KN/m2
荷載組合: G1=(1.2×18.46+1.4×(2+2.5+0.36))×1=28.96KN/m2
強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)?。篏1=29KN/m2
撓度驗(yàn)算時(shí)?。篏2=18.5KN/m2
②腹板部分
實(shí)心梁體混凝土荷載:G3=1.21×26=31.46KN/m2
荷載組合: G3=(1.2×31.46+1.4×(2+2.5+0.36))×1=44.56KN/m2
強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)?。篏3=44.6KN/m2
撓度驗(yàn)算時(shí)取:G4=31.5KN/m2
③橫梁部分(端橫梁、中橫梁投影范圍)
實(shí)心梁體混凝土荷載:G3=1.8×26=46.8KN/m2
荷載組合: G5=(1.2×46.8+1.4×(2+2.5+0.36))×1=62.9KN/m2
強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)取:G5=63KN/m2
撓度驗(yàn)算時(shí)?。篏6=46.8KN/m2
2、支架驗(yàn)算
鋼管支架立桿間距90×90cm、層高120cm,立桿外徑D=48mm,內(nèi)徑d=41mm,壁厚3.5mm,桿件為軸心受壓桿件,計(jì)算壁厚2.8mm(外徑48mm、內(nèi)徑42.4)。
采用φ48×2.8mm,A=π×(D2-d2)4=397mm2
鋼管回轉(zhuǎn)半徑為:i== 16mm
桿件長(zhǎng)細(xì)比:λ=L/i=1200/16=75
查表得: 穩(wěn)定系數(shù)Φ=0.859
1)支架強(qiáng)度驗(yàn)算:
①箱形梁體
箱梁箱型梁體均按90cm×90cm控制計(jì)算如下:
單桿承受梁體荷載面積:A0=0.9×0.9=0.81m2
單桿承受梁體荷載: N=0.89×G1=0.81×29=23.49KN
穩(wěn)定性驗(yàn)算:
N/ΦA(chǔ)=23490/(0.859×397)
=68.8N/mm2
②腹板部分:
箱梁腹板處支架為加密段,即腹板處橫向均按60cm×90cm控制計(jì)算如下:
單桿承受梁體荷載面積:A0=0.6×0.9=0.54m2
取腹板處最大荷載:63KN/m2
單桿承受梁體荷載: N=0.54×G3=0.54×44.6=24.1KN
穩(wěn)定性驗(yàn)算:
N/ΦA(chǔ)=24100/(0.859×397)=70.7N/mm2
③橫梁部分:
箱梁橫梁處支架為加密段,布局按60cm×60cm控制,計(jì)算如下:
單桿承受梁體荷載面積:A0=0.6×0.6=0.36m2
取橫梁處最大荷載63KN/m2
單桿承受梁體荷載: N=0.36×G5=0.36×63=22.7KN
穩(wěn)定性驗(yàn)算:
N/ΦA(chǔ)=22700/(0.859×397)=66.5N/mm2
3、地基承載力驗(yàn)算
根據(jù)支架受力計(jì)算處每根立桿的軸心壓力最大N=24.1kN,碗扣底托鋼板的尺寸為15*15cm。地基表層受砼基礎(chǔ)面?zhèn)鬟f的豎向壓力,查《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》擴(kuò)散角=45°,擴(kuò)散至混凝土下的素土表面的面積A=(15+50×2)×(15+50×2)=13225cm2,考慮相鄰桿件應(yīng)力分布重疊部分,故取A=90*90=8100cm2,
1)原狀土所受的承載力P=N/A =24.1/(8100*10-4)=29.75kpa;
