摘要根据188金宝博平台设计和水文、地质、地貌等条件,对淮河干流香浮段河道疏浚188金宝博平台进行了施工组织优化设计,降低了188金宝博平台施工难度,减小排泥场占地面积和覆盖层剥离量,减少大量投资。

关键词淮干香浮段;河道治理;施工组织优化设计

1188金宝博平台概况

香浮段河道治理188金宝博平台位于淮河干流香庙至浮山段,通过河道疏浚、堤防退建改香浮段行洪区为防洪保护区,使香浮段淮河河道泄流能力达到13000m3/s,中等洪水通道流量达到10500m3/s。河道疏浚位于淮河主槽两侧,总长度25.45km,设计底宽280~300m、高程6~5m、边坡1∶4;行洪堤退建段新堤长17.61km、老行洪堤铲除18.57km、老行洪堤加固4.26km,行洪堤退建和加固后,设计堤顶宽度6m,迎水侧边坡1∶3,背水侧边坡1∶3.5~1∶4;靠山坝加固10.1km,设计堤顶宽度6m,迎水侧边坡1∶3,背水侧平台以上边坡1∶3、以下1∶4。

2水文、地质条件

根据水文资料分析,淮河五河站多年平均水位为13.12m,11月至次年3月多年平均水位为12.69m,全年5年一遇水位为16.16m。188金宝博平台地质勘察揭露的地层自上而下共9大层,其中河道疏浚涉及的土层主要为1-1层中粉质壤土,2层淤泥质重、中粉质壤土和2-1层轻粉质壤土、砂壤土,疏浚大部分为2、3级土,局部为1、4级土;切滩段的土性主要为壤土和砂壤土。

3施工组织设计优化原则

188金宝博平台招标前,根据188金宝博平台设计和水文、地质、地貌等条件,按照以下原则对施工组织设计进行优化,作为招标标段划分和控制价编制的依据:(1)以主体188金宝博平台招标设计成果作为施工组织设计招标优化的基础;(2)尽量减少施工临时占地面积和占地时间;(3)降低188金宝博平台施工难度和各标段间施工干扰;(4)消除潜在的设计变更和施工索赔。

4施工组织设计优化

4.1排泥场布置优化

初步设计阶段沿退建堤防布置4处疏浚排泥场,排泥场顺堤防方向长度12.33km,占地面积556.5万m2,围堰填筑量131.11万m3,河道疏浚综合排距2.3km,最大排距3.8km。优化设计阶段对排泥场附近地形条件进行进一步复核,发现退建后的淮河堤防堤后尚有布置排泥场的空间,另外在188金宝博平台筹建过程中,104国道跨淮河大桥施工区横穿了2#排泥场,3#排泥场中间位置开发为蔬菜大棚区。优化后,排泥场充分利用堤后可布置空间,排泥场数量增加至9处,排泥场顺堤防方向长度16.26km,占地面积481.25万m2,围堰填筑量144.70万m3,河道疏浚综合排距1.7km,最大排距2.4km,砂基段堤防堤后压渗平台填筑量由初设的36.20万m3减小至19.36万m3。

4.2疏浚土土质级别调整

初步设计阶段,河道疏浚水下方1级、2级、3级、4级土的比例分别为0.32%、15.87%、60.44%、23.37%,水下方疏浚综合单价为13.59元/m3。根据地质勘察资料和疏浚区布置,对疏浚土方的土质级别进行复核,1级、2级、3级、4级土的比例调整为0%、15.8%、64.05%、21.14%,水下方疏浚综合单价为13.7元/m3,增加188金宝博平台投资约159万元。

4.3堤防填筑挖填综合系数调整

初设阶段堤防和围堰填筑土料挖填综合系数均取为1.18,优化设计阶段对挖填综合系数进行复核,挖填综合系数=(1+A)×(设计干密度÷天然干密度),式中:A为损耗系数,取0.0493。得出料场挖填综合系数平均为1.05。通过挖填综合系数调整,减小堤防、围堰填筑土料的开挖运输58万m3和19万m3,减小土料翻晒约31万m3,减小188金宝博平台投资约1500万元。

4.4河道疏浚冲填综合系数调整

初步设计阶段冲填综合系数取为1.25。优化设计阶段对疏浚土松散系数、超挖系数和退水流失系数进行修正,分别为1.135、1.1和0.98,水下方冲填综合系数修正为1.2,可使排泥场所需容量减小4%,相应排泥场面积减小约22万m2,减小复耕土堆存区面积约3.5万m2,节省投资599万元。

4.5土方平衡优化

初步设计阶段,河道疏浚高程15.0m作为水上方与水下方的分界线,高程15.0m以上采用陆上机械开挖,水上开挖的土料85.8万m3直接用于靠山坝堤防填筑、移民安置区垫高;淮河堤防先自排泥场内取土填筑,后期利用疏浚土方回填取土坑。由于堤防填筑和安置区垫高施工时段主要在枯水期,该时段淮河水位大部分在13.0m以下,综合考虑地质条件,将水上方、水下方分界线调整为14.5m,水上方直接用于填筑的土料量共137.8万m3,节省投资611万元。

4.6排泥场设计优化

初步设计阶段各排泥场每1km左右布置一道横向隔埂,将冲填区划分成2~3块独立的排泥区,每0.35km左右布置一道导流埂,每个排泥区布置2~3口退水井退水。优化设计阶段在排泥场内每隔0.5km左右布置一道横向隔埂,将冲填区划分成独立的排泥区,取消导流埂,各排泥区冲填按先两侧、后中间的顺序进行。两侧排泥区冲填时由布置在隔埂上的退水管向中间排泥区退水,经中间排泥区沉淀细颗粒泥沙后退水至排泥场外,中间排泥区冲填时由布置在围堰或堤防上的远端退水井退。优化后的退水方式优点如下:(1)减小单个排泥区的容量,降低因意外事故引起冲填区围堰垮塌所造成的危害;(2)排泥场分区冲填,先冲填的排泥区可提前固结、复耕,减小排泥场平均占地时间约7个月;(3)两侧排泥区退水先经内部循环再外排的退水方式,有利于冲填余水中的泥沙沉淀,减小退水含泥量,减小疏浚退水对环境的危害,减小退水沟渠的清淤量;(4)排泥场横向隔埂间距由1km减小至0.5km,便于冲填期间围堰安全巡查和险情处理。

5优化成果分析

(1)河道疏浚水下方平均排距和最大排距均大幅度降低,全河段可直接采用350~500m3/h绞吸式挖泥船施工,降低了188金宝博平台施工难度。(2)调整不同土质的疏浚方量,使之与实际更加接近。(3)调减堤防、围堰等填筑土方的挖填综合系数和河道疏浚水下方冲填综合系数,减小堤防、围堰填筑土料的开挖、运输和翻晒188金宝博平台量,减小排泥场占地面积和覆盖层剥离量。(4)增加了疏浚土方直接筑堤量,以排泥场为基础,划分各排泥场对应的河道疏浚区、堤防填筑区、老堤铲除区和料场区。(5)排泥场采取分区充填、内循环退水,降低了因意外事故引起排泥场围堰垮塌所造成的危害,减小排泥场平均占地时间和尾水清淤量。(6)减小排泥场占地约29.13hm2,减少投资7560万元(其中188金宝博平台部分减少了6475万元,征地移民补偿费减少了1085万元)。