工程设计,是根据建设工程的要求,对建设工程所需的技术、经济、资源、环境等条件进行综合分析、论证,编制建设工程设计档案的活动。下文是我为大家整理的关于的范文,欢迎大家阅读参考! 篇1 试论水利工程设计 【摘 要】水利工程中设计是很重要的组成部分,但是,时代的发展使得对水利工程设计也提出了很高的要求,如何结合这些要求,做好水利水电工程的建筑设计工作,值得我们的深思。本文主要以水利工程设计为重要内容阐述了目前水利设计的现状及前景。 【关键词】设计;存在问题;治理; 1.引言 水利水电水利工程建设中,各级设计部门承担著专案的规划、可行性研究、初步设计、施工设计等一系列的设计工作。文字分析了水利水电工程设计的现状及在设计方面存在的常见问题。并从提高设计者责任感、业务素质和加强监督等方面提出了针对性的对策和建议。 2.目前的水利工程设计 1施工组织设计过于简单 水利工程组织设计工作是否详细和全面对水利工程下一个工作的开展与实施有着直接的影响,但是现在大多数的水利工程在组织设计工作方面都仅仅是非常简单的叙述,比如对外交通、施工导流、运土运距、截流方案、建筑材料来源、水电供应以及施工场地的环境等工作内容没有交代或者交代不够清楚,给水利工程的下一步投标工作带来了很多难题,由此而造成的施工方索赔事件已经屡见不鲜。 2水资源的浪费 农业是我国的第一用水大户,水资源利用率只在40%左右,我国灌溉水的利用系数大概仅在,若将灌溉水的利用率提高10%,每年可节约水419亿m3,这个相当于南水北调东线和中线总调水量。我国第二用水大户是工业,炼1t铁要消耗70~100m3的水,水的重复利用率在70% ~80% ,国外在20世纪90年代的水平则为7~8m3和97%。当前我国公民的节水意识不强,福利供水长期执行使得水价偏低,人们不懂得水的珍贵,从关不紧的水龙头中流走的水量相当惊人。 3污水恶化水质 我国的水资源正承受着来自农业、工业和生活垃圾的污染,水质严重恶化。未经过处理或处理不完全的大量工业和生活污水直接流入河段、河流,严重污染了水体。环保局相关部门的资料显示,我国已有近1/4的河段、河流因被严重污染无法达到灌溉用水的水平。农村污染物产量大,分布面广,种类多,而关于此的相关治理仅仅刚被提上议事日程,目前没有有效的措施和明显的行动。专家称,污染物排放总量减少2/3时才与环境容量相符。但在已经成立的所有污水处理厂中,因不全面的规划,输水管网建设与污水处理厂不配套,在不同程度上存在着问题。 4设计中存在“偷工减料”的恶劣行为 水利工程设计工作的不断深入,不仅仅意味着工程费用、工程量与结构图的逐渐分解以及细化,还包括设计基础材料的完善与补充,还有水利工程设计方案更深一层的论证,在实际的设计取费中已经包括了补充环节所需的费用。然而在工程专案设计的实际情况是:下一个设计环节直接采用上一环节的基础材料,但并没有进行具体的补充和完善工作,所作的设计方案也没有进行深层的论证,仅仅是套用上一环节的结论和成果。 5设计机构缺乏为业主服务的意识 由于我国投资体系的不断革新,水利工程专案的建设与开发实行的是业主负责制度,工程专案的业主担负著水利工程的筹资、还贷、策划、资金增值、资金保值以及经营等一系列的任务,必然会对水利工程的投资效益与成本控制非常的关心和关注。然而,当前的设计机构并没有深刻的理解到业主的心情,也无法理解业主所提出的诸多要求,每当在水利工程的意见方面和业主产生分歧时,设计机构便会以上级档案、规范等借口敷衍业主。 