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Abstract：With the rapid development of China's city construction,City River as an important part of city water system,river depositand poor excretion,has a direct threat to the safety of people's life and property.According to the characteristics andfunctions of the Fuyang River in Handan City,analysis of distribution and channel sedimentation effect on bridge across theriver,this paper focuses on the research of river dredging has treatment and sludge treatment construction scheme.

Keywords：City River；River dredging；suldge treatment；construction scheme

中圖分類號：TQ639.2文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）

一、河道概況

滏陽河被譽為邯鄲市的“母親河” ，擔負著市區雨水排泄和工農業供水的雙重任務。滏陽河城區段河道全長16.8km。1999年開始以來，城區河道陸續得到治理，截止目前已治理河道13.4km，未治理3.4km。

滏陽河城區治理段河道兩岸現狀為硬質護坡或擋墻，形式多樣；河道邊坡及河底為土質軟底，縱坡1/4000左右。現狀河道平均淤積深度約2m左右，最大淤積深度3m，已治理段河口寬度30-50m。本次探討已治理河段清淤長度7.45km，沿河涉及橋梁8座，大部分橋梁凈空高度不足2m。

滏陽河城區段由于大部分治理段已運行多年，在自然和人為的因素下，河道變窄，水流流速緩，河床淤積，部分河段隨意傾倒建筑和生活垃圾，加重了對河道排瀝斷面的影響，致使部分河段過水斷面僅剩10m左右，達不到排瀝的要求，汛期城區雨水受滏陽河城外洪水的頂托，造成城區雨水排除不暢，積水嚴重，給城區人民生活、交通及生產帶來諸多不便和損失，并嚴重地威脅著人民的生命、財產安全。

二、河道清淤制約性因素分析

滏陽河貫穿邯鄲市主城區中心地段，河道沿線多為居民區、商業及公共綠化等，沿河涉及跨河橋梁較多，河道承擔著城市排瀝和工業供水的雙重任務，不僅施工機械作業面有限，而且施工與居民生活、淤泥運輸與環境污染之間的矛盾十分突出。因此科學合理的選擇施工方法與脫水工藝就顯得尤為重要。

三、施工方案比選

（一）河道清淤方案

目前，國內較為常用的河道清淤方法主要分為三種：傳統施工方法、水力沖挖施工方法和環保型絞吸式挖泥船施工方法。

（1）傳統的施工方法也叫干式清淤法。主要適用于河水易排干。清淤時先對河道進行截流，同時進行排水，將清淤河道積水基本排干。然后采用長臂式挖掘機沿河道兩岸進行清淤。該施工方法的優點是易于控制清淤深度，清淤徹底，施工效率高，同時易于觀察清淤后的河底狀況，利用河道兩岸作為臨時棄泥（土）場，避免遠距離淤泥輸送，工程成本相對較低，可以實現車水馬龍的轟動場面。缺點是設備投入較多，相互之間干擾大；對兩岸已建工程設施損壞嚴重；對周邊環境有二次污染，沿河居民對施工的干擾也大。

（2）水力沖挖施工方法也叫半干式清淤法。施工時采用攪吸設備進行攪拌、抽排清淤，同時由工人使用高壓水槍在攪吸設備旁邊予以輔助。半干式清淤與干式清淤的不同之處在于前者并非將河道積水完全排干，而留有10-20cm深河水用于攪拌淤泥，清淤過程需要水源，淤泥輸送方式采用管道輸送，與濕式清淤相同。半干式清淤的優點在于操作簡便，攪吸泥設備體積小，便于穿過橋梁進行施工，而且拆裝、運輸方便；管道輸送避免了運輸途中的二次污染問題，對周邊環境和沿河居民生活基本沒有影響。缺點是高壓水槍、泥漿泵、加壓泵耗電量大；人工費高，工作環境差；管道輸泥距離越遠，成本越高，效率越低，同時需要中斷下游工業供水任務。

（3）環保型絞吸式挖泥船施工方法也叫濕式清淤法。其工作原理是利用吸水管前端環保絞刀和密封罩裝置，將河底泥沙進行切割和攪動，再經吸泥管將絞起的泥沙物料，借助強大的泵力，輸送到儲泥場，它的挖泥、運泥、卸泥可以一次連續完成。由于整個施工過程采用水下施工、密封管道運送，徹底避免了淤泥的二次污染。該施工方法除具備水力沖挖施工的優點外，還具有無需導流、不影響工業正常供水、綜合成本低等特點。缺點是：絞吸船對于河道水深有一定的要求，不同的船型要求河道水深也不同，一般至少需要1.2-1.5m預留深度；對跨橋作業的橋梁高度有要求，當無法通過的橋梁施工時，需要將船只進行拆卸、吊裝；對距離儲泥場超過2km的淤泥輸送，需要泵送加壓才能完成。

綜合分析上述三種施工方法，由于清淤河段位于城區，為避免施工現場和淤泥運輸對城市環境造成二次污染，確保居民生活和工業供水不受干擾，推薦使用環保型絞吸式挖泥船進行河道清淤疏浚施工。

（二） 淤泥處理方案

由于水力沖挖施工方法和環保型絞吸式挖泥船施工方法輸送到儲泥場的淤泥漿主要成分是水，含水率80%，遠遠大于河底水下自然土方的天然含水率。如何減少淤泥運輸污染和占地賠償，已成為城市河道施工急需解決的問題。

目前，國內外淤泥處理的方法主要包括自然脫水干燥法、機械脫水法、攪拌固結法等。

（1）自然脫水干燥法就是通過自然暴曬、人工翻曬、底面脫水、塹壕挖掘等方法，待淤泥含水率降低后再運輸。該方法工藝簡單，直接成本最低，適合處理工程量小、含水率不高、透水、無污染的原狀淤泥。缺點是脫水效率低，干燥周期長，受天氣影響大，且占地多，人工費高，一般適用于市外工程。

（2）機械脫水是目前普遍采用的污泥脫水方法。脫水機械主要有板框壓濾機、帶式壓濾機、真空過濾機和轉筒離心機等。脫水效果差、能耗大、產量低，處理后的淤泥含水率仍在60%以上，形狀成泥團狀，在運輸過程中，淤泥經過震動仍然會有稀泥流落到路面，形成二次污染。該脫水方法一般應用于污水處理廠的少量污泥處理。

（3）攪拌固結法是通過向泥漿中添加FSA泥沙聚沉劑、HEC高強高耐水土體固結劑，進行物理作用和化學反應，加快泥水分離和有害物質處理，最終經過機械擠壓，形成泥餅（含水率40%），便于運輸。污泥干化過程中產生的退水符合國家排放標準，對下游河道沒有污染。

上述三種淤泥處理方法，經過分析，攪拌固結處理效果最好，成本略高于機械脫水工藝，如果考慮遺漏到城市道路上淤泥的人工清掃費和運輸工效，攪拌固結與機械脫水工藝處理成本基本持平，所以擬推薦攪拌固結進行淤泥處理。

四、施工方案設計

針對邯鄲市區段滏陽河特點，為了減少脫水固結設備搬運次數和施工對居民的噪音影響，城區間無合適施工場地，儲泥場和脫水固結設備占地選在河道下游空闊地。河道淤泥漿通過管道輸送至淤泥處理場地進行脫水固結處理，然后將固結后的泥餅外運至外環路之外。

1、清淤疏浚施工工序

2、淤泥處理工藝

泥漿輸入沉淀池進行重力分選，將大顆粒沉淀，漂浮雜物及垃圾通過格柵機去除。利用沉淀池和調節池之間高程差，泥漿在重力作用下自流至調節池，通過泥漿泵將泥漿送入泥漿攪拌機，配料系統加入FSA、HEC等材料，使泥漿與材料充分混合反應。將添加材料后的泥漿泵送至均化池，完成調質調理后的泥漿通過泵送至固液壓濾分離系統進行脫水固結，分離的尾水回注河道，經過固結脫水后含水率在40%以下的泥餅外運至棄土場。