當(dāng)前我國(guó)水利水電工程大量的建設(shè),在對(duì)其運(yùn)行維護(hù)管理工作中其河道淤積已是一個(gè)突出的問題。當(dāng)前由于城市引水和灌溉用水量的不斷增加,導(dǎo)致上游來水量不斷減少,廢棄物不斷增加,從而使河道不斷的淤積,河床抬高,降低了河道原有的防洪、抗?jié)硺?biāo)準(zhǔn)和蓄水能力的調(diào)整。所以需要加強(qiáng)對(duì)河道現(xiàn)有工況的治理,采取各種有效的措施和手段,加強(qiáng)河道的水環(huán)境改善和生態(tài)環(huán)境修復(fù),使河道更加通暢,滿足河道通航及防洪的能力。
1 河道淤積的原因
一條近年來,許多河道都出現(xiàn)嚴(yán)重的淤積情況,不能影響了河道的通航和泄洪能力,同時(shí)對(duì)河道的生態(tài)功能也起到一定的破壞作用。發(fā)生河道淤積的原因有河流動(dòng)力所導(dǎo)致的泥沙相互轉(zhuǎn)換,也有人為破壞所帶來的影響。陸海間的泥沙相互轉(zhuǎn)換是全球剝蝕系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。而許多河道由于常年沒有進(jìn)行疏導(dǎo)和維護(hù),從而使其淤塞現(xiàn)象開始逐年上升。同時(shí)許多河道的閘門常年處于關(guān)閉狀態(tài),從而使河道的水流自然流動(dòng)性受到了不同程度的破壞,削弱了河道的自凈能力。另外大量的強(qiáng)降雨,將地表中的土壤顆粒挾帶到河流中,從而形成粘附力較強(qiáng)的淤泥,在不斷的淤積下導(dǎo)致河道發(fā)生嚴(yán)重的堵塞,使其河道的正常功能受到較大的影響。
1.1 流砂使河底抬高
河道中的泥沙即為沙性土壤,其具有易流性,所以在河道治理結(jié)束后,在河道無(wú)水的情況下,由于地下水滲出而導(dǎo)致?lián)蟿?dòng)的沙開始流動(dòng),而當(dāng)河道水位升高后,流沙也不會(huì)停止流動(dòng),從而賣到河道水位被抬高,而當(dāng)河道水位發(fā)生急劇下降時(shí),地下水滲出后,由于沙土含水量較大,不僅滲水快,流動(dòng)性也快,從而導(dǎo)致河底被抬高。
1.2 河道引入黃河水所造成的淤積
當(dāng)前由于農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,使農(nóng)以對(duì)生產(chǎn)的積極性不斷提升,耕地面積的增加,為了使之都能得到有效的灌溉,一些河道由于臨近黃河,這樣為了有效積蓄水源,則會(huì)引黃入灌,利用黃河之水來蓄滿河道,由于黃河特別是下流地區(qū),本身就來水量較少,所以為了灌溉的需要,不管含沙量大少,只有黃水有水就會(huì)引入河道中,然后再進(jìn)行提灌,從而導(dǎo)致淤塞情況不斷加重。
1.3 人為破壞因素
目前許多堤防工程從堤頂?shù)降唐?、灘地河口及河坡等都被大量的開墾出來用來種植農(nóng)作物,這就導(dǎo)致堤防工程的草皮和植被受到了嚴(yán)重的破壞,一旦發(fā)生大雨,則會(huì)導(dǎo)致其徑流對(duì)工程產(chǎn)生沖刷,從而導(dǎo)致河道發(fā)生淤積。而在河道與村莊及城鎮(zhèn)相連接的地段,由于人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)較差,從而導(dǎo)致大量垃圾及污水被傾倒及排放到河道中,從而導(dǎo)致河道發(fā)生不同程度的淤積。
1.4 人為工程因素
個(gè)別鄉(xiāng)鎮(zhèn)村的方田建設(shè)。為了方便排水。隨意增設(shè)支流入口。支溝與干溝的底高程差太大。并且支斗溝均屬挖掘機(jī)施工,邊坡太小,虛土太厚。大雨來時(shí)小溝托成大淘,逐級(jí)虛土全部匯人大河道。在一年一度的河道清淤?gòu)?fù)堤治理過程中,堤頂應(yīng)分段整平而整不平,堤肩河口均不留擋水土埂,灘地河坡虛土太多,致使清淤治理后的第一年淤積最為嚴(yán)重。
