摘要:本文主要是以上海市郊區(qū)河道疏浚工程為實(shí)例,并且闡述了河道疏浚方法的選定、設(shè)備的采用、測(cè)量、竣工驗(yàn)收以及疏浚之后的淤泥處理等方而的做法及經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞:河道;疏浚機(jī)械化技術(shù);整治工程
引言
河道主要是水資源的基本載體,同時(shí)也是防洪、排澇、引水、灌溉、水資源調(diào)度以及水環(huán)境改善的基礎(chǔ)。河道的水面積以及槽蓄容量等指標(biāo)對(duì)于土地利用、防洪排澇能力的評(píng)估、水資源調(diào)度能力的分析、河道納污能力的計(jì)算等均具有十分重要的作用。上海市域內(nèi)的河網(wǎng)密布,而大小河流縱橫交錯(cuò),現(xiàn)有河道2.38萬(wàn)條,河道總長(zhǎng)度為2.16萬(wàn)km,二點(diǎn)一六萬(wàn)千米,每1km2內(nèi)有河道3.41km,水域面積是有687.7km2,占全市總面積的10%,由于上海城市化進(jìn)程的加快,河道的淤積和人為填堵現(xiàn)象十分嚴(yán)重,導(dǎo)致河床抬高,河道水面積及調(diào)蓄水量日益減少,防洪排澇能力、航運(yùn)能力和水環(huán)境質(zhì)量下降。經(jīng)2001年上海市水資源普查報(bào)告顯示,全市河道淤積量計(jì)14500萬(wàn)km3,其中區(qū)級(jí)以下河道淤積量占總淤積量的83.41%,所以疏浚河道的工作重點(diǎn)應(yīng)放在區(qū)級(jí)以下河道上,才能顯示出疏浚的明顯效果。
1.關(guān)于河道疏浚技術(shù)
疏浚是一門十分古老的技術(shù),在我國(guó)其使用的年代可追溯到公元前數(shù)千年,但是作為一門新興的科學(xué),卻是伴隨著歐美的航運(yùn)事業(yè)發(fā)展起來(lái)的。在目前階段,美、日、德以及荷蘭等國(guó),對(duì)于港口航道的疏浚已普遍采用大型高效挖泥船,然而我國(guó)在清淤固堤的長(zhǎng)期實(shí)踐中也積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。
疏浚工程其主要的目的就是挖深河流或海灣的淺段,同時(shí)提高航道通航或者排洪能力,開挖港池以及進(jìn)港航道等以興建碼頭及港區(qū)。在最近的幾百年來(lái),疏浚工程進(jìn)一步擴(kuò)展到其它基礎(chǔ)施工領(lǐng)域,其中最為主要是吹填造陸工程。吹填就是將挖泥船挖取的泥砂,通過(guò)排泥管線輸送到指定地點(diǎn)進(jìn)行填筑的作業(yè)。由此可見,疏浚工程對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,特別是對(duì)水上交通、水利防洪以及城市建設(shè)等的作用是非常重要的。
1.1河道疏浚的主要方法
在目前為止河道疏浚方法有很多,有的是水下疏浚,有的是干河疏浚,有的是依靠水力疏浚,也有的是采用爆破等手段疏浚。
根據(jù)疏浚技術(shù)現(xiàn)狀來(lái)看,其主要是包括工程疏浚技術(shù)、環(huán)保疏浚技術(shù)以及生態(tài)疏浚技術(shù)等。但是根據(jù)技術(shù)成熟度以及采用情況來(lái)將,其中的工程疏浚技術(shù)居首,環(huán)保疏浚技術(shù)是近年開發(fā)并且已進(jìn)入大規(guī)模采用階段的成熟技術(shù),關(guān)于生態(tài)疏浚技術(shù)則是在最近幾年提出并且在局部實(shí)施的新技術(shù)。
關(guān)于上海市郊區(qū)河道疏浚的方法其主要就是水下疏浚,所采用的技術(shù)主要為工程疏浚技術(shù),環(huán)保疏浚技術(shù)和生態(tài)疏浚技術(shù)正處在蓬勃發(fā)展階段。上海市水利協(xié)會(huì)2004年組織專家對(duì)全市有代表性的八個(gè)區(qū)域進(jìn)行的調(diào)查和考察,認(rèn)為一批水生態(tài)修復(fù)技術(shù)已經(jīng)取得了較為成功的經(jīng)驗(yàn),在現(xiàn)階段已經(jīng)是逐步的被推廣。
1.2關(guān)于河道疏浚的主要設(shè)備