五、結束語

滏陽河邯鄲市城區段河道清淤和淤泥處理施工方案的探討，確定了合理、經濟、有效、可行的城市河道清淤和淤泥處理施工方案，工程完成后，將為城市水系建設、沿岸景觀、亮化美化奠定了基礎，同時，對于開展北方城市河道清淤工作，具有重要的借鑒和推廣意義。

參考文獻：

[1]JTJ319-99《疏浚工程技術規范》；

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0引言

目前，我國絕大多城市都是傍水而建，河流作為城市發展關鍵資源與環境載體，對于城市建設的推進具有重要的作用。然而目前我國城市河道由于長年淤泥淤積，河道過水斷面比較小，導致防洪標準低，威脅城市安全。同時，由于淤泥導致河水水質惡化，生態環境出現問題，直接影響到城市景觀與居民的正常生活，因此，及時進行城市河道清淤工作，改善城市內部河流生態，充分發揮其水系作用，對于城市建設的順利推進具有重要的意義。

1城市河道清淤施工方案制定原則

在城市內部進行河道清淤工作施工，必須考慮對城市內部環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，必須對周邊設施環境以及其他市政配套設施采取合理的保護措施。施工方案制定中，必須以河道清淤施工作業為主要內容，盡可能的避免不同作業內容的交叉進行，造成施工現場的混亂。在保證清淤效果以及環境要求的基礎上，盡可能的滿足工期及造價要求。河道清淤所用機械設備簡單方便，施工噪音小，盡量避免對河道清淤區周邊沿線居民的生活造成影響，嚴格控制河道疏挖作業，避免對河道水體造成二次污染。結合工程的實際情況以及清淤的設計要求，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好城市河道的邊坡護岸。

2城市河道清淤施工工藝

（1）施工前期準備工作。城市河道清淤工程施工前，應結合工程實際特點，做好施工前的準備工作，施工準備工作主要包括臨建設施的搭設，施工機械設備到場，人力物力資源的準備等。清淤工程施工前，施工管理技術人員應了解審核施工圖紙，根據工程工期及成本控制指標，制定合理的施工組織設計。

（2）圍堰修筑以及清淤施工作業。城市河道清淤的施工工藝根據實際情況而定，一般施工工序為首先填筑圍堰，將河水抽出，利用吸污泵將淤泥吸至罐車轉運，之后清理河道渣土，完成之后進行河底清淤測量驗收，合格后繼續下一段的清淤施工。為了避免水中進行確保清淤施工作業，河道清淤作業需要分段修筑圍堰進行施工。圍堰修筑一般采用袋裝砂土，頂寬0.6~1.2m之間，根據工程實際情況而定，圍堰兩側放坡坡率在1：1-1:0.75之間，如有需要，可通過木樁對圍堰進行支撐加固。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，可沿河道一側增設透水層，通過漫水結合的側壓力強制滲水回流。利用污水泵將圍堰內污水抽干后，通過吸污泵將淺層淤泥直接吸至運輸罐車，運輸至預定堆棄場所，河道淤泥下部的渣土及淤泥一般采用人工或者機械清理，通過渣土車外運至堆棄點，淤泥清理過程中，測量人員通過預先設置的斷面樁控制開挖深度，確保清淤施工質量滿足設計要求。在施工過程中，控制機械設備的移動距離，避免出現漏挖的現象。淤泥清理作業結束后，測量高程，滿足設計要求后進行下一分段施工作業。在淤泥以及渣土的運輸中，對于清理出的渣土及淤泥應該嚴格按照相關要求運輸，運輸車輛應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城市環境造成二次污染。

3城市河道清淤施工管理

3.1城市河道清淤質量管理

在工程施工過程中應隨即進行質量控制，建立質量管理體系，制定質量管理方針目標，健全質量管理責任制，實現質量管理控制。在施工準備階段，仔細閱讀審核清淤施工圖，對不合理不完善的地方及時提出意見及處理措施，然后依據施工圖以及機械設備人員配備等條件，組織編制施工及質量管理計劃，以便能夠科學合理的按照標準施工工序及工藝作業。為保證工程質量，在河道清淤整治施工過程中，嚴格按照設計要求，確保清淤施工作業的深度寬度符合規定。對于清淤施工作業的分段范圍樁號，高程以及工程量作出詳細的審核及記錄，作為質量管理審核資料保存。

3.2城市河道清淤安全施工作業管理

清淤施工安全管理，應首先建立施工安全管理體系，明確安全管理職責。加強對施工作業人員以及機械操作人員的安全崗位培訓，提高其安全意識。在施工現場，針對施工組織設計列好安全管理計劃，結合工程實際位置以及不同的地質水文條件與工程設計要求，綜合考慮工程規模以及機械人員等施工力量，綜合制定完善安全措施。由于城市河道淤泥臭味較大，應采取相關防護措施，避免有害氣體對人體傷害，保證施工作業人員的安全施工環境。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，因此，提前關注天氣情況，避免工程事故的發生。

3.3城市河道清淤環境保護措施

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按照先急后緩、長效管理的原則，全面開展河道的清障、保潔、清淤連通工作。

二、治理目標

以實現河道“河暢、水清、岸綠、景美”為治理目標，在相關部門加快推進控源截污和補充生態水源的基礎上，通過大力實施清障、保潔、清淤疏浚和水系溝通等專項整治，解決河道水環境存在“臟、堵、臭”突出問題，讓河道的水清起來、活起來，構筑與宜居相適應的水生態環境。

三、治理范圍

星港河1.8公里；二支河1.9公里；三支河1.6公里；海堤溝2公里；五星河1.9公里。

四、主要任務

㈠開展河道清障工作，2014年4月啟動，2014年9月底前完成。我場已基本完成河道清障工作，現主要是保潔工作，由2人組成保潔隊，做到每天保潔一次。

㈡建立常態保潔機制，鞏固河道清障工作成果，按照水岸協同原則，在完成河道清淤清障工作后，保潔隊伍進行河道內垃圾打撈清理（包括生產生活垃圾、水葫蘆及雜草、枯枝爛葉等漂浮物）、常態保潔等后續管理。

2014年4月全面啟動，9月底前完成總長9.2公里，4.77平方公里的河道垃圾打撈清理工作。

五、實施步驟

本次河道清水行動從2014年4月25日起，至2014年12月止，分為動員布置、集中整治、總結驗收四個階段。

㈠動員布置階段（4月25日—4月30日）

成立2014年河道清水行動工作領導小級一，召開動員會議；制定具體實施方案，并動員布置。

㈡集中整治階段（5月4日——11月30日）

要按照河道清水行動的部署要求，結合實際，集中時間、集中力量，有重點、有步驟地開展河道清障、河道保潔、河道清淤連通等整治工作。

㈢總結驗收階段（12月1日——12月31日）

對河道清水行動進行認真總結，并上報區河道清水行動工作指揮部對河道清障、保潔、清淤實績開展考核驗收，驗收標準：⑴河道內沒有阻洪障礙物；⑵河面沒有發現零星漂浮物、水浮蓮、生活垃圾或建筑垃圾；⑶清淤連通工程河底高程符合水系連通要求，河流順暢，沒有出現卡脖子現象。

六、保障措施

㈠加強組織領導，精心組織

成立2014年河道清水行動工作領導小組，成員名單如下：

㈡明確責任分工，落實任務

1、要根據全區清水行動方案的目標、任務和完成時限細化制訂具體工作方案，細化責任分工，同時制定計劃、籌措資金、落實任務、明確時限，有效有力有序組織開展本次河道清水行動。

