黄河下游放淤固堤施工应注意的问题

耿明全  曹文中

摘  要  放淤固堤是黄河下游加固堤防的主要措施之一，针对放淤固堤施工中的一些难题，从管道架设、淤区施工、集浆池，尤其是机泵配套选择方面逐一加以解决，提供了6PNL立式泥浆泵、250ND－22和10EPN－30加压泵及机泵配套最佳组合形式，以利于提高施工效率。

关键词  泥浆泵  放淤固堤  黄河 

　　目前黄河下游广泛进行的放淤固堤是加固堤防的主要措施之一，其施工技术简单可靠。但仍有几个施工难题没有得到很好解决，尤其是机泵配套方面，各种机械功率没有达到理想状态，存在着“大马拉小车”或“小马拉大车”的现象。

一、管道架设

　　管道架设应尽可能选择顺直、平稳、合理的线路，尽量利用道旁边埂，控制管道占地，减少压地。正确使用管子接头，安装严密。管道穿大堤时，埋深不得大于管道直径的1.2倍，并将其填平夯实。出泥口设置在高出排泥面0.5ｍ以上，距大堤坡脚5.0ｍ以外，防止冲刷堤坡及破坏围堤。群泵成弧形布置，间距合理，集浆池距群泵200～600ｍ，尽可能大地提高抽沙效率。

二、淤区施工

　　淤区施工主要有围堤修筑、淤区排水和淤区吹填三个关键环节。

1．围堤修筑

　　围堤要严格按照设计断面修筑，参照碾压式土方工程施工要求进行施工，增加强度，减少围堤决口情况。围堤高度由放淤设备的排泥量、泥浆沉降后富余水深、风浪超高和围堤土质、沉降量等因素确定，参照《疏浚工程施工技术规范》，顶宽可选2.0ｍ，临水坡1:2，背水坡1:2，超高0.5ｍ，考虑排泥管铺设和淤区平整的要求，为便于多次复淤，淤区内每间隔200ｍ修筑格堤一条将淤区划分为若干个格区，成为长条形。格堤高度同分期围堤高度平，内外边坡1:2，顶宽2.0ｍ，随着淤区的升高，围堤分期修筑。

2．淤区排水

　　为避免施工期淤区内的水外渗，需要在淤背区围堤外2.0ｍ处挖一条深1.0ｍ、底宽1.0ｍ、边坡1:1.5的截渗沟，截渗沟与淤区退水渠相通，以便将淤区内的退水和渗水及时排出。要求控制排水含沙量不超过3.0ｋｇ/ｍ3，排水系统要经常清淤，保持通畅，避免漫溢。

　　在围堤上设置塑料布溢流口或埋设排水钢管是目前淤区排水广泛采用的方式，其缺点是塑料布溢流口隔断了围堤交通，淤面升高需要经常翻新重建大堤，塑料布防护设置不当易造成围堤决口，工作量大；埋设排水钢管，土与钢管接合处不好处理，是经常发生决口的危险部位，而且随着淤面升高，重复埋设工作量大。建议采用倒虹吸钢管进行淤区排水：利用淤区淤面高出退水渠水面的压力差，将虹吸钢管放置在围堤顶（最好挖一小槽，使钢管嵌入堤顶），避免土与钢管接合处在淤区水面下，埋设、拆卸也方便。

3．淤区吹填

　　淤区吹填采用分块（条）交替淤筑方式，以利于泥沙沉淀固结。为使淤区保持平整，排泥管出口设分水支管，并根据淤筑情况，不断调整出水口位置。退水口高程应随着淤面的抬高不断调整，以保证淤区退水通畅。

　　放淤施工中，施工人员要经常挪移排泥管，以保证淤区的平整度。施工中淤面接近设计高程时，在排泥管无法移动的情况下，要用编织袋软管（一次性）给予补淤。

4．淤区围堤决口快速堵复

　　通常的堵复方法是组织人员快速向决口处倒土，但由于淤区内外水头差大、淤区内土质沙性大，堵复非常困难，经常是淤区内水土大量流失后的后期才可勉强堵复，损失惨重。针对该情况，建议采用柳秸料结合倒土的方法：口门处快速投放重量轻、体积大的柳秸料捆，减缓口门水流流速，利用柳秸料捆透水、缓流落淤作用，使泥沙在口门前快速落淤，再结合口门倒土完成堵口。

三、小型泥浆泵组选择

　　小型泥浆泵组由清水泵冲泥系统、立式泥浆泵输泥系统和配电系统三部分组成。其施工原理是水流经清水泵产生压力，通过水枪喷出高速水流，切割、粉碎土体，使之湿化、崩解，形成泥浆和泥块的混合液，再由立式泥浆泵及其输泥管输送到指定位置。清水泵选择的一般原则是：土质坚硬选择功率大、压力高的泵，土质疏松则选功率小、压力低的泵，同时，流量100ｍ3/ｓ的配6ＰＮＬ泥浆泵，流量45ｍ3/ｓ的配4ＰＮＬ泥浆泵。