對(duì)于河道疏浚技術(shù)其是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程,并且對(duì)一項(xiàng)具體的河道疏浚工程,必須要進(jìn)行綜合考慮工程的地理環(huán)境、水體特征、污染物的種類與含量等工程特性并有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì),根據(jù)工程特性不同,所采用的疏浚技術(shù)、設(shè)備及方法也不同。中國(guó)疏浚業(yè),歷史悠久,已經(jīng)是有了一百年的歷史。在1895年荷蘭IHC公司就為中國(guó)建造了挖泥船。今天中國(guó)的疏浚能力已位居世界前列,主要疏浚力量分布在交通、水利等部門。水利系統(tǒng)在江河湖泊的治理中,在農(nóng)田水利建設(shè)中,機(jī)械疏浚力量形成了一定的規(guī)模,據(jù)調(diào)查,目前在長(zhǎng)江、黃河、海河流域共有近200艘挖泥船,年設(shè)計(jì)疏浚能力為六千多萬(wàn)km3。自從二十世紀(jì)七十年代以來(lái),美國(guó)、日本及歐洲的一些發(fā)達(dá)國(guó)家,就開始投入大量人力、物力,致力于環(huán)保疏浚技術(shù)的研究,并取得了一定成果。盡管各國(guó)常用的疏浚技術(shù)與設(shè)備各有特點(diǎn),但是,在大體上分為五個(gè)方面:一是鏈斗式挖泥船;二是絞吸式挖泥船;三是自航耙吸式挖泥船;四是爪斗式;五是鏟揚(yáng)式挖泥船。
上海市郊區(qū)河道疏浚設(shè)備現(xiàn)主要使用的是泥漿泵沖、抓斗式挖泥船抓挖、兩棲式挖泥船抓挖等多種方式。全市各區(qū)縣建立了專業(yè)施工隊(duì)伍,主要是依靠機(jī)械化進(jìn)行常年疏浚,同時(shí)建立了水面保潔隊(duì)伍,設(shè)立專職保潔員,從而使全市的河道整治工作取得了明顯成效。
2.關(guān)于河道疏浚的質(zhì)量控制
上海市郊區(qū)河道整治過(guò)程中認(rèn)真做的做好以下幾方面內(nèi)容。
2.1要注重工程的實(shí)效以及強(qiáng)化質(zhì)量管理
在進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程當(dāng)中,每級(jí)的水利部門將質(zhì)量管理貫穿于工程的設(shè)計(jì)、施工以及驗(yàn)收等每一個(gè)環(huán)節(jié),要嚴(yán)格實(shí)行施工招投標(biāo)制、工程質(zhì)量監(jiān)理制以及項(xiàng)目法人制,同時(shí)要完善質(zhì)量安全管理網(wǎng)絡(luò)。市水務(wù)局作為全市水行政主管部門,切實(shí)加強(qiáng)檢查督促,并且要專門成立了郊區(qū)水利建設(shè)專項(xiàng)工程驗(yàn)收考核小組,購(gòu)買了專門的檢測(cè)設(shè)備和儀器對(duì)各區(qū)縣的區(qū)級(jí)、鎮(zhèn)級(jí)疏浚的河道進(jìn)行抽查復(fù)測(cè),以此來(lái)保證工程的質(zhì)量。
2.2要嚴(yán)格考核的制度以及制定出獎(jiǎng)懲條例
市政府把河道整治作為環(huán)境保護(hù)和建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容,在1998年成立了上海市河道污染綜合整治領(lǐng)導(dǎo)小組,同時(shí)也制定了《上海市河道污染綜合整治三年目標(biāo)和計(jì)劃》。自從在1998年開始,市水務(wù)局每年安排冬春水利河道疏浚計(jì)劃,主要針對(duì)鎮(zhèn)、村級(jí)河道的淤積問(wèn)題而開展。并組織驗(yàn)收考核小組,制定詳細(xì)的考核標(biāo)準(zhǔn),分區(qū)進(jìn)行考核打分。在此之外,各區(qū)縣水務(wù)部門根據(jù)財(cái)力狀況,每年均要安排一些小型農(nóng)田水利建設(shè),其中就包括鎮(zhèn)、村級(jí)河道的疏竣任務(wù)。這些工程的實(shí)施改善了郊區(qū)河道的淤積狀況,提高了排澇調(diào)蓄的能力。市水務(wù)局在每年冬春水利大檢查中對(duì)疏浚河道的合格率進(jìn)行評(píng)定,作為年度冬春水利考核指標(biāo)之一,并且對(duì)優(yōu)勝者進(jìn)行財(cái)政的獎(jiǎng)勵(lì)。
2.3關(guān)于河道淤積量的確定
關(guān)于河道淤積程度主要是考核區(qū)域河道現(xiàn)有河床深度與設(shè)計(jì)河深之比,它是衡量河道的過(guò)水能力與水土流失狀況的指標(biāo)。河道深度小于設(shè)計(jì)斷面70%定為淤積河道,在疏浚之前,必須對(duì)河道的淤積量進(jìn)行計(jì)算。
