贛州市某河道清淤疏浚施工技術(shù)控制方法分析

李燕忠

(贛州市河湖保護中心，江西 贛州 341000)

0 前 言

隨著社會的發(fā)展，人類活動的不斷增多，極端天氣問題頻發(fā)，部分生態(tài)環(huán)境較為脆弱的地區(qū)會出現(xiàn)水土流失、行洪風(fēng)險等問題，尤其是在河道周圍區(qū)域，由于部分河流河曲的發(fā)育不夠健全，加之受多年自然氣候的影響，使得河段淤積情況較為嚴重，如果沒有適當(dāng)進行河道清淤疏浚作業(yè)，很有可能會出現(xiàn)河道過流斷面縮小等問題，對周圍生活的居民人身財產(chǎn)安全造成威脅。

1 河道清淤疏浚施工案例背景分析

1.1 工程概況

文章施工案例位于贛州市贛江貢江的下游段，起點為贛縣區(qū)茅店鎮(zhèn)汶潭壩，終點是章貢二江匯合口，全長為15km，工程總體起推斷面位于貢江河口，所需要控制的集水面積為27074km2。附近共有6個水文站，工程區(qū)域環(huán)境主要為河流沖積堆積地貌，且河流兩側(cè)能夠看到起伏的丘陵崗地，河流流向為自東向西，河流兩側(cè)沖擊堆積階地地勢平坦開闊，階地上分布著大量的城市居民，贛縣區(qū)段左岸大部分為山體，且基巖裸露。此次工程的施工難度較大，且工程量較多，施工環(huán)境也較為復(fù)雜。

1.2 工程任務(wù)

由于該河段邊為灘漫發(fā)育，所以導(dǎo)致局部河段的泥沙淤積形勢嚴峻，枯水期部分河段水面萎縮情況較為嚴重，這樣會進一步影響到河道的生態(tài)情況，灘面凌亂，會阻礙周圍居民和游客的人身安全。因此，本次工程要通過河道疏浚清淤整治的方式，清除周圍的阻水邊灘、中心灘，使得貢江行洪斷面銜接流暢，提高其行洪能力。整治流量按照20a和50a一遇的洪峰流量設(shè)計，枯水整治流量采用12-2月的枯水期多年平均流量設(shè)計。

2 河道清淤疏浚施工技術(shù)風(fēng)險分析

2.1 案例工程現(xiàn)存問題

工程項目主要問題和重、難點出現(xiàn)在以下4部分，如表1所示。

表1 案例工程存在問題

由于此些區(qū)域的淤泥較為嚴重，進而對周圍的生態(tài)環(huán)境造成了影響，使得工程難度變大，涉河工程較多，對工程協(xié)調(diào)和人員技術(shù)要求極高。

2.2 容易出現(xiàn)水土流失

受河道環(huán)境變化影響，在進行施工情況調(diào)研時，確定了該項目區(qū)域?qū)儆谀戏郊t壤丘陵侵蝕區(qū)，主要的侵蝕影響因素為水力侵蝕，面蝕較多，溝蝕較少。在相關(guān)工程之中，出現(xiàn)水土流失情況屬于常見現(xiàn)象，這也進一步提高了施工技術(shù)的難度。在施工的過程當(dāng)中，一定會對原地貌產(chǎn)生破壞，而損害部分的土地，會出現(xiàn)不同程度的水土流失。而如果對棄渣面不采取一定的措施，那么在雨季時的水土流失現(xiàn)象會更多，對河道行洪也會產(chǎn)生一定的影響[1]。

2.3 社會穩(wěn)定風(fēng)險因素

社會穩(wěn)定風(fēng)險因素主要是指，在施工過程中周圍施工環(huán)境對交通、水利、社會治安以及公共安全所造成的影響。本次工程之中對社會穩(wěn)定風(fēng)險因素的影響主要有：技術(shù)經(jīng)濟中工程方案；在施工過程中會涉及污水的排放以及施工垃圾存放等問題，可能會對周圍生態(tài)環(huán)境造成極大的污染；另由于河道清淤疏浚工程量較大，且重、難點工程較多，在施工過程中會使用到大量的大型設(shè)備，這些設(shè)備所產(chǎn)生的噪聲以及振動會對周圍環(huán)境造成不同的影響[2]。