2、黨政辦負責河道衛生整治行實施過程中的跟蹤報道，營造良好的社會輿論范圍。

3、農業辦負責抓好河道清水行動實施過程的技術服務、技術監督、技術指導工作。

㈢突出工作重點，務求實效

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二、明確市、鎮級河道清淤整治工作目標和標準

（一）工作目標。全市計劃疏浚市、鎮級河道65條，長256.44公里，總土方396.23萬方。其中：市級河道12條、長87.83公里，土方136.92萬方；鎮級河道53條、長168.61公里，土方259.31萬方。

（二）清淤標準。清理河內淤泥，保證河道引排順暢，河岸、水面環境整潔。同時按標準圩堤建設要求，將清理的土方加高培厚河道堤防，保障河堤防洪安全。

三、精心組織，確保目標任務的全面完成

市、鎮級河道清淤工作難度大，各鎮、市各有關部門必須切實加強領導，精心組織，狠抓各項工作措施的落實，確保工作目標任務全面完成。

（一）切實加強領導。根據河道屬地管理原則，市、鎮級河道清淤整治的實施主體為河道所在鎮人民政府，各鎮要成立專門的工作班子，堅持主要領導親自過問，分管領導具體負責。同時市將把河道清淤整治任務完成情況納入年度工作目標考核，確保河道清淤工作的順利推進。

（二）堅持分類指導。計劃內的每一條河道，有關鎮都要實地調研，詳細測量，制定科學合理的清淤方案。同時，要抽調有經驗的行政人員和水利技術干部，分工到村、到段，加強技術指導、施工管理和組織協調，確保清淤工作的有效展開。

（三）多渠道籌集資金。市、鎮級河道清淤所需資金，原則上采取市級以上財政定額補助、其余部分由所在鎮負責配套的辦法。市財政每年安排一定的專項資金用于河道清淤補助。鎮級河道清淤，市以上按2.6元/方的標準進行補助；市級河道清淤，市以上按4元/方的標準進行補助。清淤土方以市、鎮聯合驗收實測數為準。同時，各鎮要積極籌集資金，努力增加投入，確保配套資金足額到位，所有市、鎮級河道實施清淤涉及的土地壓廢、青苗補償等均由所在鎮人民政府負責解決。

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中圖分類號：TV551.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674—0432（2012）—08—0202—1

1 河道擴挖工程技術方案

1.1 施工準備及場地清理

在進行土方開挖前，應先對開挖區域內的樹根、雜草、垃圾、廢渣和其他障礙物進行場地清理；除監理工程師另有指示外，開挖區域內地表植被清理，延伸至離最大開挖邊線或建筑物基礎邊線外側3米的距離；對開挖范圍內和周圍有影響區域的建筑物及障礙物，如房屋、電線、墳墓等妥善處置；按照監理工程師要求的開挖深度進行開挖，并將其運至指定地點堆放，防止土壤被沖刷流失；場地清理的方法采用1m3挖掘機挖樹根等雜物，推土機清表，挖掘機裝車運輸的方法；場地清理中發現的文物古跡，及時通知監理工程師，并做好現場保護工作；堆放的有機土壤應有利于工程的環境保護。

1.2 土方開挖施工程序和方法

在完成開挖區場地清理后，進行土方開挖。Ⅲ類土無需采用爆破技術，直接使用土方機械進行開挖。

根據設計文件和現場施工條件，土方的施工程序為：清表開挖運輸施工方法為：使用1m3挖掘機開挖，20t自卸汽車運輸，挖掘機開挖時分層開挖到設計高程。

操作要求：根據控制點和有關測量資料進行放樣，明確開挖邊線；土方開挖要嚴格按照設計要求進行。底高程要求按設計從嚴控制，最大欠挖量不得大于30mm，平面尺寸誤差不宜超過±30mm；運土道路一律做成斜坡道，開挖土方按設計要求全部運往規劃地點，零星散土應隨時清除干凈；根據地質條件，設立開挖標志，標出開挖中心線，底口線、上口開挖線的位置。

注意事項：土方開挖時，嚴禁自下而上或采取倒懸的開挖方法，施工中隨時做成坡勢，以利排水，開挖過程中應避免邊坡穩定范圍形成積水；使用機械開挖土方時，實際施工的邊坡坡度應適當留有修坡余量，再用人工修整；在場地開挖土方時，應做好臨時性地面排水設施，包括按照監理要求的地面水坡度、臨時坑槽、使用機械排除積水以及開挖排水溝排走雨水和地面積水等。

邊坡觀測和維護：當完成邊坡大致形成后，應該使用人工進行一次細整，此時測量人員時刻進行測量，以免造成超挖和欠挖，完成修整的邊坡，報監理單位驗收，驗收合格后，再進行下步工序施工前做好維護。對于土質中有姜石含量的地層，直接使用挖掘機開挖無法松動土方或效率較低時，首先考慮使用推土機的松土器進行松土。再利用大型推土機的自重，松土器可以松動30—50cm土方，然后再使用礦山型挖掘機挖斗進行開挖。

2 河道清淤施工方案

2.1 清淤施工方法

以標段淤泥厚度約為0.2m～2.9m，河道清淤斷面約22m～25m的情況為例，根據標段河道具體情況，經過施工調查及清淤方案論證，此標段確定可采用機械直接下河作業挖出淤泥，分部分段進行疏浚，長臂挖機配合轉土的施工方法。

2.2 施工順序為

從此標段河道中點里程HO+600作為清淤起點，向上游和下游分兩個施工段同時開挖。

2.3 機械準備

長臂挖掘機1臺，普通挖掘機6臺。河道清淤按照兩個施工分段同時進行流水線施工、按照先中央后兩側的順序施工。首先在河道淤泥外邊一側挖一條縱向排水溝使河水歸槽。用土方堆在槽邊形成土埂，使少量的河水通過水槽排水。在疏淘時分別自上而下或自下向上依次清理。先進行河道中央的淤泥挖掘，此標段現狀河道清淤斷面寬度在22米至25米之間，施工時挖掘機不能一次將河道中央的淤泥挖至圍堰或裝載車上，故河道中央的淤泥需經過2次倒運方能至河道兩側，由于采用水中清淤，淤泥含水量大，運輸過程中容易造成道路及周邊環境污染，因此淤泥清出河道后需經過晾曬方可外運。根據淤泥量和施工工期合理安排疏淘施工。若清淤工程量大工期緊，考慮安排夜間清淤施工及渣土外運施工。清淤過程中由于河底標高無法清楚的檢測到，故需準備探桿一套，在一定區域內清淤完成后，檢測人員立即用探桿檢測清淤深度，避免出現漏挖或開挖深度不夠的區域。

3 河堤基清理方案

3.1 施工方法

植被清理：表層雜物、雜草、樹根、表層腐植土、泥炭土、洞穴、溝、槽等清除工作采用人工配合推土機鏟推成堆；表層是耕地或松土，清除表面后，先平整，再壓實。將堤基清除的棄土、雜物、廢渣等挖掘機裝車運至指定的棄渣場堆放或堆至河道開挖面隨后隨河道開挖一并運至棄土場。部分大樹根擬采用挖掘機深挖取出，所留坑塘在堤防填筑前根據碾壓實驗方案進行回填碾壓填平處理。

3.2 表土清挖及堤基清理

迎水坡為設計基面邊線外30～50cm，背水坡為設計基面邊線外30～50cm。表土清挖根據堤圍地形情況，分階段分層進行。劃分層次以后，挖掘機進行表土淺挖，淺挖標準為現狀標高以下20～30cm，推土機集料，挖掘機裝車，自卸汽車運土到棄渣場堆放。在清挖過程中修筑截水溝，設置必要的排水設施。為達到壓實度要求，在清除表層浮土后擬采用壓路機將清理痕跡碾壓至平整。高低結合處先用推土機沿堤軸線推成臺階狀，交接寬度不小于50cm，地表先進行壓實及基礎處理，測量出地面標高，斷面尺寸。原地面橫坡度不陡于1：5時，清除植被；橫坡度陡于1：5時，原地面挖成臺階，臺階寬度不小于1m；每級臺階高度不大于30cm。基面清理平整后，報監理驗收。基面驗收后抓緊施工；若不能立即施工時，做好基面保護，復工前再檢驗，必要時須重新清理。