2 河道清淤治理措施分析
為了有效的提高河道的通航、防洪等功能,對(duì)河道進(jìn)行清淤治理是十分重要的,這也是目前河道綜合治理的重要部分,對(duì)于河道的清淤,可以從二方面入手,即利用工程措施,從而達(dá)到一次清淤的效果,使河道的通航能力得到較大的提升,而非工程措施,可以有效的保證河道長(zhǎng)期維持沖淤平衡的能力,提高河道的功能。對(duì)于河道清淤的治理還需要從源頭上入手,加強(qiáng)各項(xiàng)監(jiān)管措施,保持河道的暢通性,使河道的功能性得以充分的發(fā)揮。
2.1 工程措施
2.1.1 實(shí)施河段河道全面清淤工程
有些入海口及河道水域由于長(zhǎng)期污染且出現(xiàn)水流緩慢等現(xiàn)象,導(dǎo)致其在日常運(yùn)行中積累了大量淤泥,為防止河流入??诘牡啄嘁蛩骰亓鞯茸饔枚鹌饎?dòng)、泛起造成與凈水交流出現(xiàn)水體變質(zhì)、泛臭等問題出現(xiàn),需要對(duì)河道進(jìn)行必要一次性清淤工作。應(yīng)結(jié)合河道的實(shí)際情況,對(duì)主河道和支涌實(shí)施全面的清淤工程,通過一次性清淤工程,有效提高河段河道的綜合通道能力。但一次性地清除了淤泥措施,只能暫時(shí)提高河段河道的通航能力,要確保河段河道具有長(zhǎng)期高效通航能力,應(yīng)從源頭上根除淤泥的來源,通過控制污染物排放等技術(shù)措施,尋求建立河段航段長(zhǎng)期清淤平衡的管理機(jī)制。
2.1.2 采取定期清淤工程
對(duì)于支涌和局部嚴(yán)重淤積的河段,采取引其它水源進(jìn)行定期清淤工程,對(duì)提高河段河道航運(yùn)能力非常重要,尤其是支涌匯入口處的定期局部清淤,只要將匯入口處的淤積物定期徹底清除,就可以降低支流沖刷基準(zhǔn)面,從而增大支涌的坡降比,便于其通過自流沖刷來達(dá)到清除淤泥的目的。另外采用 U 形河底形狀基礎(chǔ)等河道橫斷面結(jié)構(gòu),可以保持河道主槽中河水具有較大流速,從而有效提高主槽水流挾沙能力,降低河道日常淤積量,有利于增強(qiáng)河道河床和河岸的過流能力和穩(wěn)定性,確保河道具有較強(qiáng)通航能力。
2.1.3 全力做好河段河道水土保持工作通過在流域中植樹種草,做好河岸兩側(cè)的綠化和堤岸維護(hù)管理工作,結(jié)合河道實(shí)際情況最大限度地降低流水侵蝕程度,減少日常沖刷體泥沙落淤對(duì)河道通航能力的影響。
2.2 非工程措施
2.2.1 流沙處理
河道選址應(yīng)盡量避開流沙段,確實(shí)避不開應(yīng)采取工程措施.有條件或者流沙段太短可采取襯砌,經(jīng)濟(jì)條件達(dá)不到就采取大邊坡。同時(shí)施工結(jié)束時(shí)要及時(shí)蓄到一定水位的水,減少地下水滲入。清淤施工盡量不破壞河坡的草皮植被,同時(shí),盡量采用水下機(jī)械清淤保持一定水頭固坡。
2.2.2 減少引黃蓄水淤積
首先要加強(qiáng)灌區(qū)工程與放水管理。嚴(yán)格控制含沙量過高時(shí)引用黃河水。逐步配套和發(fā)揮灌區(qū)干、支、斗、農(nóng)四級(jí)渠道工程.發(fā)展自流灌溉。嚴(yán)格控制亂扒堵現(xiàn)象,逐步杜絕引渾水人溝冉行提灌。向河道引蓄黃河水時(shí),要通過沉沙池沉沙后利用泄水閘或跌水工程引入河道。
2.2.3 杜絕人為淤積河道
加強(qiáng)對(duì)河道的治理力度,通過宣傳水法規(guī)及加強(qiáng)執(zhí)法的力度,從而使人們養(yǎng)成自覺維護(hù)河道工程的意識(shí),加強(qiáng)對(duì)各種水土資源開發(fā)利用的管理,杜絕亂墾亂種的現(xiàn)象發(fā)生,對(duì)于圍墾河流的行為要進(jìn)行嚴(yán)厲的打擊,杜絕向河道內(nèi)傾倒垃圾及污水的情況發(fā)生,使人們養(yǎng)成保護(hù)河道人人有責(zé)的習(xí)慣,充分的發(fā)揮其社會(huì)監(jiān)督作用,加強(qiáng)河道淤積的治理。
