何小波
湖州南浔城市投资发展集团有限公司(浙江湖州 邮编313000)
摘要:本文以南浔区“百漾千河”综合治理项目工程建设为背景,介绍了区域内治理河道的现状,以及存在的主要问题,论述了主体工程施工的相关内容,最终实现了工程任务为防洪排涝,同时改善水环境水景观提升的目的。
关键词:南浔区;综合治理;工程建设;实践
南浔区“百漾千河”综合治理工程是贯彻新时期治水思路和全面提升水生态文明建设水平的的重要举措,本工程是贯彻习总书记“绿水青山就是金山银山”的精神和全面推进“五水共治”的具体措施,能有效提高区域防洪排涝能力,保障社会经济稳定发展,提升区域水质,改善水生态水景观,满足民众越来越高的亲水休闲需要,促进旅游发展,真正实现南浔“水乡魅力之城”的建设目标。因此,本次南浔区“百漾千河”综合治理项目二期工程是十分必要的。
1.工程概况
南浔区位于浙江省北部,杭嘉湖平原西侧,东邻苏州吴江区和嘉兴桐乡市,南连德清县,西、北面接吴兴区,全区面积702平方公里。南浔地处“长三角”中心区域,是沪杭苏都市圈的交汇点,区位优势明显。2015年南浔古镇成为湖州市首个国家5A级旅游景区。
这里提到的二期工程,为南浔区“百漾千河”河网综合整治工程的一部分,主要包括6条骨干河道的综合治理,共治理河道长度约50km,具体内容包括堤防护岸、绿化、清淤、景观节点以及政策处理等,其中建设堤防、护岸约85km。(1)东宗线:包括白米塘、明月塘和顾家塘3段全部,长度约20.5km,两岸建设堤防、护岸(包括老堤加固和景观提升,下同)共约35km,其中白米塘右岸为50年一遇城区堤防,长约5km。(2)丁泾塘:治理长度约14km,建设堤防护岸约25km。(3)排塘港:治理范围为从练市塘到双林塘,长度约5km,建设堤防护岸约8km。(4)沙浦港:为中小河流重点县中的北庄漾港,对未整治段进行治理,长度约4.5km,建设堤防、护岸约7km。(5)龙溪故道:治理老龙溪河长度约5km,以建设护岸为主,长约8km。(6)仕西村港:菱湖渔都小镇内河道,治理河长约1km,建设堤防约2km。
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图1 南浔区“百漾千河”二期工程位置图
2.现状与问题
2.1现状
治理河道的现状是:(1)东宗线:包括白米塘、明月塘和顾家塘3段全部,长度约20.7km,为航道河段,现状两岸基本有港航部门建设的混凝土砌块挡墙,但标准偏低,未设堤顶道路,堤岸结构比较老旧,景观生态性较差。(2)丁泾塘:本次治理长度约12-15km,现状河道以天然岸坡为主,防洪能力达不到要求,村庄段临近房屋处基本已建有浆砌石挡墙,但生态性、景观性较差,两岸缺乏通行道路。(3)排塘港:本次治理范围为从练市塘到双林塘,长度约5km,其中石淙镇区段大部分已建有浆砌块石挡墙,其他河段以土坡为主。镇区河道大部分景观效果不理想,不满足石淙民俗文化园建设的需要,其他河段缺乏防护。(4)沙浦港:沙浦港是中小河流重点县中的北庄漾港,本次治理西侧未治理段,涉及河道长度约4.5km,两岸以土堤为主,防洪标准偏低,岸坡缺乏防护。(5)龙溪故道:老龙溪河道长度约4.5-5km,现状已天然岸坡为主,缺乏防护,局部靠近企业、居民点河段已结合围墙建有浆砌石挡墙,景观效果不理想。(6)西仕村港:菱湖镇东侧,长约1km,现状两岸基本是土堤,里面以鱼塘为主。老土堤防洪标准偏低,岸坡缺乏防护,存在被侵蚀现象,同时景观效果较差,堤顶没有道路连通。