6投资概算编制不够准确 水利工程专案的投资概算编制不够准确,具体表现有:单价分析不正确,未按照设计方案所设定的具体价格标准来对单价进行确切的分析,一些工程设计在分析单价时为了节省时间,通常利用过去专案的单价分析表,而并没有按照实际的材料价格来进行合理的调整,从而导致这些专案的单价过高或者过低,最终对整个水利工程专案造成了负面性影响;概算编制的具体说明太简单,而且附件与附表不完全;计算独立费用时采用旧标准,导致工程设计的费用偏低或者偏高。 3.我国水利工程设计的发展趋势 我国水利工程设计的现状表明,当前的水利工程设计在很大程度上制约了水利系统的进步及改革,阻碍了我国水利工程设计的顺利发展。所以,我国今后的水利工程设计可能有以下几方面的发展趋势。 1设计院承包设计道路 通过对设计院承包水利工程设计的具体实践分析发现,设计院承包水利工程设计能够有效地对水利工程的各项资源进行整合,并且具有十分显著的发展优势。这些优势包括: ○1能够节约许多的建设资金。 设计院进行水利工程的总承包,能够促使工程设计人员对工程专案的投资更加的关注,并设计出最佳水利工程设计方案,不仅可以简化各类介质的流程,促使工程经济、高效的执行,而且能够使物料流程、工艺布局和工艺流程更加的合理,实现水利工程建设的降耗节能,最终目的是节约投资,降低工程造价; ○2能够促使施工部门、采购部门和设计部门紧密的结合起来。 施工、采购与设计工程师能够充分的对技术进行交流,互相沟通讯息,并且避免了施工、采购和设计相互分立的不良现象,可以有效的杜绝由于未理解设计意图而引起的施工错误和采购错误; ○3可以有效的提高水利工程专案的管理水平。 设计院可以有效的把握水利工程专案整体过程的进展状况,通过科学的分析与管理,最终使质量、费用和进度严格的控制在目标值; ○4可以加快创新和改革的步伐。 设计工作者直接参与到采购、除错和施工的全过程当中,密切的与有关市场保持联络,能够将产生的教训与问题直接应用到水利工程的设计改进工作。此外,工程师不断的深入实践工作当中,提高工程的设计水平中,能够产生更多技术创新的动力。 2认真开展安全生产工作 以预防为主、加强监管、落实责任为重点,继续开展“安全生产年”活动;建立健全安全生产监督管理机构,配备专职安全生产监督管理人员,层层落实安全生产责任;认真抓好安全生产检查、事故隐患整改和危险源监控工作,深入各水库建设工地开展汛前及汛期安全检查,有效防范和坚决遏制重特大水利生产安全事故;组织开展安全生产宣传教育和培训工作,进一步增强安全意识,进一步提高监督管理能力和水平。 3更深一步解决设计人员素质问题 在未来的几年里,我国相关部门会更加重视人才结构的调整,加强对人才的培训,合理的使用人才,并逐渐的对用人环境进行改善,在生产要素的流动、人事劳动管理、生产组织等各个方面建立严格并且有效的约束体系与激励体系,充分的调动工程设计人员的主动性和积极性,提高设计工作者的待遇。 4加强及健全法制建设与审查力度 近些年来,我国水利工程设计企业的管理和生产发生了巨大的变化,正在逐渐的从综合化与专业化为主向以专业管理为基础及专案管理为核心转变,各种工程专案的管理模式也将发生转变。现阶段,我国的水利工程建设的具体标准基本上都是推荐性标准和强制性标准有机结合的标准体系,存在着标准实施不到位、内容复杂、监督力度不够等一系列的问题。在今后,我国水利主管部门评审设计专家一定要充分借助法律来对市场进行规范,做好全面的审查工作。在评审过程中需要经常去实地多了解详情,制定相应的条例、准则及其各项要求来落实评审设计阶段的相应要求。 5将培养更多的综合型人才 为了大力的推进水利工程设计工作的顺利进行,我国在未来的时间里将建立优秀水利工程建设人才档案,并计划在专案管理、计算机应用、知识结构、专案评估、工程建设经验等方面对工程人员进行培训,不断的培养出更多、更优秀的综合型水利工程建设人才,推进我国水利工程建设的发展。 