城鄉水環境綜合治理方法探析

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城鄉水環境綜合治理方法探析

摘要:隨著社會經濟的發展,環境污染日益嚴重,城鄉水環境治理越來越重要。水環境綜合治理實施區域主要位于城市或鄉鎮人口密集區域,存在面積廣、人流多、管線交叉、交通量大、社情民情復雜等特點,增加了施工的難度。針對不同的情形,應選擇合理的施工方法和措施,為此,在分析水環境治理的特點和原則基礎上,對水環境綜合治理常用的明挖法、頂管法、定向鉆拖管法、不良地基加固等施工方法及要點進行了總結。

關鍵詞:水環境;綜合治理;施工方法;技術要點

隨著社會的發展、經濟的快速增長,環境污染問題日益嚴峻。黨中央、國務院針對生態文明建設進行了決策部署,提出創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念。水環境綜合治理實施“源頭化、流域化、系統化”方針,將城鄉排水防澇設施建設、海綿城市建設和黑臭水體治理有機結合起來,統籌水、岸、管綜合治理,重點抓好污染源頭管控[1]。水環境綜合治理實施區域主要位于城市或鄉鎮人口密集區域,存在面積廣、人流多、管線交叉、交通量大、社情民情復雜等特點,增加了施工的難度。因此,針對不同的情形,應選擇合理的施工方法和措施,以實現工程控制目標和經濟效益。本文在分析水環境治理的特點和原則基礎上,對水環境綜合治理常用的明挖法、頂管法、定向鉆拖管法、不良地基加固等施工方法及要點進行了總結。

1城鄉水環境治理的特點

城鄉水環境治理是一項綜合的復雜工程,根據實施區域和特點可分為城市水環境綜合治理、鄉鎮水環境綜合治理和河湖堤防水環境提升。城市水環境綜合治理主要針對城市及郊區的污水進行改造提升,是當前水環境治理的主要內容。城市管網由于前期規劃不到位、使用時間較長等,因此存在管網淤堵、破損、變形、過流截面不足、雨污混接、管道缺失、直排河湖等現象,造成污水橫溢或污水收集率較低,形成黑臭水體并污染河湖等。城市水環境治理的思路主要是,對新建管道進行雨污分流、管道疏通和維修更換、源頭污水治理等,施工區域主要位于社區道路、主街道,主要特點是地下管線錯綜復雜、車輛人員交通壓力繁重、人口居住密集、對周邊建筑物影響較大,對交通導行、管線保護、環境保護要求較高。鄉鎮水環境綜合治理主要是針對鄉村圩鎮的污水進行收集處理,以減少鄉村污水散排、黑臭水體、河塘污水超標等問題。鄉鎮房屋依據地形而建,房屋平面布置缺乏整體規劃,各家各戶的生活污水采用自建化糞池或者自流方式排放,缺少污水收集管道和污水凈化設施,是造成鄉村水環境污染的主要原因。因此,鄉鎮水環境治理的核心和關鍵是對污水的收集和處理,其施工特點是地下管線較少,但局部管線受地形影響存在管道深埋、局部需要經過池塘水田等不良地質地段等問題,施工難度較大。同時,污水接引涉及每家每戶,村民因個人訴求、思想觀念不同,溝通難度較大。河湖堤防水環境提升是對污水排放末端的整治,需要與源頭治理結合進行,主要采取物理化學或生物措施,對水體中的有害雜質、無機物、有機物進行降解,以達到凈化水體、提升景觀的目的。水環境提升施工區域位于河塘等富水低洼地段,周邊管線較少,交通干擾少,施工過程中需要重點做好截排水和邊坡穩定工作。

2城鄉水環境治理的原則

水環境治理是一項綜合性的工程,實施過程中應堅持科學規劃、系統治理、統籌兼顧、整體施策的原則,全方位、全過程治理城市黑臭水體;堅持“一水一策”治理原則,系統科學編制整治技術方案,因地制宜,對癥下藥;堅持從實際出發,治標和治本相結合,通過加快城市環境基礎設施建設,逐步實現污水全收集、全處理,修復城市水生態,完善城市功能,美化城市景觀。堅持全員參與,同抓共管,完善長效管理機制,調動社會力量參與,從根本上解決水體黑臭環境問題。

3水環境綜合治理常用施工方法

水環境綜合治理工程施工方法主要有明挖法、頂管施工法、定向鉆拖管法、不良地基加固等。

3.1明挖開槽埋管法的技術要點。常規的管道鋪設和基坑施工主要采用明挖法,利用機械結合人工進行作業,分為放坡開挖和支撐開挖兩種方式,主要特點是工藝簡單、施工質量和管線安全有保障、便于機械作業,缺點是周期長、造價高、對道路和地面破壞較大,易受天氣干擾,·09·第42卷S2人民黃河Vol.42,Sup.22020年12月YELLOWRIVERDec.,2020不適宜城市主干道、繁華地段、構筑物密集場所的管道施工。放坡開挖主要用于施工作業面寬廣、便于機械作業、周邊障礙物較少的地段,施工過程中要重點做好地質勘探,根據地質情況做好坡度設計,同時做好溝槽的截排水工作,確保邊坡穩定。支撐開挖適用于作業空間受限、周邊交通或構筑物安全要求高、水文地質較差等作業條件,要根據地質情況、開挖深度等選擇不同的支護方式,開挖時要遵循開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖原則。

3.2頂管施工的技術要點。頂管技術是管道施工中的常用技術[2-3],用于直徑600mm以上的管道施工,與傳統施工技術相比具有投資少、效率高、對地面破壞少、對周邊建筑及交通影響小、占地面積小、對環境污染小的優勢,多用于城市主干道或繁華地段道路管道施工,特別適用于黏性土、粉土和砂土區施工,不適用于淤泥、沼澤地及巖石地質區施工。頂管作業的基礎是頂管井,主要分為工作井和接收井,多為鋼筋混凝土結構。為確保頂管井的穩定性和結構可靠,可內設支撐裝置,合理調整受力結構。頂管設備應根據管道所處土層的性質、管徑、地下水位、周邊建筑物等因素來選型。頂進千斤頂固定安裝在支架上,必須與管道中心的垂線對稱,其合力作用點應在管道中心的垂直線上。頂進開始時,應緩慢進行,待各接觸部位彌合后,再按正常速度頂進,管