王有祥
(齊齊哈爾市嫩江巡查管護中心,黑龍江 齊齊哈爾 161006)
勞動湖位于齊齊哈爾市龍沙區和建華區,是齊齊哈爾市跨越主城區一條非常重要的內河。勞動湖水系分為進口船閘、城區湖段(包括北湖公園、秀水公園、西泊公園、卜奎公園、龍沙公園、嫩江公園和勞動湖南擴的系列公園)和出水船閘與嫩江相連。勞動湖水域全長10.8km,總占地面積355.86hm2,其中水面面積164 hm2。2006 年齊齊哈爾市勞動湖風景區獲得了國家水利風景區稱號,勞動湖在美化城市風景的同時,還起到了吸附空氣飄塵、清潔空氣、調節空氣濕度、溫度,降低噪音,治理內澇等作用,對改善中心城區小氣候起到極其重要的作用。
由于勞動湖水流動性差,常年基本處于靜水狀態,雨水管道攜帶污泥和地表徑流進入勞動湖的污泥都沉積在湖底,近幾年湖底淤積日趨嚴重,勞動湖底泥增厚,湖底標高逐漸增高,水深變淺,陽光可以直射湖底,導致一到春夏交季時段,水草瘋長,水質惡化。湖底淤積主要分布在北湖公園、秀水公園、西泊公園、卜奎公園、龍沙公園、嫩江公園和橋梁下部。
勞動湖清淤為改善水環境、水生態、水景觀,構筑生態城市骨架,使河道暢通,比降自然,湖水自身的流動性增強。使湖水清澈,水體的自凈能力增強,可觀性得到保障。水域生態環境得到持續改善,促進人與自然和諧共生,人民生活質量得到提高,促進社會和諧及經濟可持續發展。為此對湖底清淤工程施工方案進行論證。
湖底清淤工作長度約5.4 k m,清淤面積95.2hm2,范圍包括:北湖公園、秀水公園、西泊公園、卜奎公園、龍沙公園、嫩江公園。清淤底高程在142.70~142.43m,勞動湖湖底清淤深度20~60cm,勞動湖內橋下局部淤積嚴重,清淤深度120~140cm。清淤深度內地層為②1泥炭質低液限粉土層,該層土質軟弱,清淤施工條件較好。清淤邊坡比1 : 5.0。
清淤方式有干水作業和帶水作業。干水作業是指搭設暫時圍堰排干作業面水進行施工,包含干土挖掘和水力沖填等。帶水作業一般是指將清淤機具裝備在船上,由清淤船作為施工平臺在水面上操作清淤設施將淤泥開挖, 并經過管道輸送系統輸送到岸上堆場中, 主要包含抓斗式、絞吸式、斗輪式和鏈斗式等。
本次勞動湖湖底清淤深度20~60cm,對清淤設備本身的定位、操作系統的精度要求很高。為更高效的完成清淤工作,本著統籌兼顧、避免浪費、減少環境影響、減少工程投入、保證工期等,充分考慮工程地的緯度情況,打破常規的施工方案。比較了夏季和冬季2 個施工方案。
方案1:夏季施工方案,勞動湖沿線由各個公園組成,清理沿線較長,龍沙公園建園較早為是半封閉公園,清淤堆放和運輸空間較窄,其他公園條件好一些,并且勞動湖內存在多處雨水排口,加之湖內平整度較差,無法排空勞動湖內水,故只能采用帶水作業方式進行施工,利用挖泥船加泥漿泵方式進行清淤施工。經勘測勞動湖各個橋下淤堵物質存在施工遺留的建筑垃圾,采用帶水作業,橋下不能得到有效的清理,還有可能影響水流通暢,后期針對橋下部分淤積,還要采用水上挖掘機進行清理,不能一次到位,這是夏季施工的一個弊端;部分橋下凈空高度不足,挖泥船只通行不順暢[1]。
方案2:冬季施工方案,由于該工程在北方地區,冬季氣溫較低,達到-30℃左右,能形成較深的凍土層,可以采用挖掘凍土施工。秋季放空湖水,冬季湖水及水下淤泥會結冰,在氣溫最低時,凍層達到1m 左右,分段采用挖掘機凍土施工,先把湖面分成若干區域,如一區、二區、三區等,首先清除一區表面冰層,堆放到二區,然后再進行淤泥層清除,到達設計高程后,再把二區的冰清理到一區,再進行二區淤泥清理施工,施工完畢后,再把三區表面冰清理到二區,再進行三區淤泥清理施工,以此類推,如此分區域施工能很好的保證施工高程控制,高質量完成清淤工作。
1)對原有工程影響方面比較:
勞動湖于2000 年建設實施,之后陸續完成湖邊的圍欄、道路、綠化、亮化工程,現階段周邊的樹木、草坪、防護措施、監控設施的已經全部完成,并已經形成規模,人們已經習慣在夏季傍晚到湖邊進行娛樂和體育活動。如夏季施工,采用水力充填方式,需要做臨時沉淀池和運輸道路,需要占用大量的綠地和周邊的人行道路,對原有的設施損壞較大,同時施工過程中,泥水循環,形成回水二次污染,棄渣裝卸對路面和綠化區域影響面較大,嚴重影響周邊生態環境。施工完畢后,恢復費用較大,恢復周期也較長。如采用冬季施工,會很大程度避免對周邊生態的破壞。冬季施工,不需要臨時沉淀池和運輸道路,只需要做幾個臨時出入湖區的臨時路口,施工時在原有路面覆土保護,這樣在運輸過程中對原有路面不會產生破壞。冬季施工對原有的設施破壞較少,不需要增加恢復費用。