2.4 施工環(huán)境較為復(fù)雜

此項工程之中的環(huán)境復(fù)雜，對施工技術(shù)也可能造成極大的威脅，通過對周圍水文地質(zhì)環(huán)境的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)了本次工程中存有岸邊穩(wěn)定地質(zhì)問題，其抗沖刷的能力較差，使得岸邊的土層很容易被沖刷走，如果坡腳臨空出現(xiàn)了失穩(wěn)以及崩塌等問題，會對后期的汛期影響更大，容易影響到后續(xù)工程的推進。就疏浚區(qū)域的工程地質(zhì)條件評測而言，雖河道總體較為順直寬闊，但是河床上為心灘、邊灘以及漫灘的發(fā)育。而堆積材料的場地環(huán)境也較差，容易出現(xiàn)泥石流等自然災(zāi)害。

3 河道清淤疏浚施工技術(shù)控制方法

3.1 做好水文地質(zhì)分析

為保證后期的施工質(zhì)量在進行河道清淤疏浚施工以前，則要對工程區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)情況加大分析力度，其中包括河道流域概況、水文氣象、水文測站及資料情況、徑流、洪水特性、地質(zhì)概況、地層巖性等，根據(jù)上述內(nèi)容從而制定科學(xué)的施工計劃，減少工程中的不確定因素，從而提高工程質(zhì)量[3]。由于工程區(qū)域的沿河兩岸以及河床的地質(zhì)條件等，對施工的影響因素較多，因此本段就工程水文地質(zhì)研究方面巖土層的物理力學(xué)指標(biāo)以及建議值，做了以下分析與判斷：

1)工程沿河兩岸及河床多數(shù)屬于第四系沖擊地層覆蓋，局部可以觀測到基巖低矮山體。

2)根據(jù)河道清淤疏浚工程實際需求，需要涉及對層砂壤土、層中粗砂、層圓礫進行治理。

3)經(jīng)室內(nèi)土工試驗，結(jié)合水文地質(zhì)勘測情況提出如下建議可參考表2。

表2 工程區(qū)巖土層物理參數(shù)建議值

其中容重=密度和重力+速度的乘積，即γ=ρg,(密度公式ρ=m/V(kg/m3)；單位體系所有的重量公式γ=G/V(N/m3)。內(nèi)摩擦角的計算過程為：τ=σtanφ+c，σ= σ1cosθ+σ3sinθ(正應(yīng)力)；τ= (σ1-σ3)cosθsinθ(剪應(yīng)力)。摩擦系數(shù)計算公式為：mgsinθ0=μmgcosθ0，得：μ=tan θ0。承載力特征值修正公式為：fa=fak+nbγ(b-3)+ndγm(d-0.5)。水力坡降計算公式為：J=dh/ds。

3.2 工程淤泥方量計算

工程淤泥方量計算包括洪水水面計算與設(shè)計、河道斷面計算與設(shè)計、工程量測計算與設(shè)計、徑流以及清淤高程計算與設(shè)計。只有根據(jù)水文地質(zhì)勘查，獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，才能保證計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，本段就主要計算方法與設(shè)計思路進行分析：徑流方面，根據(jù)徑流特性分析，此流域的主要徑流來源于降水，并且年際與年內(nèi)之間的分布不均，各月份的分配表數(shù)值可參考表3。

表3 各月徑流分配表

根據(jù)該工程段內(nèi)貢江河口斷面1957-2015年之間的徑流進行分析，在計算時結(jié)合了目估適線法，理論頻率曲線線型則采用了P-Ⅲ型曲線，最終得出貢江河口斷面多年的平均流量為718m3/s，Cv=0.31，Cs/Cv=2.0，多年平均徑流的深度為839mm。其河口各設(shè)計代表年逐月平均流量可參考表4。

表4 貢江河口各設(shè)計代表年逐月平均流量

依據(jù)上下游水站進行了年徑流分析，成果數(shù)據(jù)如表5所示。

表5 贛江上游有關(guān)測站年徑流成果表

為保證治理完之后的通航能夠滿足基本流量，對其航段的規(guī)劃做了相關(guān)分析，目前贛州水位站至章貢匯合口段屬于贛江航段已經(jīng)達到了Ⅲ的標(biāo)準(zhǔn)，最低通航流量需要滿足98%。贛州水位站至上游屬于贛州市～于都縣航道現(xiàn)狀為Ⅶ級，最低通航流量需要滿足95%。經(jīng)計算設(shè)計水位分別為91.74m、92.20m，通過流量關(guān)系曲線圖最終確定了流量分別為217m3/s、350m3/s可參考圖1。贛州水位站采用的高程系統(tǒng)為假設(shè)高程，其換算關(guān)系為：黃海高程=贛州水位站假設(shè)高程-0.34m。如圖2所示。

圖1 贛州水位站水位～流量關(guān)系曲線

圖2 贛州水位站水位綜合歷時曲線

3.3 主要工程問題建議

1)針對此項工程治理項目較多，工程量較大對技術(shù)人員要求較高等問題，在施工以前要加大各部門之間的溝通與聯(lián)系，并要對重、難點工程項目進行分析，采用模塊化的方式，將問題逐一分解。

