城市暗涵清淤技術(shù)的相關(guān)分析

摘 要：城市暗涵的施工作業(yè)面小，空氣流動(dòng)性較差，可造成城區(qū)黑臭水體，治理難度較大，危險(xiǎn)性較高，亟需采用有效的清淤技術(shù)，同時(shí)加強(qiáng)安全管理。對(duì)此，本文首先對(duì)城市暗涵清淤要求進(jìn)行介紹，然后對(duì)幾種常見的暗涵清淤施工技術(shù)進(jìn)行分析，并對(duì)城市暗涵清淤施工中的安全管理要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)探究。

關(guān)鍵詞：暗涵清淤;要求;清淤技術(shù)

1 引言

很多城市河道空間被侵占以及擠壓，或者被改造為暗涵，可對(duì)河道排澇、蓄水等功能造成較大影響。另外，城市地上建筑部分污水排入至暗涵中，由于暗涵長期處于黑暗以及密封空間中，當(dāng)淤泥沉積后發(fā)臭，污染問題嚴(yán)重。為了避免暗涵對(duì)河道生態(tài)環(huán)境造成不良影響，要求采用有效的暗涵清淤施工技術(shù)。因此，對(duì)暗涵清淤技術(shù)進(jìn)行深入研究意義重大。

2 城市暗涵清淤要求

現(xiàn)如今，城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，很多河道空間被侵占，并被改造為暗涵，可造成嚴(yán)重的污染問題。在城市暗涵清淤施工中，應(yīng)采取有效措施打開暗涵，然后排污。部分暗涵上覆有建筑工程，很難將暗涵恢復(fù)至明河，對(duì)此，需對(duì)暗涵進(jìn)行截污、清淤以及維護(hù)管理，及時(shí)恢復(fù)河道生態(tài)環(huán)境。

3 幾種清淤技術(shù)在暗涵整治中的運(yùn)用

3.1 機(jī)器人清淤

水下爬行機(jī)器人可以在暗涵內(nèi)部進(jìn)行水下連續(xù)作業(yè)，操作較方便，可消除人工入涵作業(yè)各種安全風(fēng)險(xiǎn)，機(jī)器人作業(yè)原理如圖1。相對(duì)于人工操作檢測(cè)判斷淤泥堆積情況來說，機(jī)器人的利用在精度和準(zhǔn)確度上都有較大提高，利用攝像探頭，可以直觀地觀測(cè)到暗涵內(nèi)底部淤泥堆積情況，避免了人為憑經(jīng)驗(yàn)判斷可能出現(xiàn)的偏差，作業(yè)流程如圖2所示。

機(jī)器人在水下清淤疏浚過程中不引起環(huán)境的二次污染，不需要大面積破路施工，可直接在水下作業(yè)，施工期不影響暗涵正常排水，具有安全性高、高效、節(jié)能、方便操作、勞動(dòng)強(qiáng)度小、適應(yīng)作業(yè)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。但清淤機(jī)器人清淤能力有限，目前既有產(chǎn)品清淤能力僅150m3/d（含水），剔除含水率只有約70m3/d～80m3/d（實(shí)測(cè)），無法滿足平均每天清淤量1500～2000m3要求，且費(fèi)用高昂;另外，清淤機(jī)器人遇大塊石、鋼筋、鋼管等堅(jiān)硬物，無法處理、容易損壞，且維修不便（需專業(yè)潛水工下水檢修），不適合高強(qiáng)度的清淤作業(yè)。