　　黄河下游使用的立式泥浆泵，目前可供使用的有4ＰＮＬ、6ＰＮＬ、8ＰＮＬ三种型号。4ＰＮＬ具有搬迁方便、易操作维修、较适宜挖宽浅断面等优点，但排距近，产量低；8ＰＮＬ具有产量高、排距远、适宜固定挖深的优点，但重量大、移动困难、配套功率较大、价格高；6ＰＮＬ具有产量高、排距远、易操作、移动、维修方便、配套功率适中、价格较低等优点，是黄河下游普遍采用、最受欢迎的泵型。

四、机泵配套选择

1．加压泵型号选择

　　黄河下游放淤固堤施工的取土场至淤区距离一般都在2.0ｋｍ左右，最大可达7.0ｋｍ，单纯的小泵施工排距不能满足要求，需要加压泵接力后，方可将泥浆输送至淤区。分析黄河下游泥浆输送施工实例，流量小的加压泵产量低，流量大的加压泵需匹配的小泵多，运转过程中出现的问题也多，目前黄河下游多采用250ＮＤ－22和10ＥＰＮ－30两种型号的加压泵。

表1 泥浆泵不同组合情况指标分析表
序号 机械组合 输沙距（m） 平均输沙量
（m3/s）		 综合单价
（元m3/）
1 6台6PNL泥浆泵配1台250ND加压泵 1467 360 4.08
2 4台6PNL泥浆泵配1台400HWC－20A加压泵 1501 290 5.068
3 4台150NL－15泥浆泵配1台10EPN－30加压泵 1430 278 5.85
4 7组4PNL泥浆泵配1台8PSJ加压泵 1450 130 5.43
5 7组4PNL泥浆泵配1台8PSJ加压泵 1550 112 5.76
　　　　　　　　　　   　　

表2　机泵配套组合一览表
名称 规格型号 单位 数量 操作人员 备注
大泵 250ND 台 1 2 泰安产
柴油机 6160A 台 1 2 潍坊产
泥浆泵 6PNL 台 6 0 或用4PL-250型9台
发电机组 90GF 台 3 3   　
清水泵 IS100-65-200 台 6 0

由水枪人员操管
集浆池 10m×10m×2m 个 1 0 土池，由大泵人员操管
钢管 φ300 m 1000-1500 1 　
水枪 φ65 支 12 12 　
大泵 10EPN-30 台 1 2 泰安产
柴油机 6160A-9 台 1 2 潍坊产
泥浆泵 6PNL
4PL250		 台
台		 6
3		 0
0		 泰安产
泰兴产
发电机组 90GF 台 4 4 　
清水泵 IS100-65-200
B57		 台
台		 6
3		 0
0		 由水枪人员操管
集浆池 10m×10m×2m 个 1 0 土池，由大泵人员操管
钢管 φ300 m 1000-1500 1 　　　
水枪 φ65 支 18 18 　　
                   

表3　集浆池优、缺点对比表
集浆池 优点 缺点
土池 1.就地取土修筑，不需运输
2.根据需要可大可小
3.容浆体积大，缓冲性强
4.位置易选择		 1.占地面积大
2.拆除、平整工作量大
3.易冲需防护
铁罐 1.安装方便
2.不用防护
3.高低易调整		 1.运输不便
2.容积小，大小泵配合不当易溢浆
3.造价高
多通管 1.占地少
2.组装快，运输方便		 1.封闭不能观察
2.体积小，缓冲性差，大小泵配合不当易鼓胶管
3.有回压，能量损失大，影响小泵功效

2．小泵与大泵的组合

　　小泵与大泵的组合配套比较复杂，其配套的合理性与输沙距离、土质类别、含沙量大小、排距、机械性能、设备新旧程度，以及管道平顺程度等因素有关，总结出小泵与大泵的组合方式主要有11种。但由于各种泵型指标的差异，造成不同泵型组合的功效和成本各有差别，通过对不同组合配套情况的成本分析计算，以6台6ＰＮＬ泥浆泵配1台250ＮＤ型大泵输沙为最佳组合。

3．机泵配套组合

　　综合分析比较黄河下游各种机泵组合配套实例，结合各种机械性能参数，认为两种机泵组合配套形式比较适合黄河下游施工的实际。

4．机械设备购置与维护

　　机械选择尽可能用同型号产品，便于购置、维修和管理，技术也易掌握。机械（泵、发电机）状况的好坏是影响工期的关键，因此需要加强机械设备的管理，强化机械管理中的强制保养和维修制度，提高机械设备的完好率和利用率。

五、集浆池

　　黄河下游施工中应用的集浆池有土池、铁罐和多通管3种，因土池具有可就地修筑、灵活方便等优点（见表3），得到广泛应用。土池有不同规则的方形和圆形，一般长12.0～25.0ｍ，宽10.0～21.0ｍ，高1.5～4.5ｍ，顶宽1.0ｍ左右，内外边坡1:0.6，内护塑料布，防止冲刷和渗漏。具体大小根据小泵与大泵的循环浆量计算确定，黄河下游通常采用的尺寸为：长10.0ｍ、宽10.0ｍ、高2.0ｍ。

　　因此，用组合泥浆泵施工，含沙量一般在600ｋｇ/ｍ3，产量高、成本低，适用于挖河固堤。以上总结仅仅是基于黄河下游施工实际分析而来，对于其他江河，因土质差异，泥浆泵挖沙、输沙和淤填应再做具体分析。

    作者单位：耿明全为郑州市黄河河务局，曹文中为河南黄河勘测设计研究院