2)針對施工過程中可能會出現(xiàn)的水土流失現(xiàn)象，加大對水土保持的設(shè)計，首先應(yīng)做好水土流失現(xiàn)狀分析工作，依據(jù)上述水文地質(zhì)調(diào)查內(nèi)容，進行水土流失預(yù)測與分析，做好重點治理和監(jiān)督區(qū)域的規(guī)劃。可采用表土剝離、C20混凝土截水溝、表土回填、擋渣墻以及植物防治、臨時防治等措施，提高水土保持工作的實效性，并要做好后期的監(jiān)測以及管理工作，依據(jù)總投資金額，做好水土保持投資估算。

3.4 做好施工整體規(guī)劃

為能夠保證施工過程的順利開展，管理人員以及技術(shù)人員要加大對工程任務(wù)的分析，加強對區(qū)域自然環(huán)境以及社會經(jīng)濟的研究，減少由于人為因素對工程整體所造成的干擾，并要進一步明確工程治理范圍，對階段性整治效果以及影響做好評估[4]。在施工組織設(shè)計方面，由于參建部門以及設(shè)計技術(shù)專業(yè)項目較多，因此為進一步把控工程技術(shù)質(zhì)量，應(yīng)注重信息化技術(shù)的引入，需要建立起有效的溝通平臺，從而保證在發(fā)生工程問題時，可以及時聯(lián)系到管理及技術(shù)人員，快速實行補救。其次，施工原料以及機械設(shè)備對工程技術(shù)影響也較大，部分堆料場環(huán)境較差應(yīng)做好防護工作，并指派專人看管，在利用設(shè)備設(shè)施進行作業(yè)以前要加大對設(shè)備設(shè)施的狀態(tài)檢測，避免在施工過程中出現(xiàn)中斷現(xiàn)象。最后，要制定相關(guān)施工技術(shù)質(zhì)量控制制度，對臨時房屋以及公用設(shè)施實行集中布置，集中管理。

3.5 加強工程節(jié)能設(shè)計

結(jié)合施工工程的能耗狀況，可以從以下幾個方面對工程進行節(jié)能設(shè)計：

1)施工布置節(jié)能設(shè)計。工程的施工布置設(shè)計應(yīng)該遵循“因地制宜、便利施工、少占耕地”的原則，充分利用施工場地現(xiàn)有的資源和設(shè)施，減少資源的不必要損耗。

2)在照明節(jié)能設(shè)計上。工程可依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采用高光效光源；采用效率高、利用系數(shù)高、配光合理、保持率高的高效優(yōu)質(zhì)燈具；對于熒光燈和高壓氣體放電燈，采用能耗低性能優(yōu)的節(jié)能型電感整流器或電子整流器。保障了工程施工的照明設(shè)備在低能耗的條件下實現(xiàn)高效照明，滿足施工工程的施工條件。

3)在設(shè)備的節(jié)能設(shè)計上。一方面，施工團隊要科學(xué)化、合理化的配置工程所用的設(shè)備，保證設(shè)備之間的聯(lián)系，使用效率維持在較高的層次，能夠減少能源的無意義損耗。另一方面，要定期對投入工程的施工設(shè)備進行檢修，及時修理和更換機械設(shè)備受損的零部件，確保機械設(shè)備能夠正常運轉(zhuǎn)，避免了因零部件出現(xiàn)損壞，導(dǎo)致設(shè)備的工作效率和能源利用率降低，造成的能源損耗。

3.6 設(shè)立風(fēng)險預(yù)警機制

該工程在施工過程中會從工程方案的制定、水體污染物排放、噪聲污染、交通、社會治安等因素上對社會穩(wěn)定構(gòu)成風(fēng)險。鑒于此，以贛州市為代表的河道清淤疏浚施工工程有必要結(jié)合具體工況信息建立健全風(fēng)險預(yù)警機制，擬定風(fēng)險防范計劃案，保證人與人、人與自然的和諧相處。

4 結(jié) 語

綜上所述，河道清淤疏浚施工由于需要依靠人為去改善自然環(huán)境，因此在施工過程中的不確定性以及風(fēng)險因素較多，就施工技術(shù)方面而言，工作人員首先要加大對地區(qū)水文地質(zhì)條件的分析，依據(jù)正確、科學(xué)、有效的數(shù)據(jù)資料，計算工程量，合理制定施工計劃。減少施工過程中的風(fēng)險因素，保證每一施工環(huán)節(jié)能夠安全有序地開展，從而推動我國社會主義現(xiàn)代化水生態(tài)文明建設(shè)不斷發(fā)展。