2.2存在的主要问题
2.2.1 防洪减灾形势依然严峻
杭嘉湖地区洪涝灾害呈现梅雨型和台风型洪涝灾害特征。梅雨总量大,历时长,范围广,平原高水位持续时间长,梅雨型强降雨是造成杭嘉湖地区洪涝灾害的主要因素。台风雨降雨强度大、历时短、水位上涨速度快、幅度大,台风型暴雨也会造成局部地区流域性洪涝灾害。经过多年建设,杭嘉湖地区的防洪体系建设已取得了重大进展,基本形成了“北排太湖(含太浦河),东排黄浦江,南排杭州湾”的防洪体系框架,显著改善了地区防洪除涝条件,提高了地区防洪能力,为区域防洪减灾提供了基本保障。
但是,近些年来周边水利条件发生较大改变:太浦河高水行洪造成造成北排能力减弱、太湖洪水倒灌杭嘉湖地区;受流域下垫面因素影响,处于杭嘉湖区下游的黄浦江米市渡潮位比上世纪中期相比有较大抬高,使杭嘉湖东排受阻;近年来引江济太规模扩大,太湖高水运行对沿太湖地区的生产生活造成较大不利影响。同时地区社会经济的发展和人类活动的加剧,造成水文下垫面发生了重大变化:地下水超采引起的地面沉降严重;城市规模扩大,不透水地面面积扩大,减少地区调蓄能力;圩区建设减少圩外洪水调蓄面积;地区性排涝河道淤积严重,河道过水能力减弱。
上世纪60年代以来,由于地表水逐渐污染,杭嘉湖东部平原各地市相继开始大规模开采地下水资源,造成区域水位急剧下降,局部地区诱发了严重的地面沉降问题,已经在很大程度上削弱了原有水利设施的防洪能力。“九五”期间,湖州老城区、南浔、新市等地地面沉降速率分别为13.2mm/a、32.8mm/a、26.7mm/a;至2005年地面沉降速率有所缓解,其中东部南浔约20-30mm/a,菱湖-练市一线10~20mm/a,其余地区一般小于10mm/a。地面沉降累计沉降量在东部地区南浔-新市一线100-200mm,其余地区一般小于100mm。
南浔区近些年来在防洪排涝方面进行了大量投入,现有低洼易涝区63.11万亩,堤防总长度1010.1km。其中已加固长度253.3km,水闸149座,排涝站71处,总装机7696.5kw,尚有大量的堤防还未进行提升加固,现状基本为简易土堤,堤身单薄,部分河段堤顶高程不满足规划要求。
2.2.2 河道生态景观急需提高
本次工程区涉及的河道两岸基本已简易的土堤为主,临近村庄房屋河段一般都已建成浆砌块石挡墙堤岸,总体生态景观效果较差。现状河道两岸普遍较为杂乱,部分河道岸边违章建筑乱搭建现象严重,局部有垃圾堆积。而且以往河道整治往往只考虑防洪防洪排涝方面,对水文化水景观考虑不够,工程的文化品位不高,堤岸的生态性、美观性不佳。现状普遍采用混凝土砌块、浆砌石直立挡墙等型式,将河道硬化、渠化了,对河道的水生态环境造成了不利的影响,水体自净能力减弱。
随着社会经济的发展,人们对水环境的要求越来越高,当前的河道状况是无法满足人们亲水休闲的需要。特别是目前南浔区正在大力推进美丽乡村建设,现状河道的状况普遍不能满足美丽乡村的要求。
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图2 房屋侵占河道、堤岸型式不生态
2.2.3 河道岸坡冲刷侵蚀现象普遍