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在進行施工組織設計之前，要做好現場勘查工作，確定施工的具體方法。

1.現場勘查確定施工方法

首先要根據實際情況選擇合理的清淤方法，對河道清淤工程的現場進行勘察，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。疏浚區左岸現狀均布置有現狀下河車道路1#、2#、3#與4#。為避免河道壅水堰、跌水等構筑物以及跨河污水管的影響而導致部分區段無法進行機械施工，綜合考慮經濟性與合理性等因素，沿河岸左側新建兩條臨時下河車道與一條永久性下河車道。

機械清淤作業面。大沙河上游段綜合整治工程中，兩側岸坡均采用漿砌石護底，寬4m，可作為本工程機械施工的硬地作業面。由于下河車道均為單側布置，為確保左右岸機械作業面相互連通，需在河床鋪設臨時跨河道路。4#下河車道位于老虎巖沉砂池位置，池底為C25混凝土板，可直接作為機械作業的硬地作業面。由于淤積物主要為水土流失引起，以砂質土為主，故采用挖泥機或鏟車直接清淤作業，清淤從上游至下游采用分段進退錯距法施工，然后直接裝載運送到棄置場。其中樁號范圍12+500.485～12+612.205段，上游接跨河污水管，下游接3#跌水構筑物，考慮到此范圍長約112m，距離較短，未布設下河車道，清淤方式為人工清淤。

2.施工組織設計工作的內容

對現場進行完勘察后，根據施工圖紙和總的工程量，進行施工組織方案的設計，并且計算施工的有關預算情況。施工組織設計對整個施工具有指導意義，要根據具體的實際情況，科學的進行施工組織設計，根據對大沙河河道進行清理的實際工作，總結出施工組織設計大體上涵蓋以下幾個部分。2 . 1清淤工作條件的概況和特點

流域概況分析。大沙河上游段河道呈北東、東西向展布，河床無大的跌水急灘，縱坡降小（2%），一級階地不連續發育。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。此外在測區南部的局部地段夾有加里東期混合花崗巖和震旦系變質砂巖。臺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。

工程區大地構造位置位于蓮花山—深圳北東向構造巖漿巖帶和高要—惠來東西向構造巖漿巖帶交接部位的南緣，區間各種構造十分發育，其中北東向構造最為醒目，以長21km、寬大于4km的深圳斷裂帶為代表；次為北西向和東西向構造，斷裂構造規模一般中等，延伸數公里，壓性為主，無活動性斷裂。

自然條件分析。大沙河流域屬亞熱帶海洋性氣候，最高氣溫38.7℃，最低氣溫0.2℃，多年平均氣溫22.4℃，年際變化不大，但年內變幅較大。氣候溫和，雨量充沛，但年內雨量分布不均，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。

地質構造分析。區域上本場地地質構造簡單，以小型斷裂為主，走向多為北東東向次為北西向，無大的區域斷裂構造穿過。

水文地質條件分析。場地內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。由于河岸范圍內的礫砂層分布穩定且連續，與河床中礫砂層連通，所以地表水與地下水水力聯系較好。地表水源于雨水，地下水來源于河水和降雨的補給，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。由于上游正在開發建設，水土流失嚴重，淤積較嚴重，細顆粒隨洪流下泄較快，粗顆粒較慢，淤積物主要為礫砂。此外，場地地震基本烈度為Ⅶ度，可能發生地震液化的土層有粉細砂層和礫砂層，本場地內土層不液化。

2 . 2合理安排施工程序，協調好施工力量

對于大沙河河段的清淤工作，由于本工程臨時用地有限，不設臨時堆土轉運場，土方、淤泥隨挖隨運。施工臨時生活管理區、材料堆放加工場區均布置在河道兩岸的綠化帶或河道平臺上。施工用水、用電：工程地處市中心區，施工用水可就地解決，施工用電可由當地電網直接引用。

2 . 3清淤河段附近的交通規劃

對外交通，沿河道左側有大學城10號公路，可直接連接留仙大道等主要交通干道，本工程對外交通便利；對內交通，現狀沿河兩岸巡河路及下河車道路，可滿足工程內部交通需求。

2 . 4制定有關設備和勞動力的使用方案

根據清淤工作的具體情況的具體需要，安排泥漿泵和有關設備的個數，在計算時，泥漿泵的單泵出土的數量可以按照每天三百立方米計算，從而得出對泥漿泵的需求量，通常安排五名左右的人員負責泥漿泵的工作，要保證二十四小時的不間斷工作。如果本地的設備數量不能滿足施工的要求，要通過各種方式，選用其它地區的有關設備。

2 . 5施工進度計劃和施工中排水、淤泥的挖掘方案

對大沙河河段來說，根據本地氣候條件，結合工程特點，施工工期可選在枯水季節10～4月份，總工期45天。施工準備期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，采用集水坑進行排水，在盡快施工完畢后，避免暴露時間過長，如有積水，可采用水泵抽排。圍堰內基坑排水均采用水泵定時抽排。

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，本次設計采用挖掘機直接開挖上部淤積物，采用分河段進行開挖，首先將河道淤積物進行集中堆放，然后直接裝載運輸至指定地點進行填埋處理。

2 . 6制定泥漿池的看護方案

要對泥漿池進行有效的看護，確保工程質量。在實際工作中，對于單個的泥漿池，一般設置三個人進行看護，并設置三個班組，每組工作八小時，進行晝夜的看護。在小組中設置組長，對人員的工作進行監督，防止意外事件的發生。

2 . 7棄土、底泥的處理方案

進行清淤工作時，如何處理棄土和底泥是一項需要解決的問題，在對施工進行組織設計時，一定要制定好棄土、底泥的處理方案。①按有關規定在現場內外調協各種安全標志牌、警告牌。②臺風、暴雨等惡劣天氣，一律禁止室外施工作業，各種棚架、構筑物和機械設備，要有策應措施。③加強對運輸車輛的管理，在車輛出口處設置高標準洗車池，車輛進入市政道路前必須進行沖洗；配置專門人員，及時清掃維護運輸線路，道路經常灑水；運輸車輛必須符合深圳市關于運輸車輛的有關規定，比如車輛加后蓋、防止撒漏、嚴緊超載、限速行駛等；運輸車輛定期檢修，保持良好狀態，保證機器不漏油。運輸防護措施：在運輸中一定要采用加蓋自卸汽車運輸、晴天時應定時對路面進行灑水防塵、定期對施工車輛進行沖洗。

2 . 8環境保護方案的設計

①采用對水體擾動較小的施工機器，且施工過程管理得當，盡量采用由上游向下游開挖，以減少回淤。②抓斗挖掘機施工時慢速提升抓斗，防止泥土散落河中。③采用密封性較好的車輛進行運輸，且裝卸每一過程嚴格控制。④對于離居民區較近的地區疏浚時要合理安排施工時間，盡量避開居民休息時間。⑤施工期間派專人巡視施工現場，發現問題及時處理。泥漿運輸時對倉庫要留有一定富余量或設置擋板等措施，嚴禁泥漿泄漏河中。⑥開挖施工中嚴格按測設樣標開挖，確保開挖斷面的準確性，避免返工。⑦施工中采用人工與機械聯合作業，特殊地段由人工施工，避免機械的低效擾動，及時清除兩岸陡坡泥土，防止塌落河中。⑧對于清出來的淤泥應及時運至指定的棄土場填埋，運輸車輛要保持清潔，防止對沿途道路及周邊地區的污染，造成二次污染。⑨盡量不占有周邊園林綠化，對不得不占有的綠地及樹木進行生態修復。