4.结束语 文章叙述了近年来水利工程设计情况,系统总结了水利工程设计中存在的主要问题,对其进行了剖析,并提出了相应的解决办法,为搞好优化设计工作,提高设计工作质量,提高中小型水利工程设计的整体设计水平提供参考。 参考文献 [1]刘后虎.水利工程设计中存在的问题及改进措施[J].中国高新技术企业, 20109. 篇2 浅析堤防工程设计 摘要:堤防是世界上最早广为采用的一种重要防洪工程。筑堤是防御洪水氾滥,保护居民和工农业生产的主要措施。但是在堤防工程设计时容易出现一些问题,本文针对堤防工程设计时容易出现的问题进行简要分析,并提出设计建议。 关键词:堤防工程 设计 问题 分析 近两年,全国中小河流治理工程在积极推进中。在专案审查过程中,发现堤防设计中存在若干关键性问题,影响到了堤防工程的安全和投资。提出的治理方案与治理目标有一定的距离,导致设计报告反复修改。本文根据专案审查的情况,对存在的主要问题进行了简要总结、分析,并提出了初步建议,供设计参考。 一、合理确定防洪标准和堤防等级 堤防防洪标准应考虑治理河段洪涝灾害特点和防护区经济社会发展需求,统筹考虑本河流治理对大江大河的防洪影响,与流域区域防洪标准相协调,与上、下游和对岸堤防防洪标准相协调。不宜提高或降低区域性堤段的防洪标准。有些地方片面强调本堤段保护物件,提高治理段堤防防洪标准和堤防等级。堤防等级应与防洪标准相适应,原则上根据防洪标准及已批覆的防洪规划确定,并与已批覆专案及上、下游、左、右岸堤防等级相协调。有些堤防工程设计将防洪标准为100 年、50 年一遇的堤防等级分别确定为2、3级,不满足现行规范要求,导致堤防顶高程、堤防断面、压实标准以及稳定安全系数等均满足不了防洪标准要求。对于堤库结合共同满足保护物件防洪标准的堤防,其等级应由保护物件的防洪标准确定,而不是由堤防防洪标准确定。这种情况下,堤防的防洪标准一般低于保护物件的防洪标准。 二、建设内容和设计方案应与防洪工程治理要求相符 建设内容和设计方案应以防洪工程为主,兼顾城市景观和地方发展的需要,而不应本末倒置,导致增加投资。例如:从防洪的角度考虑,有的河段可以直接利用高岸或岸坡防护作为设计方案。但设计单位因考虑城市规划建设的需要,采用了十几米高的挡墙方案,而为满足基础承载力要求,挡墙下又需增加混凝土搅拌桩基础处理措施。有人说增加的投资不需要国家投资,只需要审查认可方案即可。 但这里除了涉及到公路、桥梁、市政等行业管理的问题外,还有一个防洪安全隐患问题。采用高岸或岸坡防护设计方案,防洪措施简单明确,安全可靠。但是在岸坡上修建十几米的高的防洪墙,增加了堤防工程地勘工作深度,工程设计复杂,稍有疏忽就可能造成安全隐患。防洪墙方案是市政建设的需要,不是防洪工程必须的,这与防洪工程治理要求不相符。如果防洪治理方案与市政建设需求相同,治理措施和断面设计可以兼顾城市建设和地方发展的需要,防洪工程增加投资应由相应市政等渠道解决。 三、合理选定堤线布置方案 堤线选择和布置是堤防工程可行性研究设计阶段很重要的内容,但是许多设计单位往往不够重视。除报告本身内容论述不充分、方案比选 不到位外,堤线方案主要存在随意裁弯取直、渠化河道;利用滩地缩窄行洪断面;护岸线与堤线混淆等问题。 1堤线布置原则上不得裁弯取直,要随弯就势,保留河道的自然形态。河道形态是千百年来自然演变的结果,不以人的意志为转移。 人为裁弯取直,需要增加较大的工程防护措施,也不符合生态环境要求。矫勇副部长在全国中小河流治理工作会议上的讲话中明确提出河道治理“严禁裁弯取直,要与周围环境及生态景观相协调”。