3.2 絞吸式挖泥船清淤

絞吸式清淤主要由絞吸式挖泥船完成，絞吸式挖泥船由浮體、鉸絞刀、上吸管、下吸管泵、動(dòng)力等組成，集挖、運(yùn)、吹一體化。絞吸式挖泥船是利用絞刀絞松河底土壤，與水充分混合并形成泥漿，通過泥漿管吸入泵體，然后再經(jīng)排泥管排放至排泥區(qū)。在絞吸式挖泥船的實(shí)際應(yīng)用中，鋼樁布置及定位原形式如圖1所示。在實(shí)際施工中，挖泥、運(yùn)輸以及卸泥可實(shí)現(xiàn)一體化，自動(dòng)化水平比較高。但是，城市暗涵清淤中，一般采用帶有鉸刀絞刀的絞吸挖泥船。需要注意，部分城市暗涵箱涵尺寸比較小，以皇崗河為例，斷面僅6m*5.5m，絞吸式挖泥船無法施展。

3.3 挖機(jī)+鏟車清淤

挖機(jī)+裝載機(jī)清淤方案施工效率較高，每處開口作業(yè)面，挖機(jī)+裝載機(jī)+吊車或挖機(jī)+裝載機(jī)+吸污車每小時(shí)可清淤約20m3。一般小型挖機(jī)（PC40）外型尺寸為5440×2000×2545mm，小型裝載機(jī)外形尺寸為5450×1960×2520mm，完全適用于暗涵尺寸較大段（如本工程暗涵尺寸6m×5.5m），施工時(shí)要求暗涵內(nèi)通風(fēng)良好，具備小型機(jī)械及施工人員入內(nèi)施工條件。除此之外，還需采用臨時(shí)圍堰，保證干地施工條件，清淤作業(yè)時(shí)需破開箱涵頂板入內(nèi)施工。

箱涵開口、圍堰、導(dǎo)流，形成干地施工條件后，可以考慮挖機(jī)+裝載機(jī)入涵清淤。挖機(jī)負(fù)責(zé)前面開道、松動(dòng)沉積淤泥，裝載機(jī)負(fù)責(zé)將淤泥從作業(yè)面轉(zhuǎn)運(yùn)至開口處，再用吊車或吸污車轉(zhuǎn)運(yùn)至地面。為提高工效，一般每條涵配置1臺(tái)挖機(jī)+4臺(tái)鏟車，每2臺(tái)鏟車為一組，前后相距10m，采用接力方式將淤泥從開挖面倒運(yùn)至開口處。

開口處淤泥出涵方式（即垂直運(yùn)輸）主要有：

3.3.1 吊車+渣斗。渣斗容量約4m3，載重約8～9t（含自重），配置50t吊車，每小時(shí)出渣4～6斗約16～24m3，每天約400m3，滿足清淤強(qiáng)度要求。

3.3.2 吸污車。涵內(nèi)挖機(jī)+鏟車將淤泥從開挖面轉(zhuǎn)運(yùn)至開口點(diǎn)，地面上選用22m3吸污車，每小時(shí)可裝滿1車（含準(zhǔn)備工作），剔除含水量，每小時(shí)約可裝運(yùn)10m3淤泥，同時(shí)布置2臺(tái)吸污車，每小時(shí)可裝運(yùn)20m3淤泥，滿足清淤強(qiáng)度要求。

3.3.3 拖泵。從開口點(diǎn)吊一臺(tái)60拖泵下涵，受料點(diǎn)接受挖機(jī)+鏟車從開挖面轉(zhuǎn)運(yùn)出來的淤泥，利用拖泵+泵管將淤泥泵到地面，每小時(shí)可超過30m3，滿足清淤強(qiáng)度要求。

當(dāng)利用吊車+渣斗或拖泵出渣時(shí)，地面上還需建相應(yīng)沉淀池，用于臨時(shí)堆放從箱涵轉(zhuǎn)運(yùn)上來的淤泥，采用自然脫水或添加生石灰等方式加速脫水，以便及時(shí)清運(yùn)出場(chǎng)。

4 暗涵清淤的安全管控措施

4.1 通風(fēng)設(shè)施

暗涵施工屬有限空間作業(yè)，涵內(nèi)空氣質(zhì)量差，富含有毒有害氣體，因此通風(fēng)至關(guān)重要。采取自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)模式。

4.1.1 自然通風(fēng)

