王有祥
(齐齐哈尔市嫩江巡查管护中心,黑龙江 齐齐哈尔 161006)
劳动湖位于齐齐哈尔市龙沙区和建华区,是齐齐哈尔市跨越主城区一条非常重要的内河。劳动湖水系分为进口船闸、城区湖段(包括北湖公园、秀水公园、西泊公园、卜奎公园、龙沙公园、嫩江公园和劳动湖南扩的系列公园)和出水船闸与嫩江相连。劳动湖水域全长10.8km,总占地面积355.86hm2,其中水面面积164 hm2。2006 年齐齐哈尔市劳动湖风景区获得了国家水利风景区称号,劳动湖在美化城市风景的同时,还起到了吸附空气飘尘、清洁空气、调节空气湿度、温度,降低噪音,治理内涝等作用,对改善中心城区小气候起到极其重要的作用。
由于劳动湖水流动性差,常年基本处于静水状态,雨水管道携带污泥和地表径流进入劳动湖的污泥都沉积在湖底,近几年湖底淤积日趋严重,劳动湖底泥增厚,湖底标高逐渐增高,水深变浅,阳光可以直射湖底,导致一到春夏交季时段,水草疯长,水质恶化。湖底淤积主要分布在北湖公园、秀水公园、西泊公园、卜奎公园、龙沙公园、嫩江公园和桥梁下部。
劳动湖清淤为改善水环境、水生态、水景观,构筑生态城市骨架,使河道畅通,比降自然,湖水自身的流动性增强。使湖水清澈,水体的自净能力增强,可观性得到保障。水域生态环境得到持续改善,促进人与自然和谐共生,人民生活质量得到提高,促进社会和谐及经济可持续发展。为此对湖底清淤工程施工方案进行论证。
湖底清淤工作长度约5.4 k m,清淤面积95.2hm2,范围包括:北湖公园、秀水公园、西泊公园、卜奎公园、龙沙公园、嫩江公园。清淤底高程在142.70~142.43m,劳动湖湖底清淤深度20~60cm,劳动湖内桥下局部淤积严重,清淤深度120~140cm。清淤深度内地层为②1泥炭质低液限粉土层,该层土质软弱,清淤施工条件较好。清淤边坡比1 : 5.0。
清淤方式有干水作业和带水作业。干水作业是指搭设暂时围堰排干作业面水进行施工,包含干土挖掘和水力冲填等。带水作业一般是指将清淤机具装备在船上,由清淤船作为施工平台在水面上操作清淤设施将淤泥开挖, 并经过管道输送系统输送到岸上堆场中, 主要包含抓斗式、绞吸式、斗轮式和链斗式等。
本次劳动湖湖底清淤深度20~60cm,对清淤设备本身的定位、操作系统的精度要求很高。为更高效的完成清淤工作,本着统筹兼顾、避免浪费、减少环境影响、减少工程投入、保证工期等,充分考虑工程地的纬度情况,打破常规的施工方案。比较了夏季和冬季2 个施工方案。
方案1:夏季施工方案,劳动湖沿线由各个公园组成,清理沿线较长,龙沙公园建园较早为是半封闭公园,清淤堆放和运输空间较窄,其他公园条件好一些,并且劳动湖内存在多处雨水排口,加之湖内平整度较差,无法排空劳动湖内水,故只能采用带水作业方式进行施工,利用挖泥船加泥浆泵方式进行清淤施工。经勘测劳动湖各个桥下淤堵物质存在施工遗留的建筑垃圾,采用带水作业,桥下不能得到有效的清理,还有可能影响水流通畅,后期针对桥下部分淤积,还要采用水上挖掘机进行清理,不能一次到位,这是夏季施工的一个弊端;部分桥下净空高度不足,挖泥船只通行不顺畅[1]。
方案2:冬季施工方案,由于该工程在北方地区,冬季气温较低,达到-30℃左右,能形成较深的冻土层,可以采用挖掘冻土施工。秋季放空湖水,冬季湖水及水下淤泥会结冰,在气温最低时,冻层达到1m 左右,分段采用挖掘机冻土施工,先把湖面分成若干区域,如一区、二区、三区等,首先清除一区表面冰层,堆放到二区,然后再进行淤泥层清除,到达设计高程后,再把二区的冰清理到一区,再进行二区淤泥清理施工,施工完毕后,再把三区表面冰清理到二区,再进行三区淤泥清理施工,以此类推,如此分区域施工能很好的保证施工高程控制,高质量完成清淤工作。
1)对原有工程影响方面比较:
劳动湖于2000 年建设实施,之后陆续完成湖边的围栏、道路、绿化、亮化工程,现阶段周边的树木、草坪、防护措施、监控设施的已经全部完成,并已经形成规模,人们已经习惯在夏季傍晚到湖边进行娱乐和体育活动。如夏季施工,采用水力充填方式,需要做临时沉淀池和运输道路,需要占用大量的绿地和周边的人行道路,对原有的设施损坏较大,同时施工过程中,泥水循环,形成回水二次污染,弃渣装卸对路面和绿化区域影响面较大,严重影响周边生态环境。施工完毕后,恢复费用较大,恢复周期也较长。如采用冬季施工,会很大程度避免对周边生态的破坏。冬季施工,不需要临时沉淀池和运输道路,只需要做几个临时出入湖区的临时路口,施工时在原有路面覆土保护,这样在运输过程中对原有路面不会产生破坏。冬季施工对原有的设施破坏较少,不需要增加恢复费用。