以上就是對河道清淤工程的施工組織設計進行的探討，結合在大沙河河段清淤工作的實際情況，對施工組式設計中要注意的問題進行了分析，目的在于做好河道清淤工程的施工組織工作，對河道進行有效清理。

參考文獻：

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中圖分類號：TV文獻標識碼：A 文章編號：

一．前言

伴隨著我國經濟的飛速發展，科學技術的不斷進步，國家加大了對基礎建設的投入，水利工程建設是我國基礎建設的重要組成部分，所以水利工程已經成了我國經濟發展的重要組成部分。在當前，河道的疏浚清淤工作已經成為了人們關注的焦點問題，因為河道的清淤疏浚工作直接關系到水利工程的排洪、排灌能力，已經成為了刻不容緩的問題。在我國當前的河道清淤疏浚工作中，其主要是利用挖泥船作業。在使用挖泥船作業時，我們必須要結合河道的具體情況，主要包括施工的環境，河道的氣候條件等等，根據實際情況具體問題具體分析，提出較為合理的疏浚清淤方案。目前主要的清淤技術就是水下真空清淤技術，在具體的工作中必須選擇合適清淤工具來執行。

二．河道疏浚清淤真空清淤法的工作原理

在河道疏通清淤工作中，是利用空氣的動力學原理以及水力學原理來實施的，這就是常用的真空清淤法。其具體的工作原理是利用高壓風或者壓力水通入混合室，使得混合室形成真空，這樣的話就會產生巨大的壓力差，管外的壓力較大而管內的壓力小，這樣大量的淤泥就會從管口吸入，進入混合室形成大量的流動，使得淤泥從管口被排除。

三．真空清淤系統結構及技術研究

1.真空清淤系統的工藝流程

真空清淤系統是由幾部分組成的，其主要組成部分為：空壓機或者高壓水泵這是清淤系統的動力源、高壓風管或者高壓水管這是清淤系統的動力管、吸泥頭、混合器、吸泥管、輸泥管、揚泥管等等，其具體的工作流程圖如下圖一。真空清淤系統的設計是有具體要求的，在設計時必須要考慮到具體的需要，根據需要選擇合適的設備類型，根據大小型號以及功率不同的清淤器來計算設計其所需要混合器的大小，以及各種管道的粗細直徑，最后根據這些綜合的情況分析確定空壓機或者是高壓水泵的參數。

2.真空清淤的結構

（1）水力清淤混合器的結構

水力清淤混合器的結構如下圖二所示，水力清淤的混合器在實際的應用中，混合器的喉管截面一般是噴水嘴截面的四到十倍，而吸管截面是噴水嘴截面的十五至二十陪，其直徑與喉管的長度是相同的，這樣可以保證被吸入的泥漿處于流動的狀態。對于擴散管而言，將其設計成錐心最為科學，這樣的話可以有效的控制動能轉化為位能的能量損失，而且還能大幅度的提高排出泥漿的位能。當清淤系統實施清淤工作時，被吸入的泥漿量就是高壓水的流量，這兩者是相等的，高壓水和被吸入的泥漿混合使之成為流動性較強的稀泥漿，這樣可以使之在管內比較容易流動，其流動的速度一般是三米到五米每秒，清淤機的工作效率遠遠是低于水泵的工作效率的，一般而言其工作效率大致是水泵工作效率的百分之十到二十左右，這些數據都可以作為參數估算時的參考依據。

（2）氣力清淤的混合器結構

氣力清淤比較有效，典型的空氣混合器結構型式如圖3所示。這種類型清淤機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。壓縮空氣進入吸泥頭混合室的小孔，與管壁的交角不宜大于45度，小孔的總面積，一般采用進氣管凈面積的1．5倍。排泥管不宜過長或急彎，以減少堵塞，彎曲處宜用加大的管徑，并在彎管上方開一個可啟閉的天窗。吸泥頭的空氣箱底部可設置一個活門，以便清除箱內堵塞的泥沙 用于吸泥沙時，排泥管可用膠管，吸含有卵石的泥沙時宜用鋼管并取消下端吸泥口的鋼筋網。而在管口內壁焊上一圈3 X 50mm的扁鋼，以減少卵石在管中卡住的可能。在水深較大或 含有卵石的場所，使用接力式吸泥裝置效果更佳。

四．河道清淤的實例

1.長江三峽工程

長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余萬立方米，月平均強度45萬立方米左右，水下地形復雜，暗礁叢生，槽縫密布，深水作業量大，最大水深24m，15～24m范圍的深水清淤工程量約50萬立方米。

根據多種施工方案比較和論證確定如下方案。對于水深在15m以內的一般清淤，采取以下手段：一是用日本進口的4立方米鏟揚挖泥船，其水下作業深度為15m，淤泥用駁船裝運拋至長江深泓；二是利用400立方米每小時絞吸式挖泥船，作業深度為14m；三是利用閑置的浮吊船或類似船只作為底座，將其改裝成吸泥船，這種吸泥船在船頭安裝兩個管徑250mm“氣力吸泥機。對于水深大于15m的深水清淤，采用的方法是：一是意大利進口深水專用清淤設備一勁馬泵；二是利用其它船只改裝成5立方米。抓斗式挖泥船，進行深水抓挖；三是利用上述改裝的氣力吸泥船，作為深水清淤的輔助設備。

2.雅蒂魯霍工程

印度尼西亞雅蒂魯霍水庫大壩修復工程水下清淤，工程量約1500立方米，清淤面積約4500立方米淤積深度約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發電機組正常運行發電。

針對該工程清淤量小、深水作業、淤積層薄的特點，首選方案為氣力真空吸泥法(挖泥船因水深、量小、且費用昂貴不宜選用)。其主要設備及參數是：自制浮船2艘，船體面積分別為9mx 3．2m和2．5mx 3m，兩套清淤系統，吸泥器管直徑分別為159mm和75mm。其中小的清淤系統負責進水塔周圍5m區域，其它區域由大的清淤系統完成，小的清淤系統的輸送管通入大的清淤系統的主輸泥管。輸泥管每10m設一浮體，以保證輸泥管均勻地浮在水面上。空壓機選用供氣量為12立方米每分鐘一臺，工作壓力為0．9MPa。浮船用纜繩錨固定位，整個清淤過程均由超聲波測深儀和水下電視監控，用以指導定位或及時調整清淤管高度，同時進行錄像，據此作為工程驗收和移交的依據。

五．結束語

水利工程已經成了我國經濟發展的重要組成部分。所以就如何加強河道的疏浚清淤已經成為了人們關注的焦點問題，因為河道的清淤疏浚工作直接關系到水利工程的排洪、排灌能力，已經成為了刻不容緩的問題。雖然隨著我國經濟的發展，技術的進步，河道疏浚清淤工作取得了一定的成績，但是也還存在許多的瓶頸和問題，這就需要工作人員在實際的工作中不斷的探索新的方法，來解決一些實際的問題。同時也要加強對理論知識的學習，不斷的探索提出科學的方法，相信通過不斷的努力，河道的疏浚和清淤工作一定會取得突破性的進展，使水利工程更好的為人們所用。