农村河道大部分为天然岸坡,常年受到风浪和雨水的自然侵蚀以及人类活动的影响,河道岸坡普遍受到不同程度的冲刷侵蚀,局部河段被掏空崩塌,导致岸坡失稳,影响周边设施安全。同时岸坡侵蚀产生大量的水土流失,致使河道淤积严重,流失的泥土同时也携带了大量的有机质、氮、磷等营养物质,造成水体的富营养化污染。
图3 圩堤岸坡侵蚀崩塌
2.2.4 河网水质状况仍然不理想
南浔地区位于东部平原河网地区,排水不畅、水流缓慢、河道淤积,自净能力有限、水环境容量小,极容易受到污染。主要污染源有:(1)工业污染。主要是由于“制革、印染、造纸、化工”四大行业,“小木业、小塑料、小活性炭、小褪色”四小行业,以及喷水织机、毛纺等污染企业较多,产生的废水未得到充分处理,有部分小作坊企业污水没有得到处理直接排入河道,造成水体污染。(2)农业面源污染。大量、过度施用化肥、农药和除草剂,降雨后氮、磷、钾等营养物质流失,造成水体富营养化、土壤残留农药超标而影响水环境;同时南浔区还是淡水鱼和龟鳖的主要养殖区域,养殖废水,大多未经妥善回收与处理即直接排放,加剧水体富营养化。(3)生活污水。目前南浔区城镇区的生活污水基本已纳入市政管网,农村也普遍按自然村建立起了小型生活污水处理设施,但实际上生活污水纳管率还不是很高,给河道水体带来污染。
南浔区通过过近期的一系列水环境治理措施,水质有所好转,基本维持在Ⅲ~Ⅳ类水平上,但状况仍不容乐观,特别是个别断头河道富营养化严重,在Ⅴ类以下。根据《2015年湖州市环境状况公报》,全市79个县控以上地表水监测断面水质类别符合Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、劣V类标准的比例分别为43.0%、49.4%、6.3%、1.3%,与2014年相比,Ⅱ~Ⅲ类水质断面上升了7.8个百分点,Ⅳ类下降了1.4个百分点,Ⅴ~劣Ⅴ类下降了6.4个百分点。
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图4 现状河道水质较差
3.主体工程施工
在经过充分的论证之后,针对南浔区“百漾千河”综合治理项目工程的实际,提出了施工方案,主要内容有:
3.1 土石方工程
(1)土方开挖:挖土机装,自卸汽车运,利用部分就近堆放,弃土部分运至弃土场弃渣。
(2)土方填筑:利用开挖土料,推土机平料,压路机压实。压不到之处,由小型手扶式压路机压实。
(3)碎石垫层:碎石垫层料在市场购买,自卸汽车运至填筑点,采用人工铺设、平整与压实。
3.2混凝土与砌石工程施工
(1)混凝土浇筑:混凝土由拌和机拌制,1.0t机动翻斗车运输入仓浇筑;若不能直接入仓时,由机械提升入仓浇筑。
(2)混凝土灌砌石:混凝土由拌和机拌制,1.0t机动翻斗车运至砌筑点;块石由市场采购,用挖土机装,自卸汽车运砌筑点附近,再由人工抬运到砌筑点,人工砌筑。灌砌块石施工时,先在底部铺一层砼垫层再在上面灌砌块石。砌筑时先砌面层,再置腹石,腹石要求大面朝下。砌石错缝布设,垂直缝宽4-5cm,水平缝宽4-5cm。面石与腹石之间衔接布设拉结石,避免面石与腹石间出现纵向通缝。灌砌石要求均匀水平分层上升,禁止上下砌石的竖向通缝,表面保持平直。每层块石放置完成后填灌和易性较好的砼,采用钢钎捣实或振捣器振捣密实,然后再进行上一层灌砌块石的施工。当分层间歇时间较长时,砌上层块石应清除老砼面的杂物及松动砼并冲洗干净。灌砌砼不得找平。
