关于常蓄水城市生态河道疏浚方案的探讨

夏成亮 陈 敏 陈晓峰 高 培

（作者单位：1.宿迁市水务勘测设计研究有限公司 223800 2.宿迁市宿城区水利工程建设服务中心 223800 3.宿迁市水利工程建设监理咨询有限公司 223800）

一、引言

随着城市的建设和发展，对水生态提出了更高的要求，城市河道作为水生态的载体，其重要性日趋明显。宿迁市黄河故道穿城而过，宿城区、宿迁市政府坐落于河道南岸；金鹰、宝龙等商业中心散落在河道西岸；印象黄河、水景公园、雄壮河湾等特色公园沿河分布，河道已成为连接城市政治、经济、文化中心的水生态载体。然而，由于土质为砂性，经多年运行，农博河至迎宾大道段河道淤积严重，河槽内水草丛生，水体自净能力差，导致水生态环境恶化，急需进行清淤。本文结合宿迁市中心城区黄河故道清淤工程中的实践，对常蓄水的城市生态河道疏浚方案进行分析并提出对策。

二、工程概况

1.流域概况

黄河故道西起河南兰考东坝头，流经豫、鲁、皖、苏四省，至江苏省滨海县套子口入黄海。江苏境内黄河故道自丰县二坝，流经徐州、宿迁、淮安、盐城，长490km。宿迁市黄河故道西起徐洪河，流经宿城区、湖滨新区、市经济开发区、洋河新区，止于泗阳县新袁闸下1.0km，全长114.3km，流域面积296.9km²，主要承担河道两岸流域范围内涝水排除、区域防洪及农田灌溉引水任务。

2.工程概况

黄河故道农博河至迎宾大道段位于宿迁市中心城区，河道长4km，涉及跨河桥梁5 座，沿线为印象黄河景区，现状岸坡绿化、防护措施良好，现状河底高程20.0 ～21.5m，平均淤积深度1.5m，总疏浚土方约50 万m³。其中上游1km 水面较开阔，平均水面宽约200m，疏浚土方约25 万m³；下游3km水面相对规则，平均水面宽度约80m，疏浚土方约25 万m³。

3.水文概况

工程段内河道按10年一遇设计流量113m³/s 开挖河槽，按50年一遇设计流量179 m³/s 填筑堤防。工程区域内非汛期5年一遇设计流量为10.57m³/s。

4.地质概况

工程区内地震烈度为Ⅷ度，河道沿线建筑场地类别属Ⅲ类，场地土类型属中软土，开挖土方主要为：②淤泥质粘土、③轻粉质砂壤土、④-1淤泥质粘土、④ 粉砂夹粉土。其中淤泥质粘土（②、④-1），流塑，强度低，力学性能差，为软弱危害层；轻粉质砂壤土（③），渗透性强，强度低，力学性能差；粉砂夹粉土（④），渗透性强，强度低，力学性能差。

场地内总体土层分布稳定，工程地质条件较差，场地稳定性一般。场地内第③和④层土均是液化土层，场地液化等级为中等液化。

三、施工条件

1.常蓄水深度

工程段内常年蓄水，蓄水主要依靠其下游8.5km 果园橡胶坝蓄水，常蓄水位为22.50m，根据现状河道断面，现状蓄水深度为1.5～2.5m 不等；工程段上、下游均进行过河道疏浚，现状河底高程为19.00m，正常蓄水深度达3.5m。

2.施工场地

工程段全部位于城市中心区域内，两岸均为已建成的景观公园，施工场地较小，无布置弃土区、施工生产生活区空间；同时工段内沿河设置了人行步道、栈桥，且现状河道两岸河坡均采用了生态或硬质的护岸，因此亦缺少布置施工车辆交通的必要场地。

3.施工导截流条件

工程段内河道无通航要求，其上游河段长22km，分流通道主要为与其走向相近的西民便河。工程段位于城市公园内，是城市公园的主要水源保障，现状河道内莲藕、菖蒲、再力花等水生植物广泛分布，施工期间采用干法施工，对周边环境影响较大，且影响周边市民的正常生活。

4.其他条件

工程段内有交通桥3 座，人行桥5 座，正常蓄水为条件下，交通桥梁底至水面高度约3m，两桥桩间宽度约20m；人行桥约2m，桥洞宽度约8m；工程段内受城市建设、群众生产生活影响，河道底部存在部分建筑废渣、生活垃圾；工程段处于水功能区范围内，水质要求为IV 类；工程段内地下穿河管线布置较密集，有供水管道、高压电力管道、通信管道、国防光缆等。