參考文獻：

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篇（8）

一、河道清淤疏浚的特點分析

大體上可將河道清淤疏浚的特點歸納為以下幾個方面：其一，要嚴格按照施工方案施工，在大多數情況下，需要進行清淤疏浚的河道泥層厚度都不太均勻，并且變化較大。在對河道進行清淤疏浚時，不但要將這些薄厚不一的泥層全部挖除，而且還要盡可能減少非疏浚底泥的超挖，防止河道的自然底泥層被破壞，這給施工作業帶來了一定的困難，所以在施工技術的選擇上必須加以注意；其二，避免二次污染。在對河道進行清淤疏浚的過程中，要確保疏浚物不會對周邊的環境造成影響，并且在運輸過程中，要防止其泄露。與此同時，要求采用的疏浚設備應當具備防污染的能力，這對于開挖、運輸等設備的選擇提出了比較嚴格的要求，換言之，在施工過程中，必須合理選擇清淤疏浚機械設備，以確保不會對環境造成二次污染；其三，當疏浚物從河道當中被挖出之后，需要對其進行合理處置，目前，較為常用的處置方式有固化運輸和就地處理兩種，處置方式的選擇不但直接關系到清淤疏浚施工方法的選擇，而且還與施工進度和成本密切相關。綜上，河道清淤疏浚是一項較為復雜且系統的工程，想要保證清淤疏浚質量，就必須結合工程實際情況，選擇最為合理、可行的施工技術，這對于工程的順利完成具有非常重要的現實意義。下面本文重點對河道清淤疏浚施工技術要點進行論述。

二、河道清淤疏浚施工技術要點

（一）施工前期準備

1.施工總體布置。在對河道進行清淤疏浚前，需要對施工進行總體布置，除了應當遵循因地制宜、便于管理、經濟合理、安全可靠的原則之外，還應當結合工程實際情況，對以下幾點進行充分考慮：其一，應當嚴格按照施工招標文件的相關要求進行布置；其二，必須符合安全、衛生、防火、環保等規定要求；其三，所有臨時設施均應當布置在空地處，并盡可能減少對工程所在地附近永久性建筑物的利用，從而節約資源。

2.測量放樣。①測量。在清淤疏浚正式施工前，應當由工程測量小組會同現場監理工程師做好前期測量工作，主要包括坐標控制樁、水準點、里程樁的測量和資料交底。如果工程所在地的控制網點存在不足時，應當按照設計圖的要求布設三角網，以此作為施工平面控制網；②放樣。這是河道清淤疏浚施工中較為重要的工作之一，具體內容如下：設計河底高程控制、清淤前淤泥表面高程控制等等。

3.施工機械設備。目前，河道清淤疏浚施工基本實現了機械化操作，施工機械設備的選擇直接關系到施工質量、進度和成本，所以必須對此予以足夠的重視。由于大部分河道清淤疏浚施工一般都是帶水作業，故此，挖泥船及其附屬船舶是主要機械設備，在具體選擇時，應當充分考慮設備的可維修性、靈活性以及工程適用性，這樣才能確保清淤疏浚施工有序進行，從而保證施工質量、安全和進度。

（二）施工階段的技術要點

1.試挖。在進行正式清淤之前，應當先進行試挖，通過該環節收集相關數據，準確確定出開挖深度和尺寸，確保工程完成后滿足設計深度的要求。

2.挖泥船施工。在河道清淤施工中，由于設備自身各方面的性能均不相同，所以在施工時技術要點也均不相同，下面進行具體分析。①旋挖式。大量的工程實踐表明，這種清淤方法是目前為止環保性最高的一種方法，旋挖式清淤機采用的是無堵塞泵、旋挖頭，利用機身自帶的液壓系統驅動旋挖頭滾動，由旋挖頭上的切割刀對水下淤泥、垃圾、建筑廢料（直徑≤15cm）等擾松，再由旋挖頭上的腰帶將松動的物質旋送至無堵塞泵的吸口位置處，然后經過泵將物質直接輸送給運輸船或是與排泥管相接，按照要求送至指定地點堆放。②絞吸式。此類挖泥船需要與其它設備配合使用，如排泥泵、運輸船等等。在具體施工時，需要先將船上的定位樁對準挖槽的中心線，然后在開挖的斷面邊線位置處下刀，借助位于鉸刀橋架前端的鋼纜交替收放，在這一過程中，鉸刀左右橫移進行挖泥。絞吸式挖泥船對疏浚巖土的可挖性如表1所示。

表1 絞吸式挖泥船對各種巖土的可挖性

疏浚巖土類別 有機質土 淤泥土 粘性土 砂土 碎石土

可挖性 容易 容易 一般 一般 不適用

③噴吸式。其主要是采用定位樁進行施工，在施工的范圍內，水下錨位全部需要系上浮標，具體施工的過程中，若是遇到較厚的泥層，且超過設備最大挖泥厚度時，則應當采取分層的方式進行開挖，并遵循上厚下薄的開挖原則。需要注意的是，水面以上的土體高度不得超過4m，當超出這一高度時，必須采取相應的措施降低高度，以此來確保開挖施工作業的安全性。

3.邊坡支護。在清淤疏浚施工的過程中，需要預留出一定厚度的土層，并對其進行適當修整，依據設計圖的要求對河道邊坡及底高程進行修整，要確保底高程及邊坡的開挖符合施工圖紙要求。需要特別注意是，施工時不可影響到跨河建筑物的安全，也不得對河岸底部進行開挖。若是邊坡發生滑坡，則應當及時采取相應的措施進行加固處理，如松木樁加固。此外，有些河道的周邊建筑比較密集，這些建筑物對河道施加的荷載相對較大，為了確保施工安全，在施工過程中，需要對河道邊坡進行有效支護。支護方式的選擇可根據工程實際情況而定。

（三）施工質量控制措施

為了確保河道清淤疏浚的整體施工質量，應當在施工過程中，采取如下措施：其一，要對施工作業進行合理安排，并做好排泥區的分倉調度工作，借此來提高設備的利用效率；其二，要嚴格按照測量放樣進行開挖，同時應當了解并掌握管道的實際工作狀況以及排泥區的堆填情況，以免引起河道超挖的情況發生。其三，采取無分層方式進行開挖時，應當針對土質的特性，調整機械設備的下放量，并對最后一刀的深度進行注意，不可超過設計深度。這就要求施工中要對刀頭的下方深度進行有效控制，可通過對挖槽內水深進行校核來調整刀頭的下刀深度。

三、附屬結構工程需要注意的幾個問題

1.閘站、泵站、節制閘、涵閘等工程

圍堰構筑，因為閘站、泵站、節制閘、涵閘均在圩堤的重要節點上，臨時圍堰也有防洪功能，所以必須構筑牢固，堤頂高程必須達到防洪工程，另外日常必須注意巡查，發現問題及時補救。

2.圩堤工程

①圩堤土方：回土前必須先清障，清除樹根、雜草及耕作土，回填土料必須采用優質壤土，掌握好最佳夯實含水量，分層夯實，與老堤結合面必須增做臺階狀狀連接面。

②圩堤漿砌擋墻，必須選擇優質石料，做到塊石搬放平穩，砌石間漿砌必須用小型機具振搗密實。

③擋浪墻工程，支模平直，鋼筋保護層墊塊牢固。

四、結論

總而言之，河道清淤疏浚是一項較為復雜且系統的工作，為了確保清淤工作順利進行，必須做好施工前的準備工作。同時，施工作業人員還應當了解并掌握施工技術要點，并采取合理可行的措施控制好施工質量。只有這樣，才能確保清淤疏浚施工按質按量按時完成，這對于提高河道水質及其通航能力具有非常重要的現實意義。

參考文獻：

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[2]劉華兵.自航耙吸挖泥船疏浚優化的機理分析及工程化應用[D].江蘇科技大學.2011.

篇（9）

Abstract: This paper studied the shield tunnel segment extraction scheme, mainly compared the advantages and disadvantages of semi-transversal scheme and the longitudinal ventilation scheme is different, combined with the specific circumstances of Qingchun pass by river tunnel, finally decided to adopt longitudinal ventilation scheme. And the construction method of these two schemes is introduced, for the similar projects for reference.

