水冲法清淤

第二章 施工方案与技术措施

本工程清淤区域及深度：西南湖赛道区域1.9万m2，深度0.6m；西南湖赛道外区域39万m2，深度0.45m；东南湖码头区域13万m2，深度0.5m；东南湖航道区域24万m2，深度0.45m。

第一节、水力冲挖清淤施工

1、总施工工艺流程

3.1 清 基

由于公园里在部分

3.2 施工片区划分

为合理分配施工机械、物资等资源，对公园内的清淤面按自然隔断（小桥、小岛）划分为三个片区，即东南片A区、东北片B区、西北片C区。

详见《泥浆输送示意图》

据初步查勘清淤工程量的分布，A区约占总清淤量的25％、B区约占50％、C区约占25％。

3.3 两栖挖泥船清基

由于公园内树木众多，湖底枯枝烂根很多，且部分湖底及岸滩沉积了一层约20cm厚的瓦砾、建筑垃圾等，如直接进行水力冲挖则大大降低了冲挖的效率，而且容易损坏机械及输送泵。所以需在水力冲挖前对该部分面积进行清基。

清理植物杂物采用人工检拾，归拢后集中处理，严禁擅烧污染环境。

清理瓦砾、建筑垃圾等杂物采用SLQ Y－30型两栖式挖泥船进行，瓦砾、建筑垃圾等杂物分布面积约为公园水面面积的40％，则需清理的工程量为：

57.35×167×40％×0.20＝766m3

我公司现有的SLQ Y－30型两栖式挖泥船性能如下表所示:

项 目 单 位 技术参数

铲斗容量 米³ 0.3

工作效率 米³/小时 40

最大挖掘深度 米 3.5

最大挖掘半径 米 8

考虑到清基过程中需经常行驶就位，挖泥船的工作效率为正常挖土时的50％，即现场的工作效率为：40米3/小时×50％＝20米3/小时。

工程清基需挖泥船台班：766÷20÷8＝4.78个台班。

两栖挖泥船清基时将所收集的垃圾就近打堆，之后装泥撬（容积1.5m3）用车载卷扬机拽至岸边交小型运输车辆驳运出公园。

据现场查勘，40％的清基垃圾可直接挖堆在岸边进行驳运，60％需翻装泥撬，合挖泥船翻装台班：766×60％÷40÷8＝1.44个台班。

合计挖泥船总台班为：4.78+1.44＝6.22个台班。

考虑到工期紧张，计划在两天内完成三区的清基工作，拟在每区布置一艘SLQ Y－30型两栖挖泥船同时作业，最后在B区会合。采用二班制，每日工作时间为早7点至晚6点，合计计划使用3×11×2÷8＝8.25个台班，符合复核计算要求。

清基垃圾须按照业主及监理要求运输至弃土场，并按规范要求进行处理。

3.4 水力冲挖淤泥工作原理和设计日工作量

在表面清基完成后即可对淤泥区进行分块分段用水力进行冲挖。

（1）、水力冲挖淤泥工作原理

水力冲挖的施工原理是模拟自然界水流冲刷原理，借水力作用来进行挖土、输土、填土，即水流经高压泵产生压力，通过水喷出一股密实的高速水柱，切割、粉碎土体，使之湿化、崩解，形成泥浆和泥块的混合，再由立式泥浆泵及其输泥管吸送。

（2）、设计日工作量

整个清淤工程需清出淤泥约40000m3，计划在22天内清运结束，每天的工作量约为40000÷22＝1819m3。

3.5 机组配备计算、配置及贮备

（1）水力冲挖及场内泥浆输送

本工程的水力冲挖采用我公司现有的江苏泰兴产水力挖塘机组进行，该机组主要由三部分组成：立式泥浆输泥系统，包括立式泥浆泵、浮体、场内输泥硬管和橡胶管；清水冲泥系统，包括清水泵、输水管、冲水；配电箱系统，包括配电箱、防水电缆等。

机组使用的泥浆泵拟选用NL125-20.0，其技术性能如下：

型号 流量

（m 3/h） 扬程

（m） 效率

（%） 清淤能力

（m3 /h） 配套功率

（kw）

NL125-20.0 200 20 67 40 22

为使冲挖顺利，水出口保持较高水头，高压清水泵型号选用扬程较高的3BP-40，其技术性能如下：

型号 流 量

（m3 /h） 扬 程

（m） 效 率

（%） 转 速

（r/min） 配套功率

（kw）

3BP-57 50 40 58 2900 15

冲挖初期直接用高压清水泵从XXX公园与内XX河连接的河道中抽取水，接送高压水进行冲挖。高压水冲挖下来的泥浆被固定在浮桶上的泥浆泵抽出，抽出的泥水混合物排放至A湖中围堰筑成的集泥区域内，并在该区进行初步泌水沉淀以提高泥浆浓度。