有的工程堤线布置时,片面强调沿治导线布置也是不可取的。一些河道堤防是历史上逐渐加高培厚而成,本身就不是顺直的。在现有堤线基本合理的前提下,没有必要对现有堤防沿治导线改线布置。治导线只是一条理论线,堤线布置时应结合现有堤线、地形地质条件、防洪保护物件和移民占地等因素而定,堤线布置格局符合治导线的要求即可。 2堤线布置应基本沿现有堤线或岸线布置,河床狭窄段应尽可能退堤还滩,不得侵占过洪断面。现状无堤段,应根据地形条件,结合水文规划确定的堤距,经方案比选后选定堤线。有自然高地时,应尽量利用自然高地作为堤线,设计应复核自然边坡的稳定性和抗冲刷性,必要时采取防护措施。 3改线或新建堤线要进行科学论证,侵占滩地缩窄行洪断面或者把不必要的保护物件纳入保护范围都是不允许的。有些堤段现状堤防 基本满足防洪要求,但是出于占滩造地等各种原因考虑,将堤线往滩地上移,新建堤防进行防护,不仅增加投资,而且还增加了上游防洪压力。有些专案为了把滩地上或规划堤距内的民房、耕地纳入保护范围,而进行堤防改线或改变规划堤距,缩窄河道。堤线布置时应从工程整体出发,不要因区域性利益影响整个堤线布置或增加防洪压力。 4护岸线与堤线混淆。 一般河道常遇洪水由主河槽行洪,大洪水时滩地过洪。有的工程专案,堤线布置时把堤线移至滩地前缘,设计标准内洪水均由主河槽渲泄,滩地由行洪区变成了防洪保护区,导致堤身断面型式和结构尺寸增加较多,不仅增加投资,而且增加了防洪压力和风险。特别是山区性河流,滩地前缘应以护岸为主,不宜建造堤防。 四、合理确定堤防加培断面 堤身加培方式不尽合理,有可能破坏现状堤身断面和堤身表面防护措施,而且不便于施工。一般来说,堤身加培尽量一侧加培,避免两 侧加培。加培方式综合考虑现状堤身断面、加培土料性质及料场分布、移民占地等情况综合确定。对于欠高30~50cm 以下堤段不单独加培, 可结合堤顶路面建设满足防洪要求综合考虑。堤身断面应与填筑材料相适应,填筑材料原则上利用附近材料,运距不要太远,也不要用拌合料。通过设计合理的堤身断面弥补建筑材料的缺陷。在发生的堤防险情中,砂堤表面缺少防护措施被洪水冲毁或决口的案例很多。因此,砂堤迎水侧设定黏土或结合护坡措施进行表面防护是必要的。 五、针对性的选定护坡、护岸措施 护坡、护岸工程措施在堤防工程中的投资占比例很大,合理的护坡、护岸工程措施不仅是工程安全的保证,也能使工程投资合理,对生态环境的破坏降到最低。在设计报告中经常出现的问题主要有:1护坡范围不合理,有的专案顺直河段非冲刷部位也采用硬护坡;2硬护坡、护岸过多,兼顾生态环境不够;3过分强调生态措施,迎流顶冲、靠流等险工险段措施稍显不安全;4照搬照抄,与当地建筑材料不适应;5对防冲深度、护脚措施重视不够。 六、针对坝体问题做渗透稳定分析合理选择渗控措施 渗透稳定分析应有针对性,典型断面选取与堤基地层和堤身填筑材料应对应。渗流分析应根据堤基地层和堤身填土按GB50286—98《堤防设计规范》附录E 计算。需要说明的是,一般河流堤防不一定形成稳定渗流,但是大江大湖的堤防或中、小河湖重要堤段应按稳定渗流计算。 在土地资源越来越紧缺的形势下,渗控措施的选择应遵循尽量减少占地的原则。例如:某省30 多公里双层堤基堤防,表层黏性土层较薄,经初步核算不满足表层黏性土抗浮稳定要求。采取堤后黏性土压重,压重宽度10m 左右,厚度仅需~,占地很多。其实,这种双层堤基,表层黏土的抗浮稳定对堤身安全没有太大影响,主要是下层砂层的渗透稳定问题。设计应核算砂层的渗透稳定性,如果不满足渗透稳定要求,需在堤后一定范围内增设反滤排水保护措施。又如:某砂性土堤基堤防,在堤身护坡下铺设复核土工膜防渗,不仅起不到堤基防渗作用,反而由于反向水压的作用对护坡的稳定性带来隐患。 解决渗透稳定等诸如此类的问题,应根据堤基地层、堤身填土、移民占地和工程投资等因素,综合分析比选。选择技术可行、经济合理的防渗透破坏措施。
