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    青弋江分洪道施工方案優(yōu)化分析

    2019-01-15 23:11:32丁賢青
    中國水利 2019年2期
    關(guān)鍵詞:青弋江質(zhì)土料場

    丁賢青

    (安徽省蕪湖市水利工程管理處,241000,蕪湖)

    青弋江分洪道是安徽省重點項目,批復(fù)總投資28.28億元。在青弋江分洪道施工中,三埠管以上取土場由原征用農(nóng)用耕地改為合理利用老廢棄堤,三埠管以下棄渣場由原圩內(nèi)零星魚塘變?yōu)槔蠌U棄河道及外灘地,三埠管以上河道淤泥質(zhì)土原外棄改為內(nèi)外平臺合理利用,紅廟樞紐施工導(dǎo)流方案由一期施工改為二期施工,小連河兩叉分流并為干流行洪等,施工方案合理調(diào)整避免了施工難、征地難、協(xié)調(diào)難、棄渣難、投資大等不利因素,其綜合效益十分明顯。

    一、分洪道建設(shè)的主要作用

    青弋江分洪道工程建設(shè)主要作用:一是減少中下游洪水滯留時間,降低其洪峰水位;二是顯著改善流域下游水網(wǎng)圩區(qū)防洪態(tài)勢,中片圩網(wǎng)區(qū)防洪狀況得到根本性改善;三是可有效改善水陽江中下游地區(qū)防洪狀況,提高流域整體防洪能力;四是減輕漳河流域肇家埠以下防洪壓力,兩江一河可以相互調(diào)節(jié);五是中片圩網(wǎng)區(qū)通過聯(lián)圩并圩,縮短堤防戰(zhàn)線。

    二、施工方案合理優(yōu)化

    1.合理利用老廢堤作為取土場

    青弋江分洪道總的土方開挖料大于堤防填筑料,出現(xiàn)以三埠管為界,上下兩段土方不平衡,由于水網(wǎng)阻隔及土料含水率等因素,無法進行上下游土方平衡利用。因此,三埠管以上堤防填筑土料不足,必須從上游建設(shè)河道范圍附近取料。

    原規(guī)劃擬定取料場32處,總?cè)×狭繛?49.7萬m3,均為青弋江分洪道兩側(cè)農(nóng)田,計劃取料深度平均為1.65 m,農(nóng)田征用補償及復(fù)耕標準每畝為8 260元。上述規(guī)劃擬定取料場存在兩大難題:一是每畝補償標準太低,征用后的農(nóng)田通過取料變成水面,無法復(fù)耕,無法分戶管理及養(yǎng)殖,無耕地指標,困難太大,不易征用;二是取料成本太高,每畝只能取料1 100 m3,需要征用補償費用為3.1萬元,同時需要辦理用地指標,折合土方預(yù)算單價為64.5元/m3,取料征用費用增加投資較多,與該項相應(yīng)補償費用相差太大。

    為了有效解決取料場問題,同時控制工程造價不至于增加太多,通過全面考慮與綜合優(yōu)化,并結(jié)合年度實施計劃與年度防汛要求,放棄了原規(guī)劃取料場方案,結(jié)合實際進行調(diào)整,最終選用太豐高橋上潮河兩側(cè)老堤、白沙河兩側(cè)老堤、東唐圩金閣老堤、上潮河石板湖段兩側(cè)老堤等11處廢棄老堤料場,基本滿足三埠管以上堤防填筑用量要求。

    2.利用廢棄河道等作為棄渣場

    原計劃三埠管以下河道內(nèi)棄渣土量1 462萬m3。擬定本段棄料場19處,3處選在河道內(nèi)灘地,16處選在堤防圩內(nèi)附近水面魚塘。通過1年多征遷協(xié)調(diào),最終只有3處河道內(nèi)灘地被啟用,只占總棄料容量的13%,其余16處很難征用。

    疏浚棄料堆放主要有兩大困難:一是除3處棄料場征用難度小、征用費用低、棄料方便外,其余16處均屬養(yǎng)殖魚塘,征用費用高,費用缺口太大;二是棄料場污水沉淀后很難排放,影響附近農(nóng)田及魚塘養(yǎng)殖,協(xié)調(diào)工作難度太大,增加子更圍堰,措施費用太高。

    通過多次沿途察看分析與研究,對方案進行綜合比選,最終選定3處新的棄料場,即松垾棄料場75萬m3、伏龍山棄料場341萬m3、小連河左叉棄料場694萬m3。松垾棄料場位于河道灘地內(nèi),在保證該段河道滿足行洪能力的情況下,新筑一道縱向圍堰形成的棄料場。伏龍山棄料場就是利用老漳河廢棄河道,在下游端新筑一道橫向圍堰形成棄料場。小連河左叉棄料場將原來規(guī)劃方案左右叉行洪變成右叉行洪,拓寬右叉河道斷面,滿足設(shè)計過流要求,封堵左叉河道變成棄料場。

    3.充分利用陸挖河道淤泥質(zhì)土

    青弋江分洪道三埠管以上老河床和地表層以下開挖料均為淤泥質(zhì)土和砂性土,土料含水率太高,有少量有機質(zhì),部分段落開挖料中砂粒含量高,不適宜用作主堤身填筑。本段總的自然開挖方量922.9萬m3,折合成壓實方量782.1萬m3,為淤泥質(zhì)土料。

    其主要面臨三大困難:一是開挖淤泥質(zhì)土含水率太高,由于雨水較多,降雨間隔時間短,無法翻曬,土料達不到合格要求,不能直接用于填筑,對含砂量太高的砂性土也不能用于主堤身及外平臺填筑;二是翻曬費用太高,平調(diào)費用太大,施工時間太長,工程質(zhì)量難以保證,同時影響安全度汛;三是若淤泥質(zhì)土不利用外棄,增加料場取料量,其費用增加41 553萬元。