3 結(jié)束語(yǔ)
河道具有多項(xiàng)功能性,當(dāng)前河道整治工作各地都非常重視,在這種情況下,就需要在充分保證河道自然環(huán)境的基礎(chǔ),在不破壞及不破壞的情況下采取必要的措施加快對(duì)河道清淤的治理,從而有效提高河道的防洪、通航及生態(tài)功能,使河道得以穩(wěn)定、高效的發(fā)展。
【參考文獻(xiàn)】
中圖分類號(hào):P332文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
前言
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及城鎮(zhèn)現(xiàn)代化建設(shè)的快速提高,開展了許多河流整治綜合項(xiàng)目, 其中就包括河道的疏浚工程。河道疏浚能降低河底高程, 提高河道的防洪能力; 可清除礙航淺灘, 增加通航能力,同時(shí)還可降低淤積河段二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。常規(guī)疏浚主要以增加水體庫(kù)容維持航道深度為目的,忽略了疏浚過程中對(duì)水環(huán)境的影響,并危及當(dāng)?shù)氐拿舾袇^(qū)域,而環(huán)保疏浚除了常規(guī)疏浚的作用外還以清除存在于底泥中的污染物為目的。因此,環(huán)保疏浚區(qū)別于常規(guī)疏浚最重要的特點(diǎn)就是要考慮到了施工過程中的水質(zhì)污染,并為污染源擴(kuò)散的控制創(chuàng)造條件,同時(shí)與河道綜合整治方案相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)對(duì)水域環(huán)境的雙重改善??偟膩碚f,環(huán)保疏浚比常規(guī)疏浚的疏浚精度更高,這就要求其環(huán)保疏浚必須在比較仔細(xì)的條件下進(jìn)行。在疏挖過程中由于底泥的凝聚力被破壞,部分底泥由于受旋轉(zhuǎn)或直接切削運(yùn)動(dòng)的作用而進(jìn)入懸浮狀態(tài),進(jìn)入懸浮狀態(tài)的物料數(shù)量取決于挖掘時(shí)所施加的能量以及將物料提升到水面的方法,所以對(duì)疏浚污染物的控制必須建立在疏浚懸浮物擴(kuò)散控制上[1]。下面就在環(huán)保疏浚中的應(yīng)用主要介紹幾個(gè)典型的泥沙水質(zhì)模型。
1.1一維模型
在疏浚工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)過程中, 底泥中被擾動(dòng)起的懸浮物(SS)是影響水質(zhì)環(huán)境的一個(gè)主要因素,所以必須對(duì)其的影響程度和范圍進(jìn)行預(yù)測(cè), 以選擇合理的施工方案及保護(hù)措施?,F(xiàn)行的《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》沒有將懸浮物SS作為常規(guī)因子列出,也未對(duì)SS預(yù)測(cè)模型做專門介紹, 導(dǎo)致環(huán)境評(píng)價(jià)工作中套用非持久性污染物衰減模型預(yù)測(cè)SS的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生, 這是不合理的[2]。學(xué)者辛小康,等[3],從懸浮顆粒物的運(yùn)動(dòng)機(jī)理出發(fā),針對(duì)衰減模型預(yù)測(cè)方法存在的不足建立用于預(yù)測(cè)河道疏浚施工活動(dòng)對(duì)周圍水體懸浮物質(zhì)量濃度影響的數(shù)學(xué)模型,提出基于泥沙運(yùn)動(dòng)方程的預(yù)測(cè)模型,模型方程:
(一維泥沙運(yùn)動(dòng)方程)
式中:S-為含沙量; Q-為流量;B-水面寬度;a=泥沙恢復(fù)飽和系數(shù);,S*-泥沙沉降速度和挾沙力;-水的動(dòng)力粘度;d-泥沙粒徑;-泥沙密度;-水的密度;g-重力加速度,取9.81m/s2;h-斷面平均水深;k,m-水流挾沙力系數(shù),須根據(jù)實(shí)測(cè)資料或設(shè)計(jì)部門提供。
常規(guī)的衰減模型存在一定的局限性,由于SS在水中呈現(xiàn)一種不斷沉降與上浮的狀態(tài),上覆水泥沙濃度是動(dòng)態(tài)變化的,即難以反映SS真實(shí)的濃度變化,因此用此模型對(duì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)并不準(zhǔn)確,而筆者所提出的基于泥沙運(yùn)動(dòng)方程的預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)疏浚施工過程中懸浮物對(duì)水環(huán)境的影響是建立在水流對(duì)泥沙作用力基礎(chǔ)之上。一般認(rèn)為, 一定水流和泥沙條件下水流能攜帶的泥沙量為定值, 這個(gè)定值就稱為挾沙力[4],當(dāng)水中含沙量大于挾沙力時(shí),水中的含泥量處于飽和狀態(tài),泥沙發(fā)生沉降,反之發(fā)生沖刷懸浮。從運(yùn)動(dòng)機(jī)理上講,該模型能夠很好的模擬懸浮物在水體中的沉降再懸浮過程,并將其運(yùn)用于工程實(shí)踐對(duì)深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)羅芳村附近深圳河施工時(shí)污染狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)和模擬,在不同水文條件下懸浮物質(zhì)量濃度分布進(jìn)行模擬,其模擬結(jié)果能夠反映泥沙運(yùn)動(dòng)的真實(shí)情況,并已用于深圳河治理的環(huán)境影響評(píng)價(jià)中,效果較好。
1.2二維模型
郭珊,等[5]針對(duì)海洋疏浚產(chǎn)生懸浮物的主要影響進(jìn)行研究,建立了懸浮物輸移擴(kuò)散模型,其模型結(jié)構(gòu)包括二維水動(dòng)力模塊和二維泥沙輸運(yùn)模塊,根據(jù)施工海域海洋生態(tài)環(huán)境的保護(hù)要求, 提出了滿足環(huán)境要求的施工工藝和溢流口的合理位置, 達(dá)到有效規(guī)避疏浚懸浮物對(duì)工程區(qū)環(huán)境敏感點(diǎn)影響的目的,其二維泥沙運(yùn)輸模塊:
(平面二維懸沙輸移擴(kuò)散方程)
式中:d-為水深,m; s-垂向平均含沙量;Dx,Dy-分別是x、y方向懸沙擴(kuò)散系數(shù);-底部泥沙的干容重;懸沙造成的沖淤厚度變化值;-海底泥沙沖淤函數(shù);-泥沙源匯部分,(包括水面拋入泥沙形成的懸浮泥沙和海底被沖刷再懸浮部分以及沉降到海底的部分)。
通過該模型對(duì)施工過程中懸浮物擴(kuò)散和濃度分布進(jìn)行預(yù)測(cè),通過預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)吹填區(qū)溢流口位置與疏浚施工船的類型進(jìn)行比對(duì)和篩選,有效的規(guī)避了在施工過程中所引起的懸浮污染物對(duì)環(huán)境敏感區(qū)域的影響。實(shí)際工程中,不同類型的挖泥船都有著不同的功率和適用的范圍,所以在不同的海域和不同的水環(huán)境條件下,選擇適應(yīng)各種施工環(huán)境的挖泥船和與之相對(duì)應(yīng)的懸浮物遷移擴(kuò)散模型是今后應(yīng)重點(diǎn)研究的課題。
