浅析排水方涵清淤工艺与实践应用

张洪泽：浅析捧水方涵清淤工艺与实践应用
浅析排水方涵清淤工艺与实践应用
张洪泽
（天津市第二排水管理所，天津３００１００）
排水方涵因其断面积大、大流量过水等特点，在城市排水设施中，一般建设在泵站进水或出水
的主干线。如上海道泵站的进水方涵、长江道雨水方涵、咸阳路泵站和密云路泵站雨水出水方涵等，
在市区的雨污水排放中，发挥着重要作用。方涵的设施量在我市的排水管网中占有相当的比例。
由于天津市市区地理环境处于坦荡平原，地势低洼平缓，排水方涵一般设计坡降较小、流速低，
加之地面沉降，河道出水口不畅雍阻。和地面泥土终年经雨水冲刷或雪溶化后带入及大量施工临时
排水不采取预治处理，违章占压，不能疏通清挖等客观和人为原因，造成排水方涵不同程度淤积现
象比较普遍。严重影响了城市雨、污水的正常排放，同时由于：①工程量大，清淤费用高。②没
有确保人身安全的可靠清淤工艺和先进疏通机械。③方涵在正常运行状态下不能断水。④交通问
题等造成方涵清淤工程不能实施，己成为城市排水设施维护管理的一大难题。
历史上排管处几次有影响的方涵清淤为：６０年代官沟街方涵的清淤。９５年因为南京路的方涵检
查井，路边乘凉居民将烟头掷入方涵造成可燃气体爆炸，出现人身伤亡事故后，排管处下决心清挖
上海道进水方涵，完成泵站进水池向上游掘进７０米工作量。９９年为打通津河与海河的通道，对湘
江道方涵进行清淤。
以上方涵清淤均采用人工下井掘进式清淤工艺，６０年代如何采取安全保障措施，尚没有记录；
９０年代的清淤工程的安全措施得到排管处的高度重视。在吸取了毒气伤人事故的血的教训后，在方
涵清淤组织专业人员，严格操作规程，科学组织施工，完成了工程任务。
今年在长江道改造工程和烈士路积水点改造工程中，排水二所承担了长江道雨水方涵和长江道
泵站进水方涵的清淤工程，采用非人工下井作业，高压气冲积泥层，利用原方涵水源提高水头，水
冲至积泥井，集中清淤的工艺，圆满的完成长江道双排２０００Ｘ２０００合计长２１６０米雨水方涵，污泥
量约４０００立方米，长江道泵站双排１４００×１８００合计长６００米，污泥约为１０００立方米的清淤工程。
这次清淤工程特点是：①对作业人员来讲安全系数大；②历史上最长的方涵和工作量最大的
方涵：③工期短：④相比较下费用较低。
此项方涵清淤工程实践过程为今后方涵清淤工程方案确定提供了非常好的参考案例，下面我们
对长江道泵站进水方涵清淤工程进行分析，共同完善方涵清淤工艺，为今后排水设施大型管道和方
涵养护疏通提供借鉴。
１长江道泵站进水方涵清淤工程概况
长江道泵站建于１９６４年，原设计两条进水方涵历经了４０年，方涵的东头是泵站进水池，方涵
的西头至红旗路长江道立交桥下，方涵从南开糕点厂和排水一所仓库下面穿过，方涵上面有多处建
筑物，其中约有２０户职工宿舍。泵站进水方涵为双排１．８ｍ×１．４ｍ，长２９７ｍ，方涵上覆土３—４ｍ。
因为原出水墙子河改造为津河，为了保持景观河，已经不能随意开车，多年来的市政建设变迁，造
成方涵内淤积严重，南侧方涵淤积为０．４～０．６ｍ，北侧方涵淤积约为１．２ｍ，污泥量约为１０００１１１３。
方涵的淤积物堵塞，影响泵站汛期排水，尤其是不利于烈士路一带积水点的排涝。
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全国排水委员会２００６年年会论文集
２清淤工程工艺方案的比选
在研究方涵清淤工程施工时，针对方涵清淤工程的难度，所处的位置复杂性，及确保作业人员
人身安全等，我们对清淤工程拟定几种方案进行反复讨论，比较。
２．１人工掘进工艺方案
其要点是：
①人工井下作业，污泥需人工掘进和运出。井下有毒气体的存在，危险性很大，作业人员在方
涵内必须穿戴吸氧装置，影响工程进度。
②方涵单排长度２９７ｍ，两头对进１４８．５１１１，作业人员穿戴吸氧装置，携带氧气管、信号线、
保险绳进入１００多米方涵内作业显然不可能，以对进２０米算，需要在方涵上顶开天窗７处，涉及到
上方各种建筑物拆迁问题。
③必须要闭水作业。此方案危险性大，拆迁工程量大，费用大，工期长。
２．２拆除方涵顶盖机械挖掘工艺方案
此方案要点是：
①把方涵上的覆土和方涵顶盖挖开，利用长臂挖掘机，清挖淤泥。
②实施此方案必须要将，方涵上的各种建筑物拆除，因上覆土为３～４ｍ，要求沿方涵两侧打
桩支撑，将方涵顶打开。
⑧其特点安全可靠，避免了下井作业，但工程造价近似于重建进水方涵，工程费用太高。
２．３拉管机械疏通工艺方案
此方案的要点是：
①利用大力神拉管机，用特制的钻头进行方涵疏通。
②加进５倍于污泥的凝固剂，固化淤泥为稠状，利用泥浆泵将淤泥抽出。
③要求方涵上游断水方能实施。
