清淤技術在洱海流域年久失修渠道施工中的應用

雷準 李馥 李朝輝

中建五局第三建設有限公司 云南 大理 671000

1 工程概況

1.1 建設概況

該工程位于云南省大理市，鄰近高原湖泊洱海，是為2002年建成的雙艙過水干渠，年久失修。主要存在問題如下：一是淤泥沉積，過水斷面嚴重不足[1]，導致左右兩艙內的雨水、污水混流[2]，嚴重影響渠道下游水質情況[3]；二是結構破損、塌陷，對渠道本身穩定性提出了考驗；三是管道暗接、錯接，地上雨水、污水不能按要求排入渠內。

工程范圍起于登龍河，止于大理市一污廠，全長約5.5km，是為地下長距離干渠；其中，雙艙干渠上游長約4.5km，污水艙凈空尺寸為4.2m×3.0m，雨水艙凈空尺寸為2.0m×3.0m，中間隔墻高1.5m，接近一污廠段穿隧道干渠約1.0km，污水艙凈空尺寸為1.3m×4.0m，雨水艙凈空尺寸為3.0m×4.0m，中間隔墻高3.0m。

該渠近年已多次被環保部門通報，列入環保督辦，故而對干渠進行清淤改造已刻不容緩。本文基于該干渠工程，介紹了一種地下長距離渠內的清淤工藝，可為類似工程提供借鑒。

1.2 地質情況

1.2.1 水文地質。干渠清淤為地下渠內作業，整個工程沿著西洱河南下，西洱河是洱海的唯一自然泄水河流，全長23km，總落差660m，水能利用率最高，西洱河四級電力是市內主要的電源。由東至西南流入瀾滄江，最終匯入湄公河。因工程地處西洱河流域附近，導致該處水流豐富，渠內水位一直居高不下。且因干渠破損，也常有水源滲流入渠內。

1.2.2 巖土地質。大理市的地質構造復雜，以大地構造的特征而論，洱海東、西部，分屬于兩種不同的性質。按地質力學的觀點，東部屬南北向構造帶，西部屬北西向構造帶；按傳統的地質構造觀點，東部屬揚子準地臺，西部屬滇、藏地槽褶皺系。此兩構造區系以洱海深大斷裂為界。

大理一帶，基巖面向洱海方向傾斜，下關南部基巖埋藏較淺，北部及西洱河沿岸附近則埋藏較深。自洱海東側，經鳳儀至三哨水庫一帶的基巖面，形成了一個北西向的狹長深溝，最深的兩處位于鳳儀東側。基巖深的地區，場地的土層厚度大：基巖淺的地區，場地的土層厚度則小。

1.3 渠內情況

干渠內水流較為湍急，水位在高漲時可以達到1m余多，雙艙段水位已接近中隔墻高度，特別位置還有發生溢流的現象；淤泥平均深度約0.7m，淤泥淤積情況比較嚴重[4]。

2 清淤施工工藝

清淤施工工藝[5]步驟流程如圖2所示。

2.1 選址開艙

干渠距離長，且僅有一個大型進出口，無法滿足快速施工要求，故采取在干渠上方選若干點位垂直開孔的方式進行分段施工，開艙點位根據施工要求及對周邊環境的影響等因素綜合考慮，該工程定在興盛橋旁綠化帶、美登橋下游綠化帶；至于橋隧段可直接從出口進入，這樣整個工程便分成了三個施工區段。

在原地貌測量，標準定位，考慮放坡系數后進行路面破除及土方開挖施工，對原有道路、綠化帶、人行道進行破除。開挖過程中嚴格監測基坑穩定性，特別是基坑頂部堆載位置，同時考慮基坑內降排水。開艙完成后，針對破除頂板處的洞口需進行臨時加固，并采用型鋼對稱支撐。

圖2 清淤施工工藝

2.2 通風照明

2.2.1 強制送風。干渠沿線展開排查，選取強制固定送風點24h不間斷送風（30kW發電機持續發電[6]）。3kW軸流風機設置在干渠頂部以下50cm范圍內，每隔50m固定設置一個。

2.2.2 工作面通風。清淤工作面上、下游檢查井位處對應風道各設置1臺低噪聲軸流式通風機，并加設柔性風帶，使作業現場形成一端送風、另一端抽風的氣體循環作業模式，風帶端口位置隨清淤位置變動，保證施工過程中工作面上實時建立持續的新風循環體系。

圖3 柔性風帶送風

2.2.3 強制照明。作業照明采用12V安全電壓，線路沿干渠側壁敷設，做好絕緣處理；初步考慮采用粘貼12V燈帶三排，燈帶接電點需留設在地面，經環形變壓器控制；作業人員需要攜帶個人便攜式防爆照明燈。