2)從臨時工程投資方面比較:
為盡量保護好原有設施和環境,夏季臨時設施建設較多投入較大,施工時要把湖面分成若干施工段,排干各段湖中的水,不僅增加了臨時圍堰施工的成本、還增加了排水成本、并且還需要若干臨時沉淀池的修建和拆除、增設臨時遮擋及安全警示標識、周邊環境維護等,產生費用較大,需要工程投資5%~10%左右;冬季施工臨時設施投入較少,需要進行道路及周邊環境維護,設置安全警示標識等,需要工程投資3%~5%左右。
3)質量控制方面:
沿程湖底高程和比降控制是清淤工作的重點,也是保證水流暢通的先決條件,特別是橋下清淤高程的控制。本次施工,湖底清淤深度20~60cm,清淤層較薄。采用夏季施工,如采用水力沖填方式作業,清淤后需進行反復測量、清淤,淤泥在水中流動性較大,施工難度較大,高程控制較難;采用冬季施工,挖掘機在凍層面上作業,如同暖土清淤一樣,能夠清晰控制作業面,能很好地控制清淤高程及坡度,挖掘機開挖后采用15t 自卸車運至指定棄渣場,逐層開挖直到達到設計斷面線,施工質量能夠得到很好的控制。
4)運輸方面比較:
由于在城區內運輸,必須保證運輸過程中淤泥不能散落,否則影響市區運輸及道路環境,造成運輸過程的二次污染。夏季淤泥運輸需要較為密閉的車輛,在裝卸和運輸過程中,運輸量必須較好的控制,否則容易出現灑落。且清淤土異味較大,須在夜間運輸,影響運輸效率。冬季施工時由于是凍土,隨清隨走,可直接裝車運輸,基本不會出現灑落現象,車輛運輸可滿載,運輸能力和成本都有較大提升,也避免了運輸過程的二次污染。運輸過程中,車輛直接在湖面行駛,不用修建臨時道路,直接運送到筑島位置。
5)棄渣堆放方面比較:
棄渣堆放是該工程的難點,必須保存好,而且不影響環境。隨著城市的不斷發展。城市的周邊已經沒有適合堆放淤泥的堆料場,建設單位在城市周邊進行踏查,沒有找到適合堆料場,致使清淤工作延遲,隨著勞動湖水質的不斷惡化,清淤工作迫在眉睫,為解決棄渣場問題,經論證在湖心堆島進行處理,不僅可以解決淤泥堆放問題,還能解決由于湖面較寬,湖水流動較慢的問題。夏季施工必須運到城區外,需要堆放的場地面積較大,且堆放高度不好控制,符合條件的場地運輸距離較遠。冬季施工,清淤出來的泥炭質低液限黏土可在在北湖公園、龍沙公園內就近筑島,避免了環境影響,減少了運輸成本。
6)周邊環境居民生活方面比較:
夏季施工,市區周圍居民多開窗戶乘涼,淤泥在清理的過程中,船只作業、泵送、運輸等機械噪聲會影響居民休息生活。臨時存放、運輸的過程中,會產生較大異味,也會嚴重影響周邊居民生活和出行。冬季施工,由于寒冷居民都關窗生活,挖掘凍土,施工機械噪音影響相對小一些,同時也沒有異味影響。
7)工期方面比較:
夏季施工工期在6 個月左右,而且受天氣影響較大,進入雨季,勞動湖內有多處雨水管線,降雨后會有大量雨水流入勞動湖,湖內水位增加會使施工停止,不僅影響工期而且影響周邊的環境,同時也會對清淤質量控制造成影響。冬季施工工期在2個月左右,大大縮短施工時間,減少對居民生活和出行的影響,同時也減少淤泥運輸對城市交通的干擾,工期的縮短很大程度節約了施工成本。
8)對齊齊哈爾市旅游業的影響:
齊齊哈爾市作為有著優秀旅游資源的城市,夏季正是旅游旺季,扎龍濕地公園是名片,作為國家水利風景區齊齊哈爾市勞動湖風景區也是每個游客必到之處,如果在此期間施工,必將影響游客觀光及客流量,降低旅游收入。冬季施工,無此方面影響。

施工方案比較
經以上綜合比較,由于清淤工程位于主城區段,采用方案2 冬季挖凍土方案施工優點較多,很好的解決了夏季施工中的諸多難點,同時節省了施工工期和施工費用。故采用冬季施工方案方案可行、科學合理。
勞動湖流經齊齊哈爾市中心城區繁華地帶,通過本工程實施,可以徹底改變勞動湖水域污染現狀,使勞動湖水流動起來,極大的改善齊齊哈爾市居民生活環境質量。成為一條縱貫全市的清水湖和綠色生態景觀帶,勞動湖在美化城市風景的同時,還起到了清潔空氣、吸附飄塵、調節周圍溫度和空氣濕度,降低噪音,調節城區內澇等作用,對改善中心城區小氣候起到極其重要的作用,成為人們休閑放松的好去處。