周志彦 冯 英 张礼强 缪雨廷

淮河干流疏浚工程对于河道疏浚土的处置方式主要是采用沿河道堤防两侧修建排泥场堆存，待脱水固结后再对排泥场进行复耕还田。由于疏浚工程量巨大，排泥场占地少则上千亩，多则数千亩，工程实施时往往要根据实际情况进行优化设计，以确保排泥场运行安全。本文结合工程实例阐述了超大型排泥优化设计的主要内容，为类似工程建设提供经验参考。

一、淮干香浮段工程概况

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是：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1700万m3，沿淮河右岸堤防布置4 个大型排泥场，占地面积分别为1860 亩、2203 亩、2939 亩、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、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和路系恢复等。

工程总投资170716 万元，其中工程投资64000 万元，移民征迁投资106716 万元。

二、排泥场优化设计原则

排泥场优化设计须遵循以下原则：单个排泥场体积不易过大，采用沿淮河堤防背水侧扁平型布置，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。

三、排泥场优化内容

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 一个断面变为50m 一个测量断面，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了复核。根据排泥场布置情况，核算了排泥场围堰工程量。

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、削坡土方为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。

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#、PN2#、PN3#、PN4#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：

（1）PN1#排泥场优化设计

根据采用快速泥水分离技术进行退水试验要求，PN1#排泥场划分成PN1-1#和PN1-2#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#和PN1-2#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#排泥场东侧围堰向东延伸约100m。PN1#排泥场优化后与初设相比较见图1。

图1 PN1#排泥场优化后与初设相比较图

（2）PN2#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#排泥场，为了避免施工干扰，将原PN2#排泥场分成PN2-1#和PN2-2#排泥场，避开大桥施工区，原PN2#排泥场上游边线距居民区尚有1200m 左右的距离，将PN2-1#排泥场上游边线移至距居民区100m 处；新增PN2-3#排泥场，将设计吹填至PN2-2#排泥场的部分水下方就近吹填至PN2-3#排泥场，以减小排距。

（3）PN3#排泥场优化设计

PN3#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1.1km，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#和PN3-2#排泥场，避开大棚区。PN3#排泥场优化后与初设相比较见图2。

（4）PN4#排泥场优化设计

初设PN3#和PN4#排泥场之间距离约3.5km，且PN4#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#排泥场，最大排距3.8km。为减少排距，将在张庄站和原PN4#排泥场之间新增PN4-1#排泥场，与原PN4#排泥场一起形成PN4-1#和PN4-2#排泥场，优化后吹填至PN4-1#排泥场的水下方平均排距为1.5km。

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。

此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远端退水井退水，优化后退水方式见图3。

优化后的退水方式优点如下：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1km 减小至0.5km，便于吹填期间围堰安全巡查和险情处理；两侧排泥区退水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。

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进，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。

图2 PN3#排泥场优化后与初设相比较图

图3 优化设计排泥场退水布置示意图

四、结语

（1）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3.8km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。

（2）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。

（3）堤防、围堰等填筑土方的挖填综合系数由1.18 调整至1.05，减小堤防、围堰填筑土料运输58 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。

（4）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。

（5）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。

（6）通过土方平衡优化，较初步设计可减少投资约611 万元■