当时讨论其方案时，发现几个问题：①拉管机的钻头，在方涵内掘进时，因不受土壤的侧压力，
造成钻头在方涵内方向失控，也可能对方涵建筑物造成损坏。（２）方案讨论正值５月份，津河不允
许放水，上游水位也高，断水是不可能的。（３）如果向方涵内灌注凝固剂，会串流到长江道雨水管
道，造成其他管道的堵塞。（４）因为要加５倍于淤泥的凝固剂，其工程造价太高，方案报价为３００
万左右。
综合以上的考虑，此方案也不能实施。
２．４高压气冲、水冲清淤，集中挖掘工艺方案
清淤工程工艺过程示意图
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张洪泽：浅析排水方涵清淤工艺与实践应用
此方案的要点是：
①在方涵西头下临时闸门，将水位抬高。
②利用“高压气冲过泥器”松动污泥。
③放水至泵站进水池，利用进水池临时泵将水降下，人工到进水池挖掘，或用泥浆泵将污泥抽
到沉淀池。
此方案的特点是：①人工下井仅限于泵站进水池，其通风条件好，穿戴吸氧装置作业空间大；
②工期短；⑨汛期中可以作业。当下雨后将闸提开，泵站开车。
此方案经排管处领导及有关部门讨论后实施，在工程中取得预期的效果。
３清淤工程的实施
在长江道泵站进水方涵清淤方案实施中，主要把握以下几点：
３．１水的控制
此方案的特点是以水冲的作用将污泥冲至积泥点清挖。所以必须要有充分的水源，在此方案实
施中，主要利用长江道雨水泵站进水和咸阳路泵站系统相连，用咸阳路系统的水源反冲方涵。为了
解决此问题，我们在方涵开天窗处，建临时替梁闸一处，来控制水源水位。
３．２泵站调水
工程施工中要求相邻泵站系统给予全力配合，方能实施。在此工程中，首先利用咸阳路泵站系
统全面调水，降低长江道泵站进水方涵的水位，保证作业人员在开天窗处方涵内叠坝砌堵，做叠梁
闸。在冲淤作业中，咸阳路泵站系统可以不开车使管道水位升高，在叠粱闸处形成水差，然后提闸
放水，冲刷污泥，如果遇上降雨，也可以将叠梁闸提开放水。
３．３“高压气冲过泥器”的利用
长江道泵站进水方涵内的淤泥其大部分是周围工厂多年锅炉房冲刷来的煤炉灰和垃圾杂物等。
且淤泥的程度可以站上人，在这种情况下，“高压气冲过泥器”起到了相当重要的作用。
“高压气冲过泥器。示意图
“高压气冲过泥器”由高压气囊、篦齿、平衡支架、回退滑板组成。在使用此装置时，由慢转
卷扬机拉引此装置在方涵积泥层上面移动，利用ｌＯｋｇ的空气压缩机充气，在装置和积泥层形成多
孔高压气冲，将淤泥打松，篦齿起到了耙泥和刮泥的作用，“回退滑板”使装置上顺利回退，作业时
正向由慢转卷扬机拉动，反向由绞罐拉回。每次作业中要求进度不要太快，起到松动和刮泥的作用，
在此次工程作业中头几次略感用力，随着清淤过程，速度加快，泥量增加，效果极佳。
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全国排水委员会２００６年年会论文集
３．４污泥清淤
在这次方涵清淤中，主要利用泵站的进水池，泵站的进水闸井和院内砌砖泥水过滤池出泥。建
临时泵站出水至苏堤路泵站出水池。将污泥冲到进水池或闸井处，西头将叠梁闸放下．临时泵站开
车降低水位，利用泥浆泵把污泥抽到泥水过滤池内，沉滤在进水池的淤泥，要靠人工下去挖掘。这
样反复冲刷，清挖直至方涵清淤完毕。
长江道雨水泵站方涵清淤工程，于７月６日开始进场至８月５日撤场，历时近３０天，完成约
６００米方涵和１０００立方米污泥清淤。效果经现场监理验收达到工程要求。
４几点经验
此次方涵清淤工程，从工艺方案选择到工程实施，为今后方涵清淤提供参考实例。我们认为在
今后的方涵清淤时应注意以下几点：
①方案制定要以人为本，注重安全生产，防【Ｐ方涵作业时有毒气体对人身的危害，杜绝人身伤
亡事故的发生。
②排水方涵的作业条件和现场不尽相同，制定方案要因地制宜，根据不同条件选择不同方案。
③方案的制定要充分考虑水源状况，方涵清淤涉及整体水系的调度协调。
④要充分发挥生产实践中的创造性，如“高压气冲过泥器”在 生产实践发挥很大作用，其构思
巧妙，制作简单，便于操作。效果良好。
⑤井下作业要有具有丰富经验的施工人员进行。如：方涵内叠坝、新建临时叠梁闸的操作。
⑥在长江道雨水泵站进水方涵清淤工程，尽管避免了人员进入方涵作业，但清挖泵站进水池等
作业，仍然需要人员下井。需要有严格的作业程序和防毒装置，以及安全操作规章制度，防止中毒
事故发生。
以上是对排水方涵清淤工程实践认识和浅析，不成熟的地方还很多，望业内人士给提出论证，
使排水方涵清淤工艺更趋完善，以利于推动城市排水事业的发展。
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