1.3三維模型
另一位學(xué)者,匡華,等[6]通過ECOMSED三維近岸水動(dòng)力泥沙數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)一步建立了三維懸沙輸運(yùn)-擴(kuò)散數(shù)學(xué)模型,并對(duì)山東煙臺(tái)鳳城港附近海區(qū)的潮流場(chǎng)進(jìn)行了較高分辨率數(shù)值模擬,其模型基本方程:
式中:k為泥沙的分類,k=1,2;邊界條件:
式中:CK-第k類泥沙的濃度,k=1,2代表粘性泥沙和非粘性泥沙;U,v,w,AH,KH-動(dòng)力學(xué)模型系數(shù);EK,DK-表示泥沙的懸浮和沉降通量。
針對(duì)模型區(qū)域網(wǎng)格劃分,該模型在垂直方向采用普通坐標(biāo),而水平方向采用曲線正交坐標(biāo),能較好地?cái)M合近岸海域復(fù)雜的底地形和岸線,保證近岸淺海區(qū)較高的網(wǎng)格分辨率。該三維模型具有較高的精度,雖然較為復(fù)雜,但卻能夠準(zhǔn)確的反映實(shí)際情況,并且根據(jù)的疏浚施工特點(diǎn),通過引進(jìn)WAVE模塊準(zhǔn)確地模擬疏浚時(shí)施工區(qū)域底泥分布隨時(shí)間變化的規(guī)律,并且較為準(zhǔn)確的描述了航道清淤過程中,泥沙濃度空間的分布狀況,同時(shí)對(duì)泥沙輸運(yùn)過程中沉降再懸浮過程的影響進(jìn)行了初步的探討,分析了不同施工條件下對(duì)水環(huán)境的影響,為施工過程中污染物的控制提供了理論基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
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河道清淤疏浚設(shè)備仍以挖泥船為主,不同類型的挖泥船對(duì)施工環(huán)境、水深、氣象等作業(yè)條件的適應(yīng)性差異較大。對(duì)將要進(jìn)行的疏浚區(qū)域,根據(jù)工程特點(diǎn)、氣候條件、環(huán)境要求等因素優(yōu)化方案尤為重要。水下真空清淤技術(shù),即水力清淤和氣力清淤,用高壓水或高壓風(fēng)為動(dòng)力,船體或浮箱做載體,在中小型工程清淤中可作為主要設(shè)備,大型工程清淤中可作為輔助機(jī)械。
2.工作原理
真空清淤的工作原理是根據(jù)水力學(xué)理論和空氣動(dòng)力學(xué)原理,通過從混合室進(jìn)口處通入具有一定能量的壓力水或高壓風(fēng),使混合室內(nèi)形成真空,在壓力差的作用下,管內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大的真空吸力,物體從吸嘴處被吸入,進(jìn)入混合室形成流動(dòng)的混合體,并沿?fù)P泥管從出口排出。
3.基本結(jié)構(gòu)
3.1真空清淤工藝流程
真空清淤工藝系統(tǒng)的主要組成是:動(dòng)力源(高壓水泵或空壓機(jī))、動(dòng)力管(高壓水管或高壓風(fēng)管)、混合器、吸泥頭、吸泥管、揚(yáng)泥管、輸泥管等。其工藝流程見圖1。
真空清淤機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),是以清淤工程需要,選擇清淤器類型,根據(jù)確定的類型計(jì)算混合器尺寸,及各種管路直徑,最后確定高壓水泵或空壓機(jī)的參數(shù)。
3.2真空清淤結(jié)構(gòu)
3.2.1水力清淤的混合器結(jié)構(gòu)