因?yàn)楹拥雷匀怀练e或人為因素的影響,從而導(dǎo)致了河道河床淤積和槽蓄減小,淤積量反映了河道的自然規(guī)律和河道管理水平。在上海境內(nèi)河道除天然河道以外,還有相當(dāng)一部分人工開挖河道,兩者之間的淤積量計(jì)算有一定的區(qū)分。
(1)人工開挖河道,其淤積量等于河道開挖過(guò)程中的河道大斷面面積和現(xiàn)狀實(shí)測(cè)河道大斷面面積之差乘以該斷面的河道控制長(zhǎng)度的總和。即:
W淤泥=Σ[(Sj開挖-Si現(xiàn)狀)×Li河道]
(2)自然的河道,其淤積量的測(cè)量以及計(jì)算比較為困難,除采用人工淤積探測(cè)量方法之外,還要采用河道規(guī)劃斷面與實(shí)測(cè)斷面相擬合的方法確定河道淤積量。
2.4要對(duì)河道開挖量的進(jìn)行確定
所謂的開挖量指河道規(guī)劃斷面與現(xiàn)狀斷面面積之差乘以該斷面河道控制長(zhǎng)度的總和,即:W開挖=Σ[(Si規(guī)劃―Si現(xiàn)狀×Li河道)]
如果是人工開挖河道,其開挖量等于淤積量,如果是自然的河道,那么通常規(guī)劃斷面大于現(xiàn)狀河道斷面,其開挖土方量大于淤積量,由于產(chǎn)生部分實(shí)土開挖土方量。各區(qū)在河道整治過(guò)程中一般按照河道的規(guī)劃斷面進(jìn)行整治,所以開挖土方量是區(qū)河道整治的重要的數(shù)據(jù)。
2.5關(guān)于河道規(guī)劃斷面的確定
在郊區(qū)河道整治中河道規(guī)劃斷面主要考慮堤頂高程、河底高程以及邊坡系數(shù)。上海市郊區(qū)河道規(guī)劃斷面應(yīng)滿足表1、表2以及表3中的標(biāo)準(zhǔn)要求。
表1堤頂高程的標(biāo)準(zhǔn)
表2河底高程標(biāo)準(zhǔn)
表3 各種土質(zhì)條件下的河岸邊坡系數(shù)的參考值
3.對(duì)河道疏浚工程施工的測(cè)量
在對(duì)河道疏浚工程的施工測(cè)量過(guò)程中,其主要是包括下列內(nèi)容:一施工控制系統(tǒng)的建立;二疏浚河道中心線定線;三細(xì)部輪廓定點(diǎn)放樣,在施工過(guò)程中的水上、水下地形、斷面測(cè)量、工程量計(jì)算以及工程竣工驗(yàn)收測(cè)量等。
關(guān)于測(cè)量程序:首先就是要測(cè)量現(xiàn)有河床斷面,在經(jīng)過(guò)和設(shè)計(jì)斷面相比較,從而確定開挖土方量以及開挖深度;通過(guò)設(shè)計(jì)適宜的河道縱比降以及橫斷面,進(jìn)行施工放線并以號(hào)樁為標(biāo)志;再以工程受益情況合理攤派工程量。施工完畢后,根據(jù)“信樁”來(lái)進(jìn)行驗(yàn)收。
關(guān)于水深測(cè)量主要是是我們?cè)诙核?yàn)收中河道復(fù)測(cè)常用的一種測(cè)量方法。在實(shí)際操作中應(yīng)與水位觀測(cè)配合進(jìn)行,測(cè)量的儀器通常使用水尺、測(cè)深桿、鉛錘以及回聲測(cè)深儀。測(cè)量過(guò)程中誤差應(yīng)滿足規(guī)范要求。為能夠有效的避免測(cè)量系統(tǒng)誤差,要求在施工之前、施工過(guò)程中以及施工竣工之后要使用同一種測(cè)量方法。
在工程竣工驗(yàn)收測(cè)量之后,要繪制河道疏浚竣工段斷面復(fù)測(cè)圖,并且對(duì)其判斷是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)。
結(jié)束語(yǔ):
淤積的主要原因是河道多年不疏浚,淤塞嚴(yán)重,閘門常年關(guān)閉,使水不能自然流動(dòng),自凈能力弱。郊區(qū)畜禽場(chǎng)的糞尿污水大部分未經(jīng)處理、工業(yè)廢水處理設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)不正常;生活廢水大多未經(jīng)處理直排環(huán)境,村鎮(zhèn)的生活垃圾大部分未建收集處置系統(tǒng)、外來(lái)人員的居住地疏于管理,從而造成河道被垃圾、污水所填埋和污染,成了天然垃圾場(chǎng)和排污溝,長(zhǎng)年都在流淌著黑水,導(dǎo)致河道喪失其原有功能。
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