河道清淤施工论文
从小学、初中、高中到大学乃至工作,大家总免不了要接触或使用论文吧,论文是一种综合性的文体,通过论文可直接看出一个人的综合能力和专业基础。那要怎么写好论文呢?以下是我整理的河道清淤施工论文,仅供参考,希望能够帮助到大家。
河道具有旅游、通航、排涝防洪等众多功能。河道的流畅程度直接影响河道的泄洪防洪作用,尤其是每年的汛期,对于河道流畅程度的要求更高。但是,由于受到河道自身因素、两岸建筑以及架设桥梁的影响,给河道清淤施工增加了很大的难度。因此,为了保证和道德流畅以及保障附近居民的生命和财产安全,应该做好河道的清淤工程,切不可马虎大意。
一、河道清淤工程的意义
做好河道清淤工作是保证地区防汛安全、地区建设以及经济发展的重要工作。但是,许多地区河道清淤工作存在以下问题:河堤堤脚附近的串钩滩面非常低,当出现洪水漫滩现象时,则会导致在河堤堤脚出现大量的积水,严重的威胁河堤的安全,尤其是土质疏松的地区,在遇到这种现象时,不仅会威胁河堤的安全,同时还会威胁地区的安全;一些砂质土堤岸存在部分沙基,如果水流量过大或者水位过高,都会导致河堤出现溃堤的风险,严重的威胁河堤的安全;淤泥堆积过多,会将河床抬高,影响了河道的泄洪能力,降低河道的防洪标准;缺乏对河槽的治理,导致河道存在许多风险路段。由于河道工程存在上述问题,一旦河道淤积严重导致泄流不畅甚至是不通,将会导致洪水直接冲击河堤,严重的威胁当地居民的生命与财产安全。由此可见,通过做好河道清淤工程,能够有效的减少河道内的淤泥,提高河道的泄洪能力,稳定河槽,消除险情,保证当地居民的生命和财产安全,同时促进当地建设以及经济的可持续发展。
二、河道清淤工程的施工技术分析
(一)前期准备工作
河道清淤工程的前期准备工作主要包括以下几个方面:
1、施工规划
在进行河道清淤工程施工之前,应该做好施工规划工作,施工规划应根据河道的具体状况,严格的按照相关的规定以及要求,合理的安排施工强度、工期以及用地范围等,同时还应该科学的布置安全、卫生以及防火等文明施工工作,防止清淤施工对当地居民的生活带来不必要的麻烦。
2、放样与测量工作
施工测量的准确性对清淤施工的安全性与准确性具有直接的影响,因此在前期准备工作中,监理人员、设计人员应该做好里程桩、工程坐标以及其他相关测量工作,同时做好施工前测量工作的交底。
3、机械器具准备
河道清淤工程施工逐渐的向机械化方向发展,施工机械在河道清淤工程中发挥至关重要的作用,甚至清淤工作无法进行,因此,为了保证河道清淤工程施工能够顺利有序地进行,在施工之前必须根据河道清淤工程的`实际状况准备合适的机械设备,保证设备的维修性、灵活性以及适用性,进而保证河道清淤工程施工能够稳定、高效地进行。
(二)河道清淤工程的常用施工技术分析
河道清淤工程的施工技术应该因地制宜,根据当地的实际情况,综合分析后选择合适的清淤施工技术。目前,河道清淤工程经常采用的施工技术主要包括以下几个方面。
1、抓、运、抽清淤施工技术
对于小型船舶能够顺利通过的河道,通常采用挖运抽施工方案,采用抓斗挖泥船开挖淤泥,抓斗挖泥船挖掘的土方可以直接入停泊在自航泥驳中,当自航泥驳装满之后,行驶至河道的吸泥船,利用排泥管把吸泥船中的土方吸运到指定的排泥场。该种清淤施工技术的优点在于受运输距离的影响相对较小,并且不受排泥场位置的限制。同时,其缺点在于挖运设备在施工的过程中会产生相互影响,施工相对不灵活。