水力清淤混合器(射流泵),其結(jié)構(gòu)如圖2所示。一般實(shí)際應(yīng)用水力清淤的混合器,其喉管截面與高壓水噴嘴截面的比值約為4~10倍;吸泥管截面與噴嘴截面的比值約為15~20倍;喉管長(zhǎng)度與直徑相同,使混合后的泥漿具有較穩(wěn)定的流動(dòng)狀態(tài);擴(kuò)散管一般做成錐形,以提高排出泥漿的位能和減少由動(dòng)能轉(zhuǎn)為位能時(shí)的能量損失。
吸入泥漿時(shí)所需要的高壓水的流量,約與泥漿量相同。吸入的泥漿和高壓水混合后的稀釋泥漿,在管內(nèi)的適宜流速,應(yīng)不超過2~3m/s;噴嘴處的高壓水流速,一般約為30~50m/s,噴嘴處的有效水壓對(duì)揚(yáng)泥所需要的水壓之比值,一般為7.5。清淤機(jī)的工作效率約為水泵工作效率的10~20%。這些數(shù)據(jù)可作為粗略估算時(shí)參考。
3.2.2氣力清淤的混合器結(jié)構(gòu)
氣力清淤比較有效,典型的空氣混合器結(jié)構(gòu)型式如圖3所示。這種類型清淤機(jī)在泥漿管路中沒有直徑縮小斷面,有利于泥漿通過,也可通過一定直徑的卵石或塊石。
壓縮空氣進(jìn)入吸泥頭混合室的小孔,與管壁的交角不宜大于45°。小孔的總面積,一般采用進(jìn)氣管凈面積的1.5倍。排泥管不宜過長(zhǎng)或急彎,以減少堵塞,彎曲處宜用加大的管徑,并在彎管上方開一個(gè)可啟閉的天窗,以便清除管內(nèi)堵塞物。吸泥頭的空氣箱底部可設(shè)置一個(gè)活門,以便清除箱內(nèi)堵塞的泥沙。用于吸泥沙時(shí),排泥管可用膠管,吸含有卵石的泥沙時(shí)宜用鋼管并取消下端吸泥口的鋼筋網(wǎng)。而在管口內(nèi)壁焊上一圈3×50mm的扁鋼,以減少卵石在管中卡住的可能。在水深較大或含有卵石的場(chǎng)所,使用接力式吸泥裝置效果更佳。
4.主要參數(shù)計(jì)算
4.1水力清淤水泵主要參數(shù)
高壓水泵是供給水力清淤高壓水的設(shè)備,在施工中常選用電動(dòng)多級(jí)離心式水泵。水泵可選擇單臺(tái)也可選擇多臺(tái)。當(dāng)單臺(tái)水泵的工作壓力不能滿足要求時(shí),可將幾臺(tái)水泵串聯(lián)使用;水量不能滿足要求時(shí),可將幾臺(tái)水泵并聯(lián)使用;水壓水量都不能滿足時(shí),可在串聯(lián)后再并聯(lián)。串聯(lián)或并聯(lián)中的每臺(tái)水泵在工作范圍內(nèi)的水量和工作水壓(揚(yáng)程)要相互接近,相差過大時(shí)不宜使用。
水泵串聯(lián)時(shí),在其Q—H曲線上任一點(diǎn)的楊程H,應(yīng)為單臺(tái)水泵Q—H曲線上相同Q點(diǎn)的楊程之和,即H=Ha+Hb+Hn。水泵相同時(shí)H=nHa。串聯(lián)的各臺(tái)水泵如規(guī)格不同,宜將水壓較低的或水量
較大的水泵置于進(jìn)水方向。
水泵并聯(lián)時(shí),水壓與其中最低的一臺(tái)相同,水量則小于各臺(tái)水量之和,大于每臺(tái)的單獨(dú)供水量,并聯(lián)時(shí)管路的連接,應(yīng)盡可能使交角減小,交角一般應(yīng)小于60°。
水泵的工作壓力(揚(yáng)程)
H = H1+H2+H3 m
式中:
H1——噴水嘴處需要的壓力,H1=7.5 H2
H2——揚(yáng)泥所需要的壓力。(根據(jù)揚(yáng)泥高度確定)
H3——管路中壓力損失,H3=hf+hj
式中:
hf——管路中沿程壓力損失;hj——管路中局部壓力損失;λ——沿程水頭損失系數(shù);u——流速;
R——水力半徑;L——計(jì)算長(zhǎng)度;
ξ——局部水頭損失系數(shù)。
Hf、hj值的計(jì)算請(qǐng)參照有關(guān)水力學(xué)公式。
式中:
H——空氣混合器在水面以下的深度,m.
