史河总干渠河道清淤防洪治理中的涉水施工措施分析

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乔国祥

安徽省淠史杭灌区管理总局史河河总干渠管理局开顺管理所,安徽省金寨县,237300

摘要

淠史杭灌区是我国特大灌区之一,史河总干渠作为灌区三大主要供水渠道之一,承担着农业灌溉和居民饮水供水和防洪的双重任务。然而,由于渠道建成年代久远,淤积问题日益严重,导致过流能力显著下降,渠道清淤工作势在必行。渠道清淤防洪治理对于保障区域防洪安全、改善生态环境具有重要意义。本文通过理论分析与工程实践相结合,探讨清淤工程对防洪能力的提升机制,并提出针对性施工策略,首先对渠道清淤对防洪涉水影响进行理论分析,其次探讨渠道清淤工程的实施策略,旨在为类似工程提供参考,确保涉水施工的顺利进行及工程目标的实现。


关键词

渠道清淤;涉水施工;渠道防洪;工程策略

正文


引言

渠道清淤防洪治理是保障渠道行洪安全、改善水生态环境的重要措施。涉水施工是渠道清淤防洪治理中的重要环节,其施工质量直接关系到工程效果和施工安全。由于渠道水流湍急、水位变化大、地质条件复杂等因素,涉水施工面临着诸多挑战。因此,研究渠道清淤防洪治理中的涉水施工措施,对于保障施工安全、提高施工效率具有重要意义。

1. 渠道清淤对防洪涉水影响的理论分析

1.1 增加渠道过水断面

渠道淤积会使渠道底部抬高,过水断面面积减小。清淤作业通过去除渠道内的淤泥、杂物等,能够有效恢复和扩大渠道的过水断面。根据水力学原理流量=过水断面面积×流速,过水断面面积的增大可使相同流量下的水流流速降低,水位下降,从而提高渠道的行洪能力,减少洪水漫溢的风险。

1.2 改善水流条件

淤积的渠道往往存在水流不畅、漩涡增多等问题。清淤后,渠道形态得到优化,水流更加平顺,减少了水流能量的损耗。同时,渠道糙率降低,水流阻力减小,使得洪水能够更快速地通过渠道,降低了洪水在渠道内的停留时间,进一步提升了防洪效果。

1.3 增强渠道调蓄能力

清淤后的渠道能够容纳更多的水量,在洪水来临时具有更强的调蓄能力。当洪水流量超过渠道正常行洪能力时,渠道可利用清淤后增加的容积暂时储存部分洪水,起到缓冲作用,缓解洪水对下游地区的冲击,为防洪调度争取时间。

2.渠道工程现状分析

2.1. 渠道淤积现状

史河总干渠全场42公里,集防洪、灌溉于一体,由于建成年代久远,长期受水流冲刷、泥沙沉积等自然因素的影响,渠道局部淤积总量已超设计容量的30%平均淤积深度0.5~1.5米。其中典型淤积段:史河总干渠2+600〜2+750段渠道淤积严重,淤积宽度约20.0米,於深0.7米,史河总干渠5+800〜5+910段渠道淤积宽约17.0米,於深0.5米;9+240-9+300段淤积长度约为60米,宽度约18.0米,深度约1.5米;9+350-9+470段淤积长度约为120米,宽度约40.0米,深度约1.5米。

上述淤积导致过流能力下降40%,亟需系统性治理

2.2. 渠道水情说明

    史河总干渠作为区域重要输水动脉,河道蜿蜒曲折,断面水深梯度跨度大,施工难度存在差异。随着社会发展需要供水时间延长,进一步增加涉水施工作业难度。

3. 渠道清淤工程实施策略

3.1 施工前准备

1.测量放线:采用高精度GPS定位系统及全站仪,对渠道中心线、清淤边界及护岸位置进行精确测量放线。测量过程中,设置多个控制点,并进行闭合校验,确保测量精度满足工程要求。根据测量结果绘制详细的渠道原始地形图,标注渠道高程、坡度、断面尺寸等信息,为后续施工方案制定及工程量计算提供依据。

2.施工场地布置:在渠道两岸合适位置设置施工营地,包括办公区、生活区、材料堆放区及机械设备停放区等。办公区配备必要的办公设备,确保施工管理工作正常开展;生活区设置宿舍、食堂、卫生间等生活设施,为施工人员提供良好的生活条件。材料堆放区采用硬化地面,并设置防雨、防潮设施,分类存放水泥、砂石料、钢材等施工材料。机械设备停放区进行合理规划,便于设备停放、保养及调配。