2、小型绞吸式挖泥船施工技术
该种清淤施工技术通常适用于小型船舶能够通行的河道,该种清淤施工技术利用小型绞吸式挖泥船开挖淤泥,采用封闭式管道进行土方输送。该种清淤施工技术的优点在于能够实现挖、运、吸的一体施工,不仅施工效率非常高,施工质量也非常好。同时,这种清淤施工技术的调遣不灵活,受到桥梁、河宽等因素的影响。
3、泥浆泵施工技术
泥浆泵施工技术通常适用于宽度在5~10m左右的河道,这种河道的断面相对较窄,并且河道内存在许多生活垃圾,其他大中型设备行驶不便,针对这种状况通常采用泥浆泵施工技术,在具体施工的过程中应该进行分段施工,分别在河道的两端建筑临时的围堰,然后把该河段内的水排干,先采用人工的方式将河道内的垃圾清理干净,之后采用泥浆泵把淤泥运送至指定的弃土场。该种清淤施工技术的优点在于能够实现挖、运、吸的一体施工,施工效率非常高。同时,缺点在于受排距的影响非常大,并且河道中的生活垃圾以及其他障碍物都会影响泥浆泵的生产效率。
4、湿土上岸施工技术
湿土上岸施工技术是在和堤防外口线3m距离的位置,开挖一条深度为、底宽约1m的小沟,施工作业利用小型挖土机,根据河道设计的具体状况进行开挖施工,开挖的土方、淤泥等可以用作河堤防护,在开挖施工的过程中应该采用分层开挖的方式,堤防填筑施工应该遵循以下原则:荷载分层、匀速提升、自下而上、交叉作业,严格的按照上述原则进行施工能够有效地解决10m宽河道的治理。这种清淤施工技术同时还能够有效地解决河道挖泥船设备在河道出行不便的问题,在实践应用中具有非常好的效果。
(三)淤泥处理
河道清理出来的淤泥,如果不能够采取有效的措施进行妥善的处理,将会对环境造成二次污染,尤其是许多淤泥中含有许多的有害污染物,如果任意堆放在自然环境中,长时间的尝试会导致有害物质的挥发或者挥着雨水渗入到土壤中,影响居民的生活用水,威胁人们的生命健康,同时还会威胁农作物的正常生长,河道中的淤泥采用挖泥船清理出来后,运送到指定的地点进行处理,而对于河道清理出来的淤泥,通常采用以下两种方式进行处理:一方面,对于污染严重的河道淤泥,应该和经过干化处理之后的用于制砖的工业废渣和淤泥进行统一,然后进行集中焚烧,对于富含有机物的淤泥,通过发酵处理之后,可以用作肥料使用;另一方面,对于没有经受过污染的河道淤泥,将其直接堆放在指定的位置,通过自然风干之后可以用作道路铺垫以及农田土壤补充等。
总而言之,河道作为重要的水利,在国民经济发展、地区建设以及防洪排涝等方面发挥着至关重要的作用,加强河道清淤力度,对于提高河道的泄洪、防洪、排灌等能力具有非常重要的意义。由于不同的河道其环境条件、地质条件以及周边建筑等状况都存在一定的差别,为了提高清淤工作效率,应该根据河道的具体状况,做好前期的准备工作,因地制宜的采用合适的清淤施工技术,并做好淤泥的处理工作,防止对环境造成二次污染。
1城市中小河道现状
我国的河流分布广、数量多,流域面积达到10000万m2以上的中小型河流有50000多条[1],城市中小河流担负着防洪排涝、景观旅游、生态平衡等多种功能,是城市建设的重要组成部分。但是随着城市化进程速度的加快,城市经济发展迅速,人口快速增长,城市中小河流的污染、淤积情况也在不断加剧,水质不断降低,主要有以下表现:
(1)许多中小河流长期接纳城市污水,城市河道淤积严重,局部地段河底较高、甚至封堵,淤泥污染严重,河水生态系统遭到破坏,不利于水体的自我修复;