Key words: tunnel; smoke; scheme

中圖分類號：U455.1 獻標識碼：文章編號：2095-2104（2013）1-0020-02

1、工程概況

慶春路過江隧道北接杭州市老城區慶春東路，南接江南城（蕭山）市心路，東距錢江三橋2.5公里，西離錢江二橋2.6公里，貫穿錢江新城和錢江新世紀城中心地帶。兩岸新城未來是杭州市乃至浙江省的政治、經濟、文化和金融中心，慶春路過江隧道建設將帶來巨大的社會效益。

慶春路過江隧道主要供城市客運車輛通行，為雙線四車道（單向行駛）。每條隧道都包括兩節引道段和一節盾構段，引道段和盾構段之間均設有通風井。慶春路過江隧道作為杭州市內交通的主要通道，車流量大，人流量多，一旦發生火災，有效保障人員的安全疏散是非常重要的問題。火災煙氣是危害人員安全和妨礙滅火救災的重要因素，因此必須在隧道內設置有效的通風排煙系統。

2、防災通風方案比選

目前國內針對過江盾構隧道發生火災時，在盾構段為排除火災產生的煙霧，常用的有兩種排煙方案：半橫向排煙方案和縱向排煙方案。半橫向排煙方案需在圓形盾構隧道頂部設置煙道板，形成專用排煙道進行排煙見下圖。

圖1 盾構段半橫向排煙方案示意圖

縱向排煙方案則利用車道板上部行車空間排煙，無需設置煙道板見下圖。

圖2 盾構段縱向排煙方案示意圖

（1）半橫向排煙

排煙方式為：利用盾構頂部行車限界上方的富裕空間作為排煙道。當火災發生在江南、江北兩個工作井之間的盾構段時，同時開啟兩個工作井的排煙風機進行排煙，并開啟火災前方位置6個排煙口，同時開啟入口段6臺射流風機進行補風，逆轉開啟出口段2臺射流風機，在著火點形成大于2.4m/s的風速，利用排煙道將煙氣經風塔排出。防災通風氣流組織如下圖。

圖3盾構段半橫向排煙氣流組織圖

（2）縱向排煙

排煙方式為：在東（西）線盾構段發生火災時，開啟盾構段6臺射流風機，江北（南）工作井2臺排煙風機同時運行，出口段2臺射流風機逆轉運行，在著火點形成大于2.4m/s的風速，將煙氣從江北（南）工作井排出。東線隧道防災通風氣流組織如圖4。西線隧道排煙與此相同。

圖4盾構段縱向排煙氣流組織圖

（3）方案比較

兩種排煙方案綜合比較見表1。

表1隧道盾構段排煙方案綜合比較表

通過對兩種方案比較，各有優缺點，也都有一定的不足。結合安全疏散時間、排煙效果可靠性、運營維護等因素，建議選用縱向排煙方式。

3、慶春路過江隧道半橫向排煙方案煙道板施工分析

慶春路過江隧道初步設計階段盾構段火災時采用半橫向排煙方案，半橫向排煙方案需在圓形盾構隧道頂部設置煙道板，間隔60m設一排煙閥，形成專用排煙系統進行排煙。

煙道板施工設計上推薦了兩種方案，即預制煙道板或現澆煙道板。由于施工部位的特殊性（施工部位高距離路面5.141米；施工空間狹小，煙道頂部最高處1.5m，平均高度僅1.05m；隧道部位為圓弧型，煙道板與隧道結合困難。）兩種施工方案在本工程施工中都存在很大的施工難度。

（1）現澆煙道板施工方案

在隧道上方盾構管片上進行植筋，施作牛腿；然后施作厚10cm的C25現澆鋼筋混凝土煙道板，并用兩排吊桿懸吊，如圖5。

圖5慶春路過江隧道現澆煙道板方案及效果圖

現澆煙道板施工存在的難點：

①現澆煙道板施工需在高強度預制混凝土管片上施作牛腿，牛腿植筋工作量大，且施工位置較高，施工空間狹小，人無法正常站立。植筋鉆孔要避開管片內部鋼筋，且植筋鉆孔角度難控制，植筋難度大。腳手架施工，模板安裝，鋼筋綁扎，混凝土澆筑等工序受空間限制，施工質量難以保證。

②受煙道板結構本身長度（現澆鋼筋混凝土煙道板跨度7.337m，厚度為0.1m）及施工空間狹小限制，施工周期長，且只有4個支撐點，必須要求混凝土達到一定強度才能拆模進入下道工序，等強時間較長，工期也難以保證。

（2）預制煙道板施工

需建立煙道板預制廠，批量生產煙道板。待盾構隧道施工完成后，進行煙道板的懸吊安裝。預制煙道板施工存在的難點：

①預制煙道板采用輕骨料鋼筋混凝土板，長7.35米，寬2.0米，厚0.12米，重約1.8噸（采用輕骨料），在生產過程中存在以下問題：

a.不方便水平和垂直運輸，尤其是在盾構隧道中進行起吊及安裝作業，安裝必需采用專業設備。

b.預制煙道板比較長而且比較薄，施工中容易產生裂紋，質量不易控制。

c.預留吊裝孔精度很難保證，在脫模、養護時不便移動，容易斷裂。

②吊裝煙道板的吊裝螺栓桿焊接在管片螺栓上 (或錨固在管片中)，在施工時吊裝螺栓桿的定位、垂直度無法控制，增加了吊裝施工難度

③施工空間小，施工范圍在0～1.5 m之間，不易進行嵌縫工作。

4、盾構段排煙方案綜合比較

綜上所述，理論上講半橫向排煙方式能夠更好的控制煙氣流動，將煙氣迅速排出隧道；當火災點下游發生交通阻塞時，半橫向排煙方式隧道疏散的可用安全疏散時間比縱向排煙方式時要長；在火災點下游交通順暢的情況下，兩種排煙方式的可用疏散時間相同。本隧道江北側設置有左、右兩條匝道，每條匝道均為雙車道；江南設置有A、B匝道，也均為雙車道，由于江中盾構段東、西線隧道各為兩條車道，故從遠期來看無論在盾構段哪一位置發生火災，在火災點下游均有四條車道可供疏散，且可以對隧道內外的道路交通疏解進行聯控，因此在火災點下游發生交通阻塞的可能性很小；近期雖然江南主線未開通，西線隧道僅通過匝道疏散，但由于近期交通量較小，在火災點下游發生交通阻塞的可能性也比較小，因此縱向排煙方式也能滿足隧道安全疏散時間要求。半橫向排煙方式存在系統控制復雜、煙道板施工及后期運營維護難度大、投資高等缺點。

到目前為止，鑒于國內水底盾構隧道尚無采用半橫向排煙方式的成功實例，而縱向排煙方案技術相對成熟，且縱向排煙方案節省了煙道板投資，避免了煙道板的施工難度，降低了火災控制復雜性，對隧道日常安全運營較為有利。因此，本隧道盾構段防災排煙推薦采用縱向排煙的方式。

5、國內同類隧道火災排煙實施簡況

（1）武漢長江隧道

隧道外徑11m，盾構段長約2.5km，隧道原設計為半橫向排煙，現擬取消，最終方案未定，見圖6。

（2）上海大連路隧道

單管兩車道隧道，盾構段長約1.27km，采用縱向排煙方案，見圖7。

圖6武漢長江隧道圖圖7上海大連路隧道

6、結束語

目前，國內尚無已建成運營同類隧道煙道板施工成功案例。僅有施工中的上海崇明越江工程南港隧道正在進行煙道板實驗性施工，但200m的試驗段施工因存在較多問題而停止施工。

慶春路過江隧道盾構段長約1700米，屬于長隧道，但不算太長，可以采用縱向排煙方案作為其火災時的排煙方案。在實踐中，不斷總結經驗，用科學的方法去研究，才能得到排煙方案的最優方法。

