淮河干流疏浚工程超大型排泥场
优化设计
王南江1
周志彦
\"
冯矣
&
(!淮委治淮工程建设管理局，安徽蚌埠233000;\"江苏鸿基水源科技股份有限公司，江苏扬州225000;3.淮河水利水电开发公司（驻蚌），安徽蚌埠2&&000)
【摘要】本文以淮河干流香浮段行蓄洪区调整与建设工程为例，介绍了该工程中超大型排泥场优化设计的原 则，阐述了土方平衡与调配方案、排泥场形式、退水方式、围堰等优化设计主要内容。通过优化设计，既节省了工程 量和工程投资，更确保了排泥场运行期的安全，可为类似工程建设提供借鉴。【关键词】疏浚工程;排泥场;优化设计
中图分类号：616 +.1
U
文献标志码
:B
文章编号：1005-4774(2019)02-037-04
Optimization design of super-large dredging field for Huaihe ri^ver main stream dredging project
Bengbu 233000，China $2. Jiangsu Hongji Water Source Technology Co.，Ltd.，Yangzhou 225000，China;3. Huaihe Water Conservancy and Hydropower Development Company ( Bengbu)，Bengbu 233000 China %Abstract: Adjustment
and construction project of flood storage area in Xiangn section of Huaihie River trunk adopted as an example. The principle of optimal design of super-large mud discharge field in Main contents of optimal design of earthwork balance and allocation scheme，mud discharge field type, water mode, cofferdam, etc. are expounded. The optimized design not only saves the engineering amount and investment，but also ensures the safety of the mud discharge field during the operation period， which can provide reference for similar project construction.Keywords： dredging project； mud field； optimization design
程具体实施时，需根据实际情况对这种超大型的排泥 场进行优化设计，以确保疏浚过程中的运行安全。
本文以淮河干流香浮段行蓄洪区调整与建设工程 为例，结合香浮段工程建设实际，依据疏浚工程的实践 探索，对淮河干流超大型排泥场优化进行详细阐述，以
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(! Huaihe Committee Huaihe Project Construction Administration Bureau，
WANGNanjiang1，ZHOUZhiyan2，FENGYing3
淮河干流蚌埠至浮山段行蓄洪区调整与建设工程 共兴建排泥场16个，总占地面积约21560亩，平均每 个排泥场面积约1500亩，个别排泥场面积甚至达到 4000〜5000亩。由于初步设计阶段有关排泥场设计 方案及附图比较宏观，概括性较强，针对性不够，在工
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期在今后类似工程建设实施中可以抓住重点、破解难 点、开拓创新。
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淮干香浮段工程简介
根据淮河流域防洪规划和淮河干流行蓄洪区调整 规划，香浮段行洪区调整和建设工程的总体目标和任 务为:在淮河干流河道整治及堤防加固工程已批项目 的基础上，通过行洪区调整和建设工程，完善香浮段河 道的防洪工程体系，使香庙至浮山段河道泄流能力达 到13000m3/s，中等洪水通道流量达到10500m3/s。