(2)由于城市中小河流上游截流等原因致使补给水源较为匮乏,客水量小,所以稀释能力差,加上水流不畅,交换能力和自净能力下降,致使污染物大量沉积,形成淤泥,淤泥中污染物长期淤积于河床底部又再次释放引起内源污染。同时,河道淤积也会导致河道的行洪能力降低,灾害风险提升,一旦到了汛期,遇到大雨暴雨时,极有可能引发雨水漫溢,甚至导致洪灾[2]。因此城市中小河流清淤工作刻不容缓。
2清淤技术分析
城市中小河道的清淤方法与大江大河、港口航道的清淤方法有所不同,其具有河道窄、河水浅、单个断面清淤工程量小、河道两岸建筑物多、大型机械船通行困难、清淤对象含有各种垃圾等特点。根据这些特点,常被用于城市中小河道清淤的施工方案有搭设围堰排干河水的干槽清淤和利用船只进行的水下清淤,其中,干槽清淤又根据设备的选择分为干挖法清淤、泥浆泵法清淤和水力冲刷法清淤,水下清淤根据设备的不同分为绞吸式挖泥船清淤、抓斗式挖泥船清淤及斗轮式挖泥船清淤[3]。分类如图1所示。
干槽清淤
干槽清淤,指通过构筑临时围堰,将部分河道水流排干,在干槽区域进行施工。其中,适用于对干槽进行清淤的施工方式又分为干挖法、泥浆泵法及水力冲挖法[4]。
干挖法清淤干挖法清淤指采用挖掘机对排干水后的作业区直接进行开挖,挖出的淤泥直接由渣土车外运或者放置于岸上的临时堆放点。淤泥含水量较大的情况下,采取晾晒或掺土搅拌的方法使淤泥含水量得到控制。干挖法清淤的优点是清淤直观、彻底,对于设备、技术要求不高,产生的淤泥含水率低,易于后续处理。
泥浆泵法清淤泥浆泵法清淤指在实施人工简单清理河道垃圾后,利用泥浆泵直接将淤泥打运至沿岸弃土场。泥浆泵法清淤适合用在断面窄的河道,其优点是设备调遣方便,挖运吸一体,施工质量较好,不足之处是,前期必须进行人工清理河道垃圾,否则会影响设备运行。
水力冲刷法清淤水力冲刷法清淤指采用高压水枪冲刷底泥,使泥浆汇集到事先设置好的低洼区,再由泥浆泵吸取、管道输送,将泥浆输送至岸上的堆场或集浆池内。水力冲刷法清淤尤其适合做过河底硬化的河道,可以保护硬化的河底不被机械破坏。但是这种方法相较于干挖清淤,其形成的泥浆浓度低,不便后续处理。
综合上述3个施工方式,干槽清淤适用于流量较小的河道,其优点是施工状况直观、质量易于保证,也可以解决清淤对象中含有复杂垃圾的情况。缺点是,由于要排干河道中的流水,很多河道只能在非汛期进行施工,工期受到一定限制,同时,增加了临时围堰施工的成本,机械、车辆的进出对河道边坡和生态系统也会造成一定影响,需要增加后期恢复边坡的成本。
水下清淤
水下清淤,指具备一定水深的情况下,由船只作为施工平台,将清淤设备装配在船上,在水面上操作清淤设备进行淤泥开挖。水下清淤可以通过绞吸式挖泥船、抓斗式挖泥船、斗轮式挖泥船进行。
绞吸式挖泥船清淤绞吸式挖泥船利用装在船前的桥梁前缘绞刀的旋转运动,将河床底泥进行切割和搅动,并进行泥水混合,形成泥浆,通过船上离心泵产生的吸入真空,使泥浆沿着吸泥管进入泥泵吸入端,经全封闭管道输送至堆场中。绞吸式清淤是一个挖、运、吹一体化施工的过程,采用全封闭管道输泥,不会产生泥浆散落或泄漏,但泥浆浓度偏低,导致泥浆体积增加,会增大淤泥堆场占地面积。
抓斗式挖泥船清淤抓斗式挖泥船通过挖泥船前臂抓斗伸入河底,利用油压驱动抓斗插入底泥并闭斗抓取水下淤泥,之后提升回旋并开启抓斗,将淤泥直接卸入靠泊在挖泥船舷旁的驳泥船中,开挖、回旋、卸泥循环作业。清出的淤泥通过驳泥船运输至淤泥堆场。抓斗式挖泥船灵活机动,不受河道内垃圾、石块等障碍物影响,适合开挖较硬土方或中央带较多杂质垃圾的土方,但抓斗式挖泥船对极软弱的底泥敏感度差,容易造成表层浮泥经搅动后又重新回到水体之中。