清基时在三片区的低洼开挖导流沟，以收集地下水、导流补充水及回流水。

集泥区泌出后的水经排水沟排入导流渠，由高压清水泵直接抽取作为冲挖循环水使用，

不足水量由仍由从XXX公园与内XX河连接的河道中抽水补充。

由于水力冲挖机组的泥浆泵的最佳工作水深为1m，所以施工中必须严格控制冲挖区内水位高程，以满足泥浆泵的工作性能。

水力冲挖每天的工作时间为早7点至晚6点，二班制，以保证工期。

NL125-20.0泥浆泵需求台数：

1819÷11÷40＝4.1， 取5台，贮备2台，合计泥浆泵7台。

高压清水泵及高压水：

按每台NL125-20.0泥浆泵配备4台 3BP-57高压水泵冲挖，合计20台，贮备3台，合计23台。每台高压水泵配备2支高压水，合计40＋6＝46支。

场内泥浆运输是指泥浆经泥浆泵由冲挖区管道输送至集泥池，该部分管道采用泥浆泵专用软管－φ300加筋聚乙烯软管，合计约需2500m。

（2）渣浆泵

泥浆泵将泥浆收集、泵送至集泥池进行初步沉淀以提高泥浆浓度，以利于提高渣浆泵的加压和抽送效率。

渣浆泵的选型应结合日需工作量及泥浆泵的输送量进行考虑，既能满足工期要求，又能及时将泥浆抽出防止泥浆漫溢出集泥池。

泥浆泵汇集流量：4×200 m 3/h＝800 m 3/h。

考虑渣浆泵的富余流量，选择一台我公司现有的250ZM-85A型渣浆泵，贮备一台。该泵的技术性能参数如下表所示：

型号 扬程 流量Q 转速 配用功率 允许吸上高度

m3/h L/S

250ZM-85A 80～90 930～1000 258.3～277.7 980 450 5.5

（1） 驳船

泥浆经渣浆泵加压后由钢管输送至象房村泵站附近装船，由船驳运至我公司在江心洲的弃泥场。

拟采用200吨位的铁驳船15艘，以每船每天驳运三趟计，每日驳运总容量为200÷1.4×15×3＝28m3。

以渣浆泵抽送的泥浆保守含泥量为30％计，驳船每天运出泥能力为1928 m3。符合应工期每天需运出1819 m3泥量的要求。

详细路线见《泥浆输送示意图》

（2） 片区机械分布

考虑工程量在各区的分布，拟按下表分配施工机械：

机械名称 A B C 备 注

工程量分布 约25％ 约50％ 约25％

1、泥浆泵 先2台在C区、3台在B区施工，逐步会合至A区施工。 共5台施工

2、高压水泵 按每台泥浆泵配4台高压水泵进行配置 共20台施工

3、高压水 按每台高压水泵配2支高压水进行配置 共40支施工

4、渣浆泵 1 共1台施工

3.6 输送管道和输送路线

（1）、场内泥浆运输

场内泥浆运输是指泥浆经泥浆泵由冲挖区管道输送至集泥池，该部分管道采用泥浆泵专用8″硬尼龙管；接头采用柔性法兰接头。

合计约需3000m。

（2）场外泥浆运输

场外泥浆运输采用管道运输结合驳船进行。场外输送管道采用我公司现有的壁厚4mm

的ф300钢管排泥管，单节4米长带螺栓联接，并配备一些软管便于拐弯处的管道安装，根据泵的流量及泵出水口的扬程，250ZM-85A泵产生的最大压力为0.9MPA，ф300钢管的管道抗内压能力满足要求。输送路线为从A湖片的集泥池铺设至城墙边，沿城墙布线，经红旗桥下过长乐路，经秦虹大桥下过龙蟠南路，沿该段XX河的北岸进行布线，因我公司把长期与武定门节制闸保持着良好关系，已和两处节制闸协商好，如我公司中标，均愿留出左侧的闸孔供我方输泥管线通过。

Ф300钢管管线布置示意图

从施工现场的集泥池至象房村泵站附近的驳船，ф300钢管排泥管铺设约1100m，而250ZM-85A型渣浆泵在允许抽吸高度内的输送运距为≥6000m，因此不需要中途加压。