香浮段工程建设内容包括:疏浚河道长25. 45km， 疏浚工程量约1U00万m3，沿淮河右岸堤防布置4个大 型排泥场，占地面积分别为I860亩、2203亩、2939亩 和1560亩;铲除老堤18. 57km，筑新堤17. 61km，加固 老堤4. 26km$靠山坝加固堤长10. 1km$拆除重建井头 涵、团结涵、柳沟闸和张庄排涝站;影响处理工程有五 河桥接长处理工程、朱顶撇洪沟交通桥处理工程及水 系路系恢复工程等。
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排泥场优化设计原则
排泥场优化设计应遵循以下原则!单个排泥场体 积不易过大，采用沿淮河堤防背水侧扁平形布置，减少 疏浚最大排距和综合排距;排泥场围堰后堆存复耕土， 增强围堰安全可靠性;避免与其他建筑物交叉布置，减 少相互干扰;综合排距尽可能与疏浚船只能力相匹配， 发挥疏浚船只效率;尽可能利用现有排灌系统，减少新 挖渠道工程量;做好土方平衡调配，减少弃土;尽可能 挖填结合，减少运距。
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排泥场优化内容
3.1 土方平衡与调配方案
设计优化前需对河道疏浚工程量进行加测断面， 由原来初设200m —个测量断面变为50m —个测量断 面，重新计算出河道疏浚工程量。同时，对新建（加 固）堤防工程、压渗平台、穿堤建筑物回填量进行复核。 根据排泥场布置情况，核算排泥场围堰工程量。
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经重新复核后疏浚量为1601. 75万
m3，其中水上
方为104. 68万m3，水下方为1497. 07万m3;堤防清 基、削坡土方29. 2万m3;排涝沟开挖4. 94万m3;老堤 铲除94. 65万m3;排泥场内取土 458. 21万m3。堤防 填筑（填塘及压渗％ 324. 74万m3;靠山坝填筑140. 17 万m3;移民安置区垫高35. 52万m3。
调配方案:水上方35. 52万m3用于移民安置区垫 高，35万m3用于堤防填筑，34. 16万m3用于靠山坝填 筑，水下方全部弃入排泥场;老堤铲除45. 77万m3用 于退建堤防及压渗平台填筑，40. 06万m3用于靠山坝 填筑，8. 82万m3弃入排泥场;堤防清基、削坡土方用于 填塘8. 02万m3，余21. 18万m3堤基外堆放;堤防填筑
除了利用水上方和老堤铲除外，从排泥场内取土 235. 95万
m3;靠山坝填筑除利用老堤铲除和排涝沟挖 方外，还从排泥内取土 61万m3。
3.2排泥场优化设计
初设中河道疏浚排泥场共布置4处，分别为PN1
号、PN2号、PN3号、PN4号排泥场。河道疏浚综合排 距2. 3km，最大排距3. 8km。现将4个排泥场优化设计 详述如下。
3. 2. 1
PN1号排泥场优化设计
根据快速泥水分离技术进行退水试验要求，PN1 号排泥场划分成PN1-1号和PN1-2号排泥场，布置不 同快速泥水分离系统进行对比试验，收集试验结果，总 结经验教训。排泥场围堰顶高程取20. 0m，因地面高 程不同，PN1-1号和PN1-2号排泥场平均吹填高度分 别为3. 5m和3. 0m，另外为避让道路将PN1-2号排泥 场东侧围堰向东延伸约100m。PN1号排泥场优化后 与初设对比见图1。3. 2. 2
PN2号排泥场优化设计
通过对现场条件进行复核，新建104国道跨淮河 五河大桥施工区横穿PN2号排泥场，为避免施工干扰， 将原PN2号排泥场分成PN2-1号和PN2-2号排泥场，
避开大桥施工区，原
PN2号排泥场上游边线距居民区 尚有1200m左右的距离，将PN2-1号排泥场上游边线 移至距居民区100m处;新增PN2-3号排泥场，将设计
王南江等/淮河干流跣浚工程超大型排泥场优化设计$ $$$$
吹填至PN2-2号排泥场的部分水下方就近吹填至
PN2-3号排泥场，以减小排距。PN2号排泥场优化后
与初设对比见图2。
3. \" 3
PN3号排泥场优化设计
PN3号排泥场中间位置新建有蔬菜大棚区，大棚
区顺堤防方向长度约1. l;m，初设中未计列该项征迁
费用，为减小征地难度和征地费用，将该吹填区拆分成
PN3-1号和PN3-2号排泥场，避开大棚区。PN3号排泥
场优化后与初设对比见图3。3. 2. 4
PN4号排泥场优化设计
初设PN3号和PN4号排泥场之间距离约3. 5km， 且PN4号排泥场受四周排涝干沟约束，难以扩大，造成 约87万m3的水下方需远距离吹填至PN3号排泥场， 最大排距3.'km。为减少排距，将在张庄站和原PN4
号排泥场之间新增PN4-1号排泥场，优化后吹填至
PN4-1号排泥场的水下方平均排距为1. 5km。PN4号
排泥场优化后与初设对比见图4。
3.3排泥场退水方式优化设计
初设中各排泥场每1km左右布置一道横向隔埂将 吹填区划分成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。
