一、工程布置
小清河濟南城區段西起槐蔭區小清河睦里莊閘,東至歷城區濟青高速公路橋,長30.472km。本次治理工程維持現有河道走勢不變,對小清河睦里莊閘~濟青高速公路橋(0+000~30+472)段進行清淤疏浚,南水北調睦里村節制閘~京臺高速公路橋下游跌水 (0+750~5+304)段小清河干流為南水北調工程輸水通道,由南水北調管理單位進行管理,故本次清淤工程不含此段河道。河道清淤段長度為25.918km。
二、河道清淤
(1)淤泥清挖
淤泥清挖采用100m3/h小型環保生態清淤船。根據本工程特點和要求,生態清淤船配備吸淤泵、配電發電機及定位樁等附屬設備。
(2)淤泥輸送設計
淤泥輸送采用水上輸泥管+接力泵船的輸泥方案。輸泥管道采用水上作業,選用DN300PE管,接力泵船根據輸送距離和實際需要設置。
(3)淤泥干化處理站
小清河濟南城區段生態清淤工程共設淤泥干化處理站5處,其中:1、3、5號干化站采用帶式壓濾機污泥脫水處理方案。
壓濾脫水干化站設計:壓濾脫水干化站主要由濃縮池、砂泥分離裝置、淤泥濃縮裝置、淤泥快速脫水裝置、配料系統等部分組成。
(4)處理后淤泥運輸
小清河濟南城區段清淤工程量共214.22萬m3,淤泥經干化處理后采用1m3挖掘機(裝載機)配10t自卸車外運棄置槐蔭區卓威渣土場。
三、清淤工程設計
小清河是濟南的母親河,城區河道兩側為綠化帶、城市道路和服務配套設施等,道路外側居民區、商業區布置密集,且沿河跨河橋梁較多,不僅施工機械作業面有限,而且施工與城市交通、居民生活、環境保護之間的矛盾十分突出。小清河傳統清淤方法“平臺+挖掘機,河道兩岸堆泥”的清淤方式已不具備條件,應科學合理地選擇施工方法與脫水工藝,考慮工作效率高、成本低、環保的清淤方案及水中設備轉移和水上運輸的。
本次清淤方案的技術研究路線為:按照清淤工作的整個過程,將其分成“清挖、輸送、脫水”三個主要環節。
(1)淤泥清挖
小型環保生態清淤船是近年來出現的一種清淤機械,適用于流量小、水深淺、不具備一般挖泥船疏浚作業條件的河道。小型環保生態清淤船設有三根定位樁,前面兩根用于定位,后面一根控制行走,清淤采用新型環保絞吸式絞刀,絞刀臂通過液壓動力可以上下左右移動,作業時通過環保絞吸式絞刀擾動淤泥,擾動后的淤泥立刻被吸淤泵吸走。
對于沿河有橋梁或管道并且高度較小,小型環保生態清淤船無法到達的區域,可利用清淤平臺替代完成清淤,采用水力切割和吸淤泵復合吸取淤泥, 高壓水通過噴口擾動淤泥,擾動后的淤泥立即被吸淤泵吸走。
(2)小型環保生態清淤船組成
淤泥清挖采用100m3/h小型環保生態清淤船。根據本工程特點和要求,生態清淤船配備吸淤泵、配電發電機、定位樁等附屬設備組成。
泥船設計參數及主要技術要求:挖泥船長17m,寬6m,深1.8m,設計吃水深度1m,吸管直徑為DN350,排管直徑DN300。配電發電機300kw。根據小清河平均淤積厚度在0.33-1.7m,選定大挖深2m;吸淤泥泵流量為100m3/h,揚程36-40m;絞刀直徑1250mm,功率70kw;定位樁長度8m,直徑350mm。超挖深度不超過0.5m;底泥擴散距離控制在距絞刀中心3m范圍以內;距離沿岸建筑物安全距離不小于2m。
(3)清挖過程監控自動化要求
挖泥船主要監控環節包括:挖泥船的導航和定位;挖槽斷面的監測顯示;作業區域水深測量。
挖泥船在施工區域中平面布置由DGPS定位系統來確定;
水力切割和吸淤泵在當前斷面中的軌跡通過電子傳感式深度指示器、行程傳感器及吃水傳感器來確定;施工區域的實際水深由回聲測探儀和吃水傳感器來確定;由此形成三個獨立的監控環節系統,系統通過原始數據的輸入來實現清挖自動化的要求。
(4)后期工程量計量方法及要求
后期河道工程量計算采用GPS儀器網格法實際測量,并利用CAD將數據導出,采用CASS網格法復核工程量,網格間距為5m×5m。
四、小型環保生態清淤船施工
采用小型環保生態清淤船生態清淤,工作內容包括船舶調遣、開工布展、施工測量、生態清淤、排泥、收工集合等全部工作。根據本工程特點和要求,配備100m3/h小型生態清淤船。
具體操作如下:
1.將清淤船、拋錨船、交通船、接力泵船、管道等進駐到各施工點,根據清淤船舶與輔助船舶的性能、作業要求進行定位和拋錨。
2.施工前,根據測量控制點、水準點進行查對復核。放樣測站點的高程精度應高于五等水準測量精度要求,放樣點誤差應小于表6-1的規定。
五、工程放樣點誤差控制要求
根據施工圖紙確定分區分塊的大小,在開挖區域邊角點、彎道頂點設立清晰的標志,包括*、浮標或燈標等。平直區域每隔50~100m設一組橫向標志,彎道處加密至50m。