详细路线见《泥浆输送示意图》

（3）管道铺设

泥浆泵输送管线走向拟沿湖岸走向用钢管、毛竹和竹篾架设管道安放平台，将管道安放其上并加以固定，平台应尽量水平一致，变化顺畅；

渣浆泵输送管线走向拟尽量走陆地平坦地带。

a、排泥管线应平坦顺直，弯度力求平缓，避免死弯。

路面

泥浆泵输送管道架设示意图

淤泥线

钢管或毛竹

b、 排泥管接头应紧固严密，整个管线和接头不得漏泥漏水。发现泄漏，应及时修补或更换。

c、 排泥管固定支架必须牢固可靠，不得倾斜和摇动；

d、 排泥管线尽量避免穿越公路、铁路或大堤。必须穿越时，应按有关部门规定实施。

e、 排泥管线如须过河，则水上浮筒排泥管线应力求平顺，为避免死弯，可视水流及风浪条件，每隔适当距离抛设一只浮筒锚。

f、排泥管线过河时水陆排泥管连接应采用柔性接头，以适应水位的变化。

g、排泥管线出泥时，出泥管口伸出围堰坡脚以外的长度，不宜小于5m，并应高出排泥面0.5m以上。

h、在渣浆泵出口处设置一压力表，可大致测算出工作流量；当压力骤降时也可知道管道出接头松动或爆裂等问题了。

3.7 集泥池围堰填筑

（1） 集泥池填筑位置

拟将集泥池填筑于A片区的东南角。

（2） 集泥池填筑的容积

V集泥池=（40%-60%）Q

考虑施工区域为公园，为避免污染环境，施工中我方将尽力保证工序流畅，以保证将集泥池的需要容积降至最低。

因此可取40％，V集泥池=Q×40％＝800×40％＝320m3。

（3） 集泥池的填筑

在A片区的东南角靠近岸边的湖区先由两栖式挖泥机挖至湖底以下1.5m深，结合原先水深并考虑围堰超出地面0.5m，合计池深约3m。结合湖角的圆弧将池填筑成大致中部倒圆台形，以利于泥浆的沉淀与集中，填筑折合直径约12m。

3.14×62×3=339m3，满足要求

渣浆泵抽取加压泵送 泥浆泵抽送泥浆至此

18

园内地面 0.5 原水面

围堰 1.5 回流水

6 围堰 截留沟

围堰采用草袋装土进行填筑，顶宽1.2m，两侧放坡1：1，如现场需要，可在打木桩对围堰进行支撑加固。

倒圆台形的集浆池内淤泥不易沉积：泥浆进入集浆池，其流速变缓，固体颗粒便逐渐沉淀，但沉淀到斜面上的固体颗粒必然向滑移，而池底小范围的平地基本处于吸浆管口水流扰动范围内，也不易沉积，大部分被泵吸走。

岸侧围堰顶用草袋装土填筑超高1m，防止泌水时泥浆漫溢至路面，临湖侧则用透水土工布＋竹篾形成透水层，以利用漫水结合侧压力进行强制渗水回流。

3.8 截水回流

为利用泥浆沉淀泌水，减少冲挖用水的补充量，应在距临湖侧围堰3m外的湖底设1m×0.8m的排水沟或截水沟将渗水、漫水及泌水回流至供冲挖施工抽水的导流沟(2m×1.5m)以重复利用。

3.9 弃泥池围堰填筑

我公司在江心洲有弃泥场地，该泥场和我公司签有长期合同接收我方泥浆进行浸压填塘，且经历我公司XX河清淤施工后，该泥场配备的机械（从船上抽送排放）、格子分隔等的各项设施已成熟，各项指标均能满足本工程的要求。

本次弃泥池围堰可在我公司XX河清淤弃泥池围堰上加高，并随着施工的进展逐渐加高。在驳船停靠处安置NL125-20.0泥浆泵，泵送泥浆进弃泥池。

并安排两台3BP-57高压水泵合4支高压水对泥浆冲稀，以利用泵送。

来浆 >5m

弃淤区 >0.5m

来浆 1:2 1:1.5

○1堰基上的杂草、树根、腐殖土等必须清除干净；

○2围堰填筑前，应该将堰基表层土翻松，然后填覆新土并予以压实；

○3当围堰基底为砂性土时，应先在堰基中间挖槽，再回填粘性土；

○4筑堰土料可在弃淤区内取用，取土坑边缘距堰脚不应小于3m；冻土、杂质土、腐殖土不得用于填筑围堰；

○5在弃淤区内取土填筑围堰时，取土坑不得连续贯通，应每隔适当距离留一土埂，防止泥浆串流冲刷堰基。

泄水口的设置：

○1泄水口的位置应根据弃淤区的几何形状、容量、排泥管布置以及对临近建筑物和环

境影响等具体情况选择。

○2确定泄水口位置要避免泄水对施工区附近水域、桥涵、村镇等可能造成的淤积、冲刷和污染的影响。

弃淤区泄水口仍采用溢流堰出水口

泄水口总泄水流量的估算：

Q泄＝K1Q(1-P) =1.3×800÷60÷60×(1-0.3)

=0.2m3/s

每个围堰里拟开4个泄水口，则每个泄水口的流量为0.05m3/s

Q=MbH3/2

0.05= 1.3×4.43×b×0.053/2 取堰上水头为0.05m。

b=1.65m

即泄水口宽度为1.65m，随时填筑沙袋，保持堰上水头为0.05m，防止水流太急造成带浆溢出。

3.10 围堰拆除

等清淤结束后，用两栖式挖机将集泥池围堰拆除装车运弃，如有要求，也可利用集泥池围堰土方将集泥池底部填平。

3.11 水力清淤劳动力计算及配置

劳动力配置：

工作项目 单位 数量 每单位配置人数 水力冲挖队 每2支水 20 3 60

泥浆泵 每台 5 2 10

渣浆泵 每台 1 4 4

场外管道维护 每500m 3 2 6

清杂工 项 1 10 10

合计场内劳动力 90

汽车运输队 每台 2 2 4

船舶运输队 每艘船 15 3 45

合计场内劳动力 49

合计人数

总计 139