h——排泥管出口與水面的高差,m
Q——泥漿流量,m3/min
c1——校正系數(shù),一般c1≈1.5~2.0
c2——系數(shù),視空氣混合室的相對(duì)深度而定。一般取值如下:14.3,13.9,13.6,13.1,12.4,11.5,10.6,9.6相對(duì)深度大時(shí)取大值。
e——由吸揚(yáng)凈水折算為吸揚(yáng)泥漿所需的空氣增大系數(shù),
式中:
γ——水比重。t/m3.
γ2——泥漿比重。t/m3
γ3——泥漿與空氣的混合體的比重(一般為0.4~0.6),t/m3
需要的壓縮空氣壓力(空氣表壓力):
式中:
q——進(jìn)入混合室的壓縮空氣量,m3/min;
u——空氣在管內(nèi)的流速,一般取600~1200 m/min。
需要的壓縮空氣總量:
q總——(1.2~1.3)n.q.k,m3/min;
n——清淤機(jī)臺(tái)數(shù);
k——清淤機(jī)同時(shí)工作系數(shù),
當(dāng)n取1,1~3,4~6,7~10,10~20,25以上時(shí);k 取1,0.9,0.8,0.7,0.6,0.5。
一般應(yīng)用氣力清淤時(shí),當(dāng)吸泥管直徑為:Ф100,Ф150,Ф250,Ф300mm時(shí),每臺(tái)吸泥器對(duì)應(yīng)的空氣壓縮機(jī)容量分別為 6,9,20,23m3/min,可將前列算式計(jì)算所得值,以此值參照校對(duì)。
5.工程實(shí)例
5.1長(zhǎng)江三峽工程
長(zhǎng)江三峽工程左岸下游航道隔流堤水下清淤工程,工程量為400余萬(wàn)m3,月平均強(qiáng)度45萬(wàn)m3左右,水下地形復(fù)雜,暗礁叢生,槽縫密布,深水作業(yè)量大,最大水深24m,15~24m范圍的深水清淤工程量約50萬(wàn)m3。
根據(jù)多種施工方案比較和論證確定如下方案。對(duì)于水深在15m以內(nèi)的一般清雅蒂魯霍工程
印度尼西亞雅蒂魯霍水庫(kù)大壩修復(fù)工程水下清淤,工程量約1500m3,清淤面積約4500m2,淤積深度約0.5m,水深30~40m,清除棄料要求輸送到200m以外,清淤工作不能影響水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行發(fā)電。
針對(duì)該工程清淤量小、深水作業(yè)、淤積層薄的特點(diǎn),首選方案為氣力真空吸泥法(挖泥船因水深、量小、且費(fèi)用昂貴不宜選用)。其主要設(shè)備及參數(shù)是:自制浮船2艘,船體面積分別為9m×3.2m和2.5m×3m,兩套清淤系統(tǒng),吸泥器管直徑分別為Ф159mm和Ф75mm。其中小的清淤系統(tǒng)負(fù)責(zé)進(jìn)水塔周圍5m區(qū)域,其它區(qū)域由大的清淤系統(tǒng)完成,小的清淤系統(tǒng)的輸送管通入大的清淤系統(tǒng)的主輸泥管。輸泥管每隔10m設(shè)一浮體,以保證輸泥管均勻地浮在水面上??諌簷C(jī)選用供氣量為12m3/min一臺(tái),工作壓力為0.9MPa。
浮船用纜繩錨固定位,整個(gè)清淤過程均由超聲波測(cè)深儀和水下電視監(jiān)控,用以指導(dǎo)定位或及時(shí)調(diào)整清淤管高度,同時(shí)進(jìn)行錄像,據(jù)此作為工程驗(yàn)收和移交的依據(jù)。
參考資料:
[1]港口工程施工手冊(cè).北京:人民交通出版社,1994