參考文獻：

[1] 《建筑設計防火規范》 GB50016-2006

[2] 《建筑內部裝飾設計防火規范》 GB50222-95

篇（10）

黃河是我國文化的發祥地，黃河水是我國西北、華北地區的主要水源。“豐蓄枯用，冬蓄春用，科學引用黃河水”是黃河中下游地區針對十年九旱、黃河斷流、棄水入海的基本水情，統籌考慮生產、生活、生態用水，解決黃河水時空分布不均，促進人與自然和諧發展的一大創舉；而引黃灌渠是其中重要組成部分之一，因為黃河的含沙量高，加上灌區水流速小極易造成灌區泥沙大量沉積，堵塞河道[1]。河道清淤指治理河道，屬于水利工程。通過機械設備，將沉積河底的淤泥吹攪成混濁的水狀，隨河水流走，從而起到疏通的作用。針對引黃灌區泥沙沉積問題開展的清淤自動化裝備研究開發將有利于增強渠道的引、排、蓄、供等功能，有利于改善水環境質量，有利于加快建設現代新農村、推進城鄉一體化步伐。

1 背景和意義

農村的改革開放雖然給農業帶來了前所未有的生機，解決了農民的溫飽問題，為農業的快速發展打下了堅實的基礎；但因糧食作物得不到灌溉，導致農業增產不增收，制約了農業的進一步發展。引用黃河水淤灌農田，在黃河上、中游已有2000多年的歷史。秦漢時期，就先后修建了鄭國渠、白渠等灌溉工程，使關中地區大得其利[2]。

有一句老話叫做“官不治水、民不樂業”，直接反映了水利事業的重要性與農民對水利事業發展的要求。興修水利功在當代、利在千秋。措施有三種：一是增加新的水利設施；二是修復擴建；三是清淤增容。前兩種既受資金、勞力的制約，又受自然地理環境的影響，實施起來牽涉面廣、工作量大。第三種則相對比較容易實施，可用最少的投入取得最大的經濟效益。

2 國內外河道清淤設備研究現狀及不足

2.1 國外研究現狀

同造船業一樣，疏浚業源于歐美。1660年鏈斗式挖泥船的雛形“泥碾船”在荷蘭首創獲得成功。1855年美國人制成莫爾茨將軍號吸揚式挖泥船，用于開挖南卡羅來納州查爾斯頓港的攔門沙。1869年荷蘭制成吸揚式挖泥船，用于蘇伊士運河工程。隨著西方國家工業化和世界經濟的發展，石油輸運、集裝箱輸運、河海聯運等推動了世界港口和航道的建設，疏浚設備也因此得到快速發展。

（1）絞吸式挖泥船；圖1所示：絞吸式挖泥船源于美國并獲得極其廣泛的應用。1884年在美國加利福利亞的粵克蘭港，用一艘具有圓柱狀絞刀的絞吸式挖泥船挖掘一層層的砂石，其排泥管直徑達500mm、泥泵直徑達1.8m。1896年芝加哥美洲疏浚公司建造的“beta”號絞吸式挖泥船，吃水深度1.95m，有2個獨立的泥泵，吸管直徑850mm是當時最大的挖泥船。1986年“leonardo da vinci”號自航絞吸式挖泥船研制成功，該船總裝機容量20250kw，其中絞刀功率4400kw，裝有計算機控制的自動化挖掘系統，可以使挖泥船操控達到最佳狀態！那個時代被稱為巖石疏浚的黃金時代[3]。

（2）耙吸式挖泥船的發展；圖2所示：絞吸式挖泥船大多是靜態作業，抗風浪能力弱，適合在內河航道及湖泊疏浚，而耙吸式挖泥船具有自航能力，調遣費用低，挖深大，輸泥距離不受限制，故特別適合于遠距離取沙的填海造地、大型港口航道的建設與維護等工程。

2.2 國內研究現狀

在我國，交通系統擁有大中型的疏浚設備，以耙吸式和絞吸式挖泥船為主，數量不多但分布相對集中，疏浚能力強大。水利系統則以中小型挖泥船居多，各種類型應有盡有，數量龐大，分布在全國各地。目前我國常用的清淤機械有兩棲式清淤機，兩棲絞吸式清淤機、長臂自航式清淤機、水管道清淤機、機井清淤機、水力挖泥機、淺魚池人工牽引船體式清淤機、螺旋滾筒潛水式清淤機、旋輪式水下清淤機、半旱式清淤機等。如圖3、圖4所示為兩種典型清淤機和挖泥船[4][5]。

2.3 現有清淤自動化設備不足

雖然國內外的清淤機種類很多，但是不適合引黃灌區的大泥沙量清淤現狀，它們存在著以下問題：

（1）功率大、能耗高，挖泥淺，一般只能挖深5～15m的疏松泥砂和土層；（2）旋轉構件多，如斗輪、絞刀和砂泵等構件磨損嚴重，更換頻繁，維修量

大，運行成本高，設備管理復雜；（3）用機械式斗輪、絞刀破碎水下土巖，造成水質變壞，污染環境。

而灌區沉沙池的嚴重淤積、廢棄，給鄉村帶來了一系列嚴重惡果。

（1）種植業用水受到威脅。一部分依靠灌區灌溉的農作物輕則干旱減產，重則荒蕪失收。（2）水土保持作用減弱。邢家渡灌區蓄水蓄沙、緩沖能量、減輕山洪對泥沙的沖刷，是水土保持的主要工程措施之一。由于邢家渡灌區的淤積和廢棄，蓄水容積減少，對山洪抗擊能力明顯減弱。

3 泥沙清淤自動化裝備結構設計

3.1 方案的選擇

要機動、靈活、高效實現灌渠泥沙清淤工作，研究、設計合理的自動化裝備結構部分至關重要。在最初步設計的4套方案中，經過三方領導專家的反復論證，并在solid edge平臺上繪制出了三維結構圖樣，從操作及維護保養方便程度、性能價格比、可靠性、穩定性、實用性等方面綜合考慮，最終確定了水下行走攪拌式清淤方案。

3.2 水下清淤機器人方案設計

水下機器人也稱無人遙控水下行走機器，它是一種可在水下移動式機器：由岸邊或水面上的工作人員，通過連接裝備的臍帶提供動力，操縱或控制水下清淤機器人[6]。如圖5、圖6、所示，該方案是利用最新的小型履帶行走機器人技術，設計出小型履帶式可在壩面行走，并可在水下工作的機器人，為了避免上述回轉機器人回轉裝置的不足，將工作裝置設計成不可回轉，但增加了前端臂的擺臂動作，是臂前部的旋轉攪動裝置可在120度范圍內轉動增大作業范圍。

3.3 新型水下自動化清淤裝備具有以下特點

（1）該設計中引入了先進的機器人設計思想，整體結構緊湊，自動化程度高；（2）由于該水下自動化清淤裝備可以根據實際情況靈活定位，所以整體結構尺寸較小、重量較輕，移動、定位方便，機動靈活；（3）只需一名操作人員，即可完成整個清淤過程。

4 結語

本文詳細介紹了引黃灌區泥沙清淤的重要性，在充分分析國內外泥沙清淤設備現狀及不足的基礎上提出了一種新型的水下自動化清淤裝備。該裝備可直接自行進入渠道內，并將沉積渠道底的淤泥吹攪成混濁的水狀，隨河水流走，疏通渠道，其有利于改善水環境質量，有利于加快建設現代新農村、推進城鄉一體化步伐。

參考文獻：

[1]王艷華.引黃灌區水沙資源優化配置[d].中國水利水電科學研究院，2007.

[2]姜海波.位山灌區水沙調度方式與沉砂池輸沙通道技術研究[d].山東大學，2012.

[3]胡建，戴清，袁玉平等.引黃灌區不同粒徑泥沙的運動規律與處理利用[j].中國農村水利水電，2008（6）.