(3)干砌块石:块石在市场购买,用挖土机装,自卸汽车运砌筑点附近,再由人工抬运至砌筑点,人工砌筑紧密。砌筑时应分层进行,层间竖缝要错开,每层以大石块为骨干,大面朝下。不平稳部位应用小石块垫稳,不得有松动石块。层面应经常用厚薄不同的石块调整高度,以便始终保持各层呈基本水平上升。砌体应表里一致,外砌石块要互压1/2以上,并用大块石封顶。
(4)块石理砌:块石料由市场采购,用挖土机装,自卸汽车运至填筑点,挖土机理砌。
3.3砼灌注桩施工
城镇段河道采用800C25砼灌注桩,桩长约为10.2m,桩底高程-8.0m。
砼灌注桩施工工艺:施工准备→定孔位→埋设护筒→钻机就位→泥浆固壁→造孔清孔→终孔验收→吊放钢筋笼→下导管→砼浇筑→钻机移位。采用XJ-100型回旋钻机造孔,遇孤石,采用冲击钻造孔。5t卷扬机配合扒杆吊装钢筋骨架,直升导管法灌注砼,混凝土由0.4m3拌和机拌制,1t机动翻斗车运送至槽孔边,直接向导管输送,砼浇筑需保持连续性。砼面应均匀上升,上升速度应不小于2m/h,导管埋深不小于1.0m。
3.4水泥搅拌桩
水泥搅拌桩直径60cm,桩距为0.5m,桩长8-12m。水泥搅拌桩施工采用深层搅拌桩机,水泥搅拌桩施工程序为:桩机就位→喷浆钻进搅拌→喷浆提升搅拌→重复喷浆钻进搅拌→重复喷浆提升搅拌→成桩完毕。SPF-5型钻机钻孔,搅拌桩机喷浆时应连续供浆,当喷浆口被提升到桩顶设计高程时,停止提升,搅拌数秒,以保证桩头均匀密实。施工时停浆面应高出桩顶设计标高0.3m,开挖时再将超出桩顶标高部分凿除。
3.5环保绞吸式清淤施工
(1)环保绞刀清淤:海狸型环保绞吸船配备专用环保绞刀头清淤,该专用环保绞刀头是一种可以高效率、高精度挖除水下淤泥而对周围扰动最小的专用清淤绞刀,环保绞刀装配有一个导泥刮板、固定叶片和绞刀密封罩等环保装置,导泥刮板将开挖的淤泥导向吸入口,固定叶片可用来切割湖底植物及植物根,密封罩有效限制了清淤扰动范围,使清淤对周围水域环境的干扰影响减小到最低程度。
(2)分区施工:根据清淤区的大小、形状、泥层厚度和水质保护等要求,为便于质量和进度控制,将整个清淤区域按500m×500m面积大小划分清淤区块,各个区块的交叉点坐标点输入挖泥船上的GPS系统,设定清淤开挖顺序。
(3)分层、分条开挖:海狸型环保绞吸船施工时,依靠扇形横挖原理实现分条开挖作业,施工条幅宽为30-35m左右,条幅间施工搭接1-2m,以避免漏挖和相邻区块塌方残留;海狸型环保绞吸船在施工条幅内清淤作业时,按自身适宜的30-50cm左右开挖厚度分层开挖清淤,分层开挖能有效减小回淤量,提高开挖精度,减小已清淤区在疏浚过程中的重新落淤。
(4)淤泥输送方法:海狸型环保绞吸式挖泥船开挖后的土方通过大口径、全封闭排泥管道(浮管、潜管和岸管)输送,输送前做好管道压力测试和试生产工作,确保全线管道密封无漏水后投入使用。在进行海狸型环保绞吸式挖泥船离心泵吸入并加压后通过全封闭输泥管道吹填入排泥场内。
相关路口、道口设置警示标志。配合业主方做好施工弃土场区域的相关安全宣传工作。
3.6水力冲挖清淤施工
水力冲挖的施工原理是模拟自然界水流冲刷原理,借水力作用来进行挖土、输土、填土,即水流经高压泵产生压力,通过水枪喷出一股密实的高速水柱,切割、粉碎土体,使之湿化、崩解,形成泥浆和泥块的混合,再由立式泥浆泵及其输泥管吸送。