2.3 圍堰導流

2.3.1 整體圍堰。因水量較大，且干渠距離過長，為保證清淤的順利進行，需要在整個工程段的上游進水口位置暫時封堵住非施工艙，使施工艙水導流至非施工艙，此時可讓施工艙水位降至最低，便于展開清淤工程。沙袋圍堰寬5.0m，高2.5m，中間每隔1m采用鋼管腳手架與中隔墻構造柱連接固定。

2.3.2 特殊圍堰。清淤工作面上下游10m處及中隔墻設置一道三面圍堰，高度據現場水深確定。雨水艙清淤圍堰中間預留一根DN1200的HDPE管道導流，污水艙清淤圍堰中間預留DN600×2的HDPE管道導流；為滿足水位要求，還可在圍堰上游設置污水泵進行24h不間斷臨時抽排至下游，若仍滿足不了要求，上游來水較多，雨、污水艙只能采用溢流的方式進行排水。

2.3.3 圍堰做法。圍堰做法采用編織袋裝砂，圍堰采用鋼管支撐架體系固定，上游圍堰采用斜撐加固，中隔墻圍堰通過中間構造柱固定在隔墻上，各區段圍堰高度應根據該段淤泥深度及水位作出相應調整。

2.4 清淤

清淤方式：機械+人工清淤；清淤順序：先清理污水艙，再清理雨水艙。

2.4.1 污水艙清淤。整體圍堰使得污水艙溢流至雨水艙，此時污水艙水位將大幅降低。各隊伍進入對污水艙展開清淤，將沿線正運作的排口導流至雨水艙，沿線若存在中隔墻倒塌、通洞等情況，再在外圍占用雨水艙斷面1.0m設置一道特殊圍堰。

污水艙工作面較狹小，大型機械無法進入，清淤采用卷揚機+刮泥板形式進行，預計清除厚度約0.5～0.6m，分段清運至沿線井口并利用專用吸污車進行抽排外運，工作平臺利用中隔墻采用鋼管腳手架搭設，每段工作面約100m；對于底部0.1～0.2m厚的淤泥，采用人工高壓沖洗直接清運至開艙口再用污泥泵抽排至專用吸污車內外運。

2.4.2 非橋隧段雨水艙清淤。前段4.5km長干渠，采用在上游設置一道整體圍堰，讓雨水艙溢流至污水艙運營，各隊伍同時進入工作面進行改造工程，沿線正在運營排口進行導流至污水艙，

根據斷面尺寸，雨水艙可采用小型裝載機進入干渠內提高清淤工作效率。裝載機采用25t汽車吊由開艙點吊運至干渠內。雨水艙淤泥平均深度約0.8m，在裝載機進入后，先將淤泥清除0.6～0.7m至開艙點，再使用泥漿泵進行抽排至專用吸污車內運往指定淤泥處理點。對于剩余0.1～0.2m厚的淤泥，也采用人工高壓沖洗[7]直接清運至開艙口，再用污泥泵抽排至專用吸污車內外運。

2.4.3 橋隧段清淤。因橋隧段僅有1個進出口，為便于施工操作及有限空間通風、照明設施設立，沿中隔墻搭設長1km的腳手架通道，通道寬1.5m（占污水艙斷面0.3m、雨水艙斷面1.2m）；通道每100m布置1臺防爆軸流風機進行通風，并沿架體一側建立氣體檢測系統。

因現場水位較高，污水艙前端已發生溢流，故對于雨水艙，光溢流進污水艙無法滿足要求，故對雨水艙采用L型圍堰再分艙清淤，即先進行墻體側干渠清淤，再進行中隔墻側干渠清淤；橋隧段上游圍堰采用沙袋圍堰，寬5.0m，高2.5m，中間分艙圍堰寬1.0m ，高2.5m，均采用鋼管腳手架進行加固；圍堰完畢后采用人工在干渠內建立臨時高壓沖洗直接清運至下游排放口。

3 結束語

針對長距離且水位較高的干渠清淤工程，提出一種多點開艙、圍堰導流清淤的施工方法，在一定程度上可以提升施工效率及清淤效果。

提出了一種針對渠內有限空間作業的通風方法：強制通風及工作面抽送風。可以保證渠內作業的氣體循環，極大程度上可以保障有限空間作業的安全。

本文以問題為導向，為干渠內清淤提供了一種較好的施工方法。進一步提高了污水收集率，實現了干渠雨污分流，降低了雨水艙污染物濃度，提高了污水處理廠進水濃度及處理效益，最大限度保護洱海，具有重要意義。同時為類似工程清淤提供了一定的參考。