    為減少棄料,降低投資成本,采取干地施工,降低地下水水位,盡可能降低河床和地表層以下開挖料中淤泥質(zhì)土含水率,用于堤防內(nèi)平臺填筑和堤后填塘;相對含水率低的淤泥質(zhì)土用于外平臺填筑,禁止砂性土用于外平臺填筑。通過多年運行,經(jīng)檢測內(nèi)外平臺填筑達到設(shè)計要求。

    4.調(diào)整紅廟閘樞紐施工導(dǎo)流方案

    紅廟閘樞紐施工初設(shè)導(dǎo)流方案是在三埠管以上分洪道施工完成,并具備分流條件后進行樞紐施工。紅廟閘采用圍堰一次圍護基坑的導(dǎo)流方式,分流建筑物為已建成的分洪道。初設(shè)導(dǎo)流方案計劃擬定7個月,樞紐施工導(dǎo)流圍堰設(shè)計水位上游12.26 m,下游10.77 m,相應(yīng)導(dǎo)流圍堰堰頂高程分別為14.0 m和12.5 m。2015年10月1日開工,2016年5月初完成施工導(dǎo)流圍堰拆除,2016年12月底全面完工。

    紅廟閘樞紐施工導(dǎo)流方案進行變更主要考慮青弋江枯水期一般在當年10月初至次年3月底,流域內(nèi)降雨量少,降雨形成地面徑流量小,除陳村水庫發(fā)電尾水下泄外,其余入庫流量均通過水庫調(diào)蓄,再加上區(qū)間少量來水,西河鎮(zhèn)水文站枯水期形成的總流量不大。據(jù)統(tǒng)計,青弋江流域枯水期多年最低水位一般發(fā)生在1月20日—2月20日之間。3月10日之后,流域內(nèi)降雨次數(shù)增多,降雨量逐漸增大,河水位逐漸抬高,時有暴雨發(fā)生,水位陡漲陡落,河道外灘地經(jīng)常上水,進入4月份,外河水位上漲更快。由此可見,紅廟閘樞紐施工變更為二期,施工導(dǎo)流期擬定11個月,即2014年10月—2015年2月為第一期5個月,2015年 10月—2016年 3月為第二期6個月,相對合理。

    三、綜合效益分析

    1.利用老廢堤作為取土場的綜合效益

    在青弋江分洪道三埠管以上堤防建設(shè)中,合理利用老廢堤作為取土料場,綜合歸納為五大效益:一是減少原有征用耕地用于取土場7 581.9畝(1畝=1/15hm2,下同),同時新增老堤取土場復(fù)耕用地5377畝,實際增加價值不低于92007萬元;二是老廢堤土質(zhì)比原有征用耕地土質(zhì)好,滿足堤防填筑要求;三是老廢堤土料含水率低,不需要翻曬,可直接用于新堤主堤身填筑,節(jié)約翻曬費550萬元;四是取土方便,運輸條件相對較好,工程施工進度快;五是老廢堤取土料場不需要排水。

    2.廢棄河道等作為棄渣場的綜合效益

    松垾棄料場、伏龍山棄料場、小連河左叉棄料場有五大效益:一是新增城市用地面積3 710畝,實際增加價值不低于556 500萬元;二是不需要征用8 320畝水面作為棄料場,減少征遷費用26 624萬元;三是棄料場排距近,90%的陸挖改為疏挖,其工程直接經(jīng)費減少10 200萬元;四是無污水排放協(xié)調(diào)和魚塘賠償?shù)龋瑮壛蠄鰢叽胧┵M用相對減少;五是棄料場大,棄料排距短,施工進度快,施工管理容易。

    3.充分利用河道淤泥質(zhì)土的綜合效益

    通過3年來的自然固結(jié)與運行使用,并進行現(xiàn)場觀察與抽檢,三埠管以上堤防內(nèi)外平臺淤泥質(zhì)土利用基本上達到設(shè)計要求,其中外坡基本穩(wěn)定,沒有出現(xiàn)外崩現(xiàn)象。淤泥質(zhì)土充分利用主要有三大效益:一是充分利用淤泥質(zhì)土可直接減少923.4萬m3外棄土方量,否則就要增加外棄土及占地費用36 936萬元;二是不需要增加堤防填筑外調(diào)土923.4萬m3任務(wù),否則要增加工程費用415 53萬元;三是施工進度快,安全度汛有保障。

    4.調(diào)整紅廟施工導(dǎo)流方案的優(yōu)點

    紅廟節(jié)制閘樞紐施工導(dǎo)流變更比初設(shè)方案更加符合實際,具有可操作性、設(shè)計水位降低、集中在枯水期施工、圍堰安全性高、防汛壓力較小、施工時間較長、質(zhì)量保障可靠等優(yōu)點。具體歸納為三大效益:一是變更方案有足夠的樞紐施工時間,變更計劃工期11個月比初設(shè)多出4個月時間,給紅廟閘樞紐施工留有足夠時間,為水閘與船閘工程施工質(zhì)量控制創(chuàng)造了良好條件,完成時間相對提前1年;二是導(dǎo)流圍堰設(shè)計水位相對降低,一期上游變更設(shè)計水位9.4 m比初設(shè)降低2.86 m,二期上游變更設(shè)計水位10.67 m比初設(shè)降低1.59 m,相應(yīng)防汛壓力減小,圍堰安全性相對較高;三是原導(dǎo)流圍堰填筑量與變更方案兩次導(dǎo)流圍堰填筑總量基本平衡,減少了料場取土量約 26.7萬 m3,降低造價747.6萬元,同時減少征用耕地133.5畝。 ■

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