冲挖初期直接用高压清水泵从围堰外河道中抽取水,接送高压水枪进行冲挖。高压水枪冲挖下来的泥浆被固定在浮桶上的泥浆泵抽出,抽出的泥水混合物排放至集泥区域内,并在该区进行初步泌水沉淀以提高泥浆浓度。集泥区泌出后的水经排水沟排入导流渠,由高压清水泵直接抽取作为冲挖循环水使用。集泥区沉淀的泥浆经渣浆泵加压后由管道输送至驳船运走,或直接输送至临近排泥场。
3.7草皮护坡及绿化施工
(1)种植土回填:利用土料场开挖表土,用2m3挖土机挖,15t自卸汽车运18km至工地,人工铺土,土层厚度:草坪不小于30cm,花坛不小于40cm,小灌木不小于30cm,大灌木不小于45cm,浅根性乔木不小于60cm,深根性乔木不小于90cm。
(2)草皮营造:采用纵横向后退播种,播种后应轻耙土镇扭使种子入土0.2cm。播种后根据天气情况每天或隔天喷水,待幼苗长至3cm-6cm时可停止喷水,但应经常保持土壤湿润,并要及时清除杂草。
(3)灌木栽植:1)回填底部植土。拌有基肥的土为底部植土,在接触根部的地方应铺放一层没有拌肥的干净植土,使沟深与土球高度相符。2)排放苗木。将苗木排放到沟内,土球较小的苗木应拆除包装材料再放入沟内;土球较大的苗木,宜先排放沟内,把生长姿势好的一面朝外竖直看齐后垫上固定土球,再剪除包装材料。3)填土插实。填入好土至树穴的一半时,用木棍将土球四周的松土插实,然后继续用土填满种植沟并插实。4)淋定根水。栽植后,必须在当天对灌木淋透定根水。
(4)乔木栽植:1)回填底部植土。以拌有基肥的土为树坑底部植土,使穴深与土球高度相符;尽量避免深度不符来回搬动。2)摆放苗木。将苗木土球放到穴内,土球较小的苗木应拆除包装材料再放穴内;土球较大的苗木,宜先放穴内,把生长势好的一面朝外,竖直看齐后垫土固定土球,再剪除包装材料。行列树一般要求按从粗到细、从高到低进行排列。3)填土插实。在接触根部的地方应铺放一层没有拌肥的干净植土,填入好土至树穴的一半时,用木棍将土球四周的松土插实,然后继续用土填满种植沟并插实,使种植土均匀、密实地分布在土球的周围。4)淋定根水、立支架。栽植后,必须在当天淋透定根水。5)支柱保护。乔木必须要求每株支柱保护,支柱材料以长度为2m-3m的竹竿、杉杆为主,采用三角支撑,并捆绑拧紧,随时注意加固,同时,对绿地边沿要设置围栏,加强围护。
4.结束语
从长远的角度来看,工程的有利影响是主要的,不利影响是次要的、局部的,其不利影响可通过采取相应措施予以减免,不存在制约工程建设的重大不利因子。南浔区“百漾千河”综合治理项目二期工程的建设具有巨大的社会、经济效益,能有效提高区域防洪排涝能力,保障社会经济稳定发展,提升区域水质,改善水生态水景观,满足民众越来越高的亲水休闲需要,还可与“美丽乡村”建设紧密结合,促进乡村旅游发展,真正实现南浔“水乡魅力之城”的建设目标。
参考文献
[1]《杭嘉湖区域水利综合规划》(2015年)》
[2]《浙江省杭嘉湖圩区整治“十三五”规划》
作者简介:何小波(1979年1月出生 ),男、籍贯(江苏省泰兴市),现任湖州南浔城市投资发展集团有限公司总经理职务、工程师、工程硕士,研究方向(水利工程规划、水利工程运行管理、防灾减灾、水环境保护工程、城市水环境生态治理等)。