2)从临时工程投资方面比较:
为尽量保护好原有设施和环境,夏季临时设施建设较多投入较大,施工时要把湖面分成若干施工段,排干各段湖中的水,不仅增加了临时围堰施工的成本、还增加了排水成本、并且还需要若干临时沉淀池的修建和拆除、增设临时遮挡及安全警示标识、周边环境维护等,产生费用较大,需要工程投资5%~10%左右;冬季施工临时设施投入较少,需要进行道路及周边环境维护,设置安全警示标识等,需要工程投资3%~5%左右。
3)质量控制方面:
沿程湖底高程和比降控制是清淤工作的重点,也是保证水流畅通的先决条件,特别是桥下清淤高程的控制。本次施工,湖底清淤深度20~60cm,清淤层较薄。采用夏季施工,如采用水力冲填方式作业,清淤后需进行反复测量、清淤,淤泥在水中流动性较大,施工难度较大,高程控制较难;采用冬季施工,挖掘机在冻层面上作业,如同暖土清淤一样,能够清晰控制作业面,能很好地控制清淤高程及坡度,挖掘机开挖后采用15t 自卸车运至指定弃渣场,逐层开挖直到达到设计断面线,施工质量能够得到很好的控制。
4)运输方面比较:
由于在城区内运输,必须保证运输过程中淤泥不能散落,否则影响市区运输及道路环境,造成运输过程的二次污染。夏季淤泥运输需要较为密闭的车辆,在装卸和运输过程中,运输量必须较好的控制,否则容易出现洒落。且清淤土异味较大,须在夜间运输,影响运输效率。冬季施工时由于是冻土,随清随走,可直接装车运输,基本不会出现洒落现象,车辆运输可满载,运输能力和成本都有较大提升,也避免了运输过程的二次污染。运输过程中,车辆直接在湖面行驶,不用修建临时道路,直接运送到筑岛位置。
5)弃渣堆放方面比较:
弃渣堆放是该工程的难点,必须保存好,而且不影响环境。随着城市的不断发展。城市的周边已经没有适合堆放淤泥的堆料场,建设单位在城市周边进行踏查,没有找到适合堆料场,致使清淤工作延迟,随着劳动湖水质的不断恶化,清淤工作迫在眉睫,为解决弃渣场问题,经论证在湖心堆岛进行处理,不仅可以解决淤泥堆放问题,还能解决由于湖面较宽,湖水流动较慢的问题。夏季施工必须运到城区外,需要堆放的场地面积较大,且堆放高度不好控制,符合条件的场地运输距离较远。冬季施工,清淤出来的泥炭质低液限黏土可在在北湖公园、龙沙公园内就近筑岛,避免了环境影响,减少了运输成本。
6)周边环境居民生活方面比较:
夏季施工,市区周围居民多开窗户乘凉,淤泥在清理的过程中,船只作业、泵送、运输等机械噪声会影响居民休息生活。临时存放、运输的过程中,会产生较大异味,也会严重影响周边居民生活和出行。冬季施工,由于寒冷居民都关窗生活,挖掘冻土,施工机械噪音影响相对小一些,同时也没有异味影响。
7)工期方面比较:
夏季施工工期在6 个月左右,而且受天气影响较大,进入雨季,劳动湖内有多处雨水管线,降雨后会有大量雨水流入劳动湖,湖内水位增加会使施工停止,不仅影响工期而且影响周边的环境,同时也会对清淤质量控制造成影响。冬季施工工期在2个月左右,大大缩短施工时间,减少对居民生活和出行的影响,同时也减少淤泥运输对城市交通的干扰,工期的缩短很大程度节约了施工成本。
8)对齐齐哈尔市旅游业的影响:
齐齐哈尔市作为有着优秀旅游资源的城市,夏季正是旅游旺季,扎龙湿地公园是名片,作为国家水利风景区齐齐哈尔市劳动湖风景区也是每个游客必到之处,如果在此期间施工,必将影响游客观光及客流量,降低旅游收入。冬季施工,无此方面影响。
施工方案比较
经以上综合比较,由于清淤工程位于主城区段,采用方案2 冬季挖冻土方案施工优点较多,很好的解决了夏季施工中的诸多难点,同时节省了施工工期和施工费用。故采用冬季施工方案方案可行、科学合理。
劳动湖流经齐齐哈尔市中心城区繁华地带,通过本工程实施,可以彻底改变劳动湖水域污染现状,使劳动湖水流动起来,极大的改善齐齐哈尔市居民生活环境质量。成为一条纵贯全市的清水湖和绿色生态景观带,劳动湖在美化城市风景的同时,还起到了清洁空气、吸附飘尘、调节周围温度和空气湿度,降低噪音,调节城区内涝等作用,对改善中心城区小气候起到极其重要的作用,成为人们休闲放松的好去处。