3.机械设备与材料准备:依据施工方案,配备足够数量的机械设备,如挖掘机、装载机、运输车辆、绞吸式挖泥船、泥浆泵等。施工前对机械设备进行全面检查、调试,确保其性能良好,能够正常运行。采购符合设计要求的施工材料,如块石、砂、水泥、土工布等。材料进场时,严格进行质量检验,索要产品合格证、质量检验报告等相关资料,对不合格材料坚决予以退场处理。

3.2 渠道整治优化

由于历史原因,渠道缺乏管理及统一规划,岸边乱堆、乱填现象严重,导致渠道过水能力不足,两岸岸坡乱堆、乱填严重,造成上游水浸或腹部积水无法排出,从而引发洪灾。因此,急需通过渠道整治清理卡口,提高渠道排水能力。渠道宽度和底高程应根据现状河宽结合水力学计算确定,渠道比降根据沿岸地形、地质条件,在满足不冲不淤的情况下,尽量与沿岸岸坡度相近的原则确定,局部较狭窄的河段应全断面开挖至原岸坡。

3.3 搭设围堰清淤施工

对于渠道水位高的区域,可以搭设围堰降水,机械和人工辅助的方法进行清理。围堰清淤施工工艺流程:(1)测量放线,明确施工范围、淤积情况(2)选择围堰类型如:土石围堰、钢板围堰、混凝土围堰等(3)围堰填筑(4)围堰内排水:在分阶段抽水完毕后,设置导流沟和集水井及时抽水防止二次积水(5)清淤施工:机械清淤和人工辅助清淤相结合。

3.4 绞吸船清淤施工

高水位期间清淤可以拆用绞吸船施工。绞吸船施工工艺流程:施工船进点展布→下放绞刀桥梁至水下泥面→施工船挖泥施工→泥土通过排泥管线排至临时堆放泥区。绞吸船施工采取分层、分条施工。采用单主桩进步前移法施工;工法程序为:1)提前加水。上浮管线的接陆端与陆地管线口接卡好(或接水下管线端口)(2)下防风锚、防流锚固定管线(3)施工船由拖轮乘高潮水位帮拖至施工区后放慢速度(4)用 GPS 粗略定位(5)施工船在船长指挥下下桩固定船位(6)组织接卡水上管线与船尾排出口相接(7)利用倒桩、调整摆动锚进行精确定位(或利用锚艇项推施工船进行精确定位)(8)联系陆地管线是否具备施工条件,联系水上浮筒管线是否调整完毕(9)联系水位、校核绞刀下放深度指示器(10)挂泵吹水1~5min,检查各项仪表数据是否正常(11)挖泥施工(12)调整绞刀压力、转数,调整横移速度,调整挖泥厚度,调整主机转速(13)保持挖泥浓度和吸入真空度(14)调整流速、排压(15)分层开挖由上及下至设计挖深,每层2/3绞刀直径以上厚度(开槽时由薄及厚)(16)1个小循环完成(16)采用单主桩迈步前移法前移(前移距大于钢桩直径或2/3左右绞刀长度),采用单主桩台车前移(17)进行下 1 个挖泥小循环(之后往复进行)(18)调整摆动锚位(19)调整水上管线锚缆,至此 1个大循环完成(之后往复进行)。

3.5 安全措施

制定详细的安全预案,明确安全责任和应急措施。配备必要的安全设施,如救生衣、救生圈、安全绳等。加强施工现场的安全检查,及时发现和处理安全隐患。为施工人员配备必要的安全防护用品,如安全帽、安全带、救生衣、防护手套等,并要求施工人员正确佩戴使用。

结语

渠道清淤作为防洪治理中的重要手段,通过增加渠道过水断面、改善水流条件和增强调蓄能力等方式,对提升渠道行洪能力、降低洪涝灾害风险具有显著作用。本文提出的围堰与绞吸船施工工艺,兼顾效率与安全,具有推广价值未来需进一步研发生态友好型清淤技术,。在实施渠道清淤工程时,科学制定清淤方案,合理处置淤泥,平衡防洪需求与生态保护

参考文献

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