作業(yè)前，通過暗涵各開口點(diǎn)、出入口、作業(yè)區(qū)及上下游檢查井等進(jìn)行自然通風(fēng)。現(xiàn)場(chǎng)1780m箱涵只有3個(gè)開口點(diǎn)，每個(gè)開口點(diǎn)負(fù)責(zé)約450m作業(yè)區(qū)域。

要求通風(fēng)口必須保證50m一個(gè)，達(dá)不到要求的要想辦法開挖造井，保證通風(fēng)。

4.1.2 機(jī)械通風(fēng)

縱向通風(fēng)，組織專業(yè)技術(shù)人員佩戴供氧式防毒面罩，同時(shí)還需攜帶便攜式有毒氣體檢測(cè)報(bào)警儀，然后劃船進(jìn)入暗涵中進(jìn)行監(jiān)測(cè)，判斷暗涵中是否有有毒氣體或者可燃?xì)怏w，同時(shí)還應(yīng)判斷暗涵頂部氣體在火花影響下是否會(huì)發(fā)生爆炸事故，采用低壓風(fēng)，由軸流通風(fēng)機(jī)生產(chǎn)，大風(fēng)機(jī)設(shè)置在開孔處，工作段內(nèi)的檢查井要設(shè)置抽風(fēng)機(jī)，作為暗涵施工循環(huán)通風(fēng)，驅(qū)出廢氣，補(bǔ)充新鮮空氣，改善作業(yè)條件。

兩個(gè)檢查井之間，從進(jìn)口采用壓入式通風(fēng)，風(fēng)機(jī)安裝在暗涵檢查井處，在上下游2個(gè)相鄰檢查井處采用大功率排氣扇向外抽風(fēng)。壓入式風(fēng)機(jī)與排氣扇交叉布置到整條暗涵;暗涵內(nèi)設(shè)置空氣檢測(cè)報(bào)警器隨時(shí)監(jiān)測(cè)暗涵內(nèi)空氣濃度。清淤工作面的進(jìn)風(fēng)流中，氧氣濃度不低于20%，二氧化碳濃度不超過0.5%。并用固定圍欄維護(hù)、專人監(jiān)管，防止人員墜落。有害氣體濃度較大時(shí)，在兩個(gè)工作井處各增設(shè)一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，加強(qiáng)管涵內(nèi)空氣流通。

橫向通風(fēng)，在施工進(jìn)出入口、頂板開口處分別布置SDS-5.6/30送風(fēng)機(jī)，通過應(yīng)用三條送風(fēng)管，持續(xù)向暗渠中送風(fēng)。對(duì)于通風(fēng)管，可應(yīng)用直徑為為0.8m的拉鏈?zhǔn)杰浌?，可將其設(shè)置在暗涵頂板下放，風(fēng)管每間隔50m設(shè)置一個(gè)送風(fēng)閘口，對(duì)各段送風(fēng)量進(jìn)行控制，然后根據(jù)施工進(jìn)度，風(fēng)管自開口處往工作面逐段安裝。作業(yè)區(qū)橫斷面平均風(fēng)速不小于0.8m/s或通風(fēng)換氣次數(shù)不小于20次/h。

主涵箱涵單孔結(jié)構(gòu)空間斷面積約為33平方米，按照《地下有限空間作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范第2部分：氣體檢測(cè)與通風(fēng)》（DB11/852.2-2013）要求，作業(yè)區(qū)橫斷面平均風(fēng)速不小于0.8m/s或通風(fēng)換氣次數(shù)不小于20次/h，現(xiàn)SDS5.6/30風(fēng)機(jī)流量為15000～23700m3/h。

計(jì)算公式：N=V×n/Q其中：N指的是風(fēng)機(jī)數(shù)量（臺(tái)）;V指的是場(chǎng)地體積（m3）;n指的是換氣次數(shù)（次/時(shí)）;Q指的是所選風(fēng)機(jī)型號(hào)的單臺(tái)風(fēng)量（m3/h）。