本次优化设计采用在排泥场内每隔0. 5km左右布 置一道横向隔埂，将吹填区划分成独立的排泥区，取消 导流埂，各排泥区吹填按先两侧、后中间的顺序进行。 两侧排泥区吹填时由布置在隔埂上的退水井向中间排 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，中间排泥区吹填时由布置在围堰或堤防上的
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□水刺律设与管理2〇19年第2期
远端退水井退水。
优化后的退水方式优点有!减小单个排泥场的容 量，降低因意外事故引起吹填区围堰垮塌所造成的危 害;排泥场分区吹填，先吹填的排泥区可提前固结、复 耕，减小排泥场平均占地时间约2个月；排泥场横向隔 埂间距由l;m减小至0. 5km，便于吹填期间围堰安全 巡查和险情处理;两侧排泥区采用先经内部循环沉淀再 外排的退水方式，可将退水含泥量由2 5_减小至2_， 减小疏浚退水对环境的危害，减少退水沟渠的清淤量。 3.4排泥场围堰优化设计
排泥场围堰沿堤线呈长条状布置，一边利用退建 的堤防或老行洪堤，其余三边取土填筑围堰，土源来自 相应排泥场内部。排泥场围堰填筑高度4 0m，设计顶 宽 3. 0m，边坡 1: 2. 5。
根据工程地质勘察报告，排泥场内部土质以壤土 和砂壤土为主，且其围堰填筑土源主要为砂壤土、粉质 壤土，渗透性强。优化时，重新复核排泥场围堰渗流稳 定计算，发现部分土质较差的排泥场围堰沿渗出段出 渗坡降均小于允许坡降，不满足规范要求。为确保施 工期围堰安全，决定对复耕土布置进行优化调整，将原 设计单独堆存的复耕土堆存至沿新筑排泥场围堰的背 水侧，以起到压渗平台的作用，确保施工期排泥场围堰 渗流稳定，同时还可减少复耕土的运距，降低工程投 资。复耕土堆放原则有!+堆放宽度不少于1'm，堆高 2m;⑥其余土方视现场情况处理可继续堆放堤后，也 可以集中堆放。
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其他方面设计优化
为使不同土质的疏浚方量与实际更加接近，本次 优化设计根据河道疏浚地质勘察资料和河道疏浚断 面，对河道疏浚土方的土质级别进行复核，将初设时河 道疏浚水下方1、2、3、4级土的比例由0#2_、 15. 87_、60. 44_、23. 37_，分别调整为 0_、15. 8_、 64. 05_、21. 14_。
将初设堤防和围堰填筑土料挖填综合系数1. 1' 调整为1.05。
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将考虑了疏浚土松散系数、超挖系数、吹填退水流 失系数等的河道疏浚水下方吹填综合系数1. 25调整 为1.2。由于吹填综合系数优化，可使排泥场所需容 量减小约4_，相应排泥场面积减小约4_，减小面积 约20万
m2。
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优化成果及实施情况
通过排泥场布置优化，河道疏浚水下方综合排距 由初设的2. 3km减小至1.7km，最大排距由初设的 3. 'km减小至2. 4km，全河段可直接采用500m3/h绞 吸式挖泥船施工，降低了施工难度，减少工程投资约 4250万元。
通过对河道疏浚土方的土质级别进行复核，使不 同土质的疏浚方量与实际更加接近，降低了项目实施 阶段因土质变化而发生变更的可能性，土质级别调整 增加工程投资约159万元。
堤防、围堰等填筑土方的挖填综合系数由1. 1'调 整至1. 05，减小堤防、围堰填筑土料运输5'万m3和19 万m3，减小土料翻晒约31万m3，减少工程投资约1500 万元。
河道疏浚水下方吹填综合系数由1.25调整至1. 20,减小排泥场面积约20万m2，减小排泥场覆盖层
剥离6万
m3，减少工程投资约500万元。
通过退水方式优化，降低了因意外事故引起冲填 区围堰垮塌所造成的危害，减小排泥场平均占地时间 约2个月，减小退水沟清淤7. 21万m3，减少工程投资
约297万元。
通过土方平衡优化，较初步设计可节约投资约 611万元。
香浮段行蓄洪区调整与建设工程于2014年11月 开工建设，截至201'年11月份，河道疏浚工程已全部 完成。工程实施过程中，排泥场严格按照设计优化后 的图纸建设，运行期间安全可控，疏浚完成不到一年半 即交付地方复耕。按以往的工程实践，超大型排泥场 固结期需要2〜2. 5年方可复耕，设计优化的作用明 显，值得推广。\"
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