四、疏浚方案

此次主要通过分析干法、湿法两种常规施工方法的优缺点，同时根据工程段所处区域情况，以及施工现场实际条件，选取更适合的施工方案。

1.干法施工

目前常用的干法施工主要为冲吸施工和干挖施工。

（1）冲吸施工

冲吸施工是通过模拟水流冲刷原理，通过水枪喷射高速水柱，切割、粉碎土体，使之湿化、崩解，形成泥浆，汇集到事先设置好的低洼区，再由泥浆泵吸取、管道输送至岸上的堆场和集浆池内。具体的作业流程为：高压水泵形成高压水流→水利冲挖土体→泥浆泵吸浆→泥浆管→排泥场。

冲吸施工的特点是施工工艺简单、机械布置方便、施工成本较低，该方法将形成浓度低的泥浆，需专门设置排泥场，为后续处理增加了难度。由于冲吸施工为干法施工，需填筑围堰并排除河道积水，对河道水生态、水景观效果影响较大。

（2）干挖施工

干挖施工是通过在河道上下游填筑临时围堰，排除河道积水，利用反铲式挖掘机挖土、自卸车装土，将土方运送至弃土区。

干法施工的特点是清淤彻底、易于保证施工质量，且对于设备、技术要求不高，产生的淤泥含水率低，易于后续处理，且排水较彻底，对河槽内现有穿河建筑物影响、破坏较小；但对河道水生态、水景观效果影响较大。

2.湿法施工

目前常用的湿法施工主要有绞吸式挖泥船和抓斗式挖泥船施工两种施工方案。

（1）绞吸式挖泥船施工

①水域要求

要求水域宽阔，以保证水上浮管有充分的活动空间，利于施工锚位固定。锚位不能满足水域要求时，陆上有足够的空间位置，以保证左右锚位固定实施疏浚作业。挖泥船左右横移锚位满足开挖边线以外每侧各30m。该工程水域宽度满足要求。

②水深要求

要求有足够的水深，以保证挖泥船能顺利进场施工。水深要求包括挖泥船最小吃水深度要求，定位桩竖桩最小水深要求等。200m³/h 绞吸式挖泥船最小吃水深度要求为2.0m，竖桩最小水深要求不低于3m。该工程水深满足要求。

③适宜土质要求

采用绞吸式挖泥船对河道实施疏浚，河道内必须无任何隐蔽障碍物，包括各类软硬生活垃圾与建筑垃圾、植物根茎、爆炸物等，否则将降低施工效率。

④其他特点

由于船体相对较大，要求场地道路优越，拼装场地开阔（包括水域开阔），便于大型安装与起吊设备进场组装，并满足陆上拼装与入水条件。根据其机械特点，施工受土体内杂质影响较大，同时由于其为铰刀旋转开挖，不利于河道内现有管线等穿河建筑物保护。施工形成浓度低的泥浆需专门设置排泥场。

（2）抓斗式挖泥船施工

①水域要求

满足挖泥船船宽要求即可，一般要求不小于10m。

②水深要求

由于挖泥船冷却水为舷上供排水（内循环），水深只要满足船体吃水深度即可，一般要求不小于1.5m。

③适宜土质要求

土质要求为非流动性淤泥质土，其他土质皆可实施疏浚。

④其他特点

由于船体相对较小，对场地道路、拼装空间、吃水深度要求相对较低。根据其机械特点，施工受土体内杂质影响较小；施工形成浓度较高的泥浆，需专门设置排泥场。

3.方案比选

根据上述施工方案的特点，结合该工程所处环境的实际情况，从施工难易、生态环境影响、弃土区布置、社会影响、建设工期、工程投资等多方面进行方案比选。

通过比选发现，干法施工虽然具有施工工期短、投资较少的优点，但根据工程实际，受区域条件限制，为尽量减少工程施工对水生态环境、河岸沿线设施的影响，本次工程施工建议采用湿法施工。同时根据其上游1km 河道水面较宽，单位长度土方量较大的特点，建议采用出泥效率较高的绞吸式挖泥船；针对下游3km 河道水面相对较窄，且跨河桥梁较多的特点，建议采用抓斗式挖泥船施工。

4.弃土场布置建议

疏浚土方量共50 万m³，按照平均堆高3.0m 考虑，弃土占地面积约550 亩。由于工程处于城区，工程段下游10km 范围内均为城市建设区，工段上游1km 为农区，因此在工段上1～3km 内选择较为平坦、水系发达的低洼农田或水塘作为弃土区，以便于工程弃土、沉淀、滤清、排水。

五、结论

根据对宿迁市中心城区黄河故道清淤方案的分析，通过对干法、湿法两类四种施工方式的比选，得出以下主要结论：

（1）常蓄水城市生态河道由于承担城市生态景观功能，一般河底疏浚不适宜采用干法施工。

（2）根据河道水面宽度、淤积深度、土质类型、工期要求的不同，可灵活采用绞吸式挖泥船或抓斗式挖泥船施工。

（3）弃土场（排泥场）宜布置在远离城市的农区，建议集中布置■