Q=V×n/N=33×425×20/16=17531m3/h，所以主涵單孔應(yīng)布置該軸流式風(fēng)機(jī)16臺(tái)，開口上下游單口各8臺(tái)，可達(dá)到通風(fēng)要求。

計(jì)算公式：Q（m3/h）=3600×S×V其中：S—橫斷面面積，V—橫斷面平均風(fēng)速，Q-所需風(fēng)量。

Q=3600×33×0.8=95040m4/h，單孔主涵布置16臺(tái)該軸流風(fēng)機(jī)可滿足要求。

按照《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF60-2009）要求，每人應(yīng)供應(yīng)新鮮空氣3m3/min，全斷面開挖時(shí)風(fēng)速不應(yīng)小于0.15m/s，但均不應(yīng)大于6m/s。

采用該規(guī)范進(jìn)行校核，每人供應(yīng)新鮮空氣180m3/h，主涵16臺(tái)風(fēng)機(jī)可同時(shí)供500人使用，完全可滿足要求;風(fēng)速0.15m/s小于0.8m/s，也可滿足要求。

4.2 氣體檢測(cè)與隔離式作業(yè)

在有限空間中進(jìn)行作業(yè)時(shí)，首先需進(jìn)行氣體檢測(cè)，在暗涵清淤施工中，有害氣體濃度可能會(huì)發(fā)生變化，因此需采用專業(yè)設(shè)備對(duì)有害氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)監(jiān)測(cè)設(shè)備發(fā)出報(bào)警時(shí)，應(yīng)立即組織技術(shù)人員撤離。在氣體檢測(cè)過程中，每15min記錄1次，判斷氣體濃度變化情況，結(jié)合檢測(cè)結(jié)果制定安全防護(hù)措施，保障現(xiàn)場(chǎng)工作人員生命安全。由于暗涵清淤作業(yè)空間中的氣體濃度變化比較大，因此，清淤技術(shù)人員應(yīng)佩戴專業(yè)隔離式呼吸設(shè)備，避免受到有毒有害氣體影響，保障作業(yè)人員安全。

4.3 施工用電安全措施

（1）對(duì)于暗涵清淤現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電，必須確保符合《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定。（2）在清淤現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝和維修中，必須由專業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)用電設(shè)備，應(yīng)合理分級(jí)配電。（3）對(duì)于總配電箱、分配電箱，需進(jìn)行重復(fù)接地，并采用焊接或者壓接方式進(jìn)行連接。（4）對(duì)于所有電氣材料以及元件，均應(yīng)通過正規(guī)渠道以及廠家選購。（5）在清淤施工現(xiàn)場(chǎng)，值班電工必須嚴(yán)格值守自身崗位，并經(jīng)常對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)線路和設(shè)施進(jìn)行巡視檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并通知專業(yè)技術(shù)人員妥善解決。（6）對(duì)于配電房、庫房、重要電氣設(shè)備庫房等，需配備滅火器，同時(shí)配電房房門應(yīng)向外開啟，并做好防雨措施，對(duì)于配電箱外殼，需采用鐵制，并且確保符合安全用電標(biāo)準(zhǔn)，各類電箱必須設(shè)置短路以及漏電保護(hù)裝置。（7）對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備，不僅需作保護(hù)零線，同時(shí)還應(yīng)在負(fù)荷前端安裝短路和漏電保護(hù)裝置，加強(qiáng)導(dǎo)線保護(hù)。在各類設(shè)備使用管理中，應(yīng)保證責(zé)任到人，組織專人懸掛標(biāo)志牌，當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障后，及時(shí)通知主管人員，并安排專業(yè)人員及時(shí)處理。