斗轮式挖泥船清淤斗轮式挖泥船利用专用斗轮挖掘机开挖水下淤泥,开挖后的淤泥通过挖泥船上的大功率泥泵吸入并进入输泥管道。经全封闭管道输送至指定卸泥区。同绞吸式挖泥船类似,采用全封闭管道输泥,不会产生泥浆散落或泄漏,但斗轮式清淤在清淤工程中逃淤、回淤情况严重,清淤不够彻底,容易造成大面积水体污染。综合上述3个施工方式,利用机械船进行的水下清淤适合泥层厚度大的河道,其优点是施工过程不受天气影响,清淤过程不会对河道通航产生影响,施工精度高;缺点是因强烈搅动底泥,容易造成底泥中污染物扩散,同时逃淤、回淤现象也比较严重。总体来说,在有条件可以将河道部分排干的情况下选择干槽清淤,清淤效果最为显著,在不能够排干的情况下,通过小型清淤船清淤也可以成为一种选择。
3施工应用
工程概况
清河发源于北京西山碧云寺,流经海淀区、朝阳区、昌平区,横跨中关村科技园区,紧邻五环路和奥林匹克森林公园,在顺义区境内入温榆河,全长,流域范围北至西三旗,南至西直门外,西至玉泉山,东至温榆河,总流域面积21000万m2,是北京市北部主要城市排水河道。主要支流为北旱河、万泉河、小月河及仰山大沟、东小口沟等。清河规划20年一遇洪水流量为158~556m3/s,50年一遇洪水流量为190~690m3/s。经过多年运行,河道内出现了大量渣土垃圾及淤泥,严重影响河道行洪安全,影响景观环境,为了治理和还清清河,保障过流能力,营造良好的水环境,建设宜居生态环境,需要对清河进行清淤工程建设。
清淤方案分析
本次主要工程任务是对清河淤积较严重的5段进行清淤,恢复河道设计断面。确定施工方案考虑以下几个因素。
1)工期:施工工期为2014年4月11日~2014年5月20日,为北京市的非汛期。
2)河流情况:清河是北京市北部主要城市排水河道,河水较浅,流速缓慢。
3)淤积情况:工程段淤泥平均厚度为45cm,河道内含有大量渣土垃圾及少量生活垃圾,淤泥情况复杂。
4)排泥场:施工所在位置附近无法落实排泥场,需要将清除的淤泥直接装到渣土车进行外运。
5)对外交通:工程对外交通线路自巡河路可连接至八达岭高速、北五环、黑泉路,主要外来物资、施工机械可通过上述道路运抵施工现场,同时将淤泥通过上述道路转运到弃料场。根据上述河道特点和施工条件,此次清河清淤工程选择搭设围堰,排干部分河道,进行干槽清淤,同时也采用干挖清淤法,利用挖掘机进入河道直接对淤泥进行开挖。
施工
各段清淤时均采用机械为主人工配合的方式清理,此次施工,在前期工作:测量定点、修建河道两岸施工马道及洗车池、搭设围堰及围堰内抽水结束后,先由挖掘机将淤泥集中(人工配合将零散淤泥集中),再由装载机运输到马道附近集料,由挖掘机按淤泥∶土=1∶掺拌土,最后由车辆运输到渣土消纳场所。为保证车辆运输不对市区环境造成污染,施工现场车辆出入口分别设置洗车槽,同时铺设无纺布,并安排专人进行车辆清洗工作,对每辆渣土外运车辆须经打扫车轮、车厢后方可放行。在渣土运输的区间段内安排清洁人员,随时对车辆散落下来的土块、泥块进行清扫,并安排专人进行巡视、值班、组织路口交通。
4结论
城市中小河道的清淤工程既有传统清淤的“疏通”目的,也就是解决排涝、防洪、灌溉功能保障的目的,也有改善河道水质,促进生态系统健康,提升河道景观的深层目的。因此,从清淤的前期工作、方案制定、工艺选择、工程实施的所有环节中,必须保证这种“多目的”清淤的特征。在清淤方法多种多样的情况下,依据清河河道、水流等的特点,进行各方面的分析论证,成功地利用“干挖清淤法”的清淤方式,实现了清河清淤的目的,取得了很好的效果,实现了“水清岸绿,循环流畅,生态健康,人水和谐”的目标。为城市中小河道清淤积累了经验。
参考文献
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