4.4 機(jī)械設(shè)備安全

（1）在各類機(jī)械設(shè)備和機(jī)具使用前，必須組織專職人員進(jìn)行全面檢查，同時(shí)還應(yīng)做好必要的試驗(yàn)檢測(cè)以及維修保養(yǎng)，保證處于良好使用狀態(tài)。各個(gè)技術(shù)工種必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，并通過考核，保證持證上崗，避免違章作業(yè)。大型機(jī)械設(shè)備保險(xiǎn)、限位裝置防護(hù)指示器必須保證安全性和可靠性。（2）各類機(jī)械設(shè)備與輸電線路之間應(yīng)保持安全距離。（3）在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中，必須保證停放穩(wěn)固，同時(shí)桿幅度指示器應(yīng)靈敏可靠。（4）對(duì)電纜線絕緣性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免有接頭，同時(shí)避免在使用過程中亂拖亂拉。（5）制定完善的機(jī)械設(shè)備保養(yǎng)制度，在機(jī)械設(shè)備使用全過程中，都應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況使用清潔潤滑、緊固、調(diào)整等措施。（6）如果需進(jìn)行夜間施工，應(yīng)保證良好的照明條件。

4.5 施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理措施

（1）在每日施工前，對(duì)機(jī)械設(shè)備使用安全性進(jìn)行檢查，施工現(xiàn)場(chǎng)工作人員必須嚴(yán)格依據(jù)安全操作規(guī)程進(jìn)行施工。（2）對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸車，必須服從指揮，保證信號(hào)齊全，在過岔口時(shí)，如果遇障礙物，應(yīng)減速鳴笛，并由專人負(fù)責(zé)指揮。（3）在暗涵清淤施工現(xiàn)場(chǎng)，懸掛安全標(biāo)語，當(dāng)作業(yè)人員以及管理人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后，必須佩戴安全帽，對(duì)于危險(xiǎn)施工區(qū)域，不僅需設(shè)置警示標(biāo)牌，同時(shí)還應(yīng)采取安全防護(hù)措施。特殊工種必須持證上崗，現(xiàn)場(chǎng)管理人員嚴(yán)格履行自身工作職責(zé)，加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理。（4）如果施工現(xiàn)場(chǎng)采用封閉施工方式，則門衛(wèi)、環(huán)保人員等不能進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，如果有事必須進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，則應(yīng)在門衛(wèi)處做好記錄，并由管理人員為其介紹安全注意事項(xiàng)。（5）施工現(xiàn)場(chǎng)道路必須保證通暢性，對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)施、水、電等，應(yīng)根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)要求合理布置，對(duì)于配電房以及發(fā)電機(jī)房，需由專人負(fù)責(zé)管理，無關(guān)人員禁止入內(nèi)。（6）在施工現(xiàn)場(chǎng)周邊，需設(shè)置安全防護(hù)板，并懸掛警示牌，設(shè)置警示燈。

5 結(jié)語

綜上所述，本文主要對(duì)城市暗涵清淤施工技術(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)安全管理要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)探究。城市暗涵對(duì)于生態(tài)環(huán)境的影響比較大，要求采用適宜的清淤施工技術(shù)。暗涵清淤施工技術(shù)類型較多，不同清淤技術(shù)均有一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，要求結(jié)合實(shí)際情況選擇適宜的技術(shù)類型。另外，在暗涵清淤施工中，施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員可能會(huì)受到有毒、有害氣體的影響，因此，必須加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理，盡量采用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行暗涵清淤，加強(qiáng)暗涵通風(fēng)管理，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備、水、電等進(jìn)行安全管理，確保各類設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)，保證施工人員能夠掌握安全施工規(guī)范。

參考文獻(xiàn)：

[1]張應(yīng)盛，楊家全，蔣穩(wěn)坤，等.松崗河河道清淤施工工藝[J].云南水力發(fā)電，2017，033（006）：118-121.

[2]劉隆學(xué).中小河道治理工程的施工安全管理[J].科技尚品，2017，000（009）：P.28-28.

[3]彭毅，洪彬方.河道清淤疏浚的施工管理方法初探[J].中國科技投資，2018，000（021）：90.

作者簡介：吳東海（1973-），男，湖南懷化人，侗族，工程師，一級(jí)建造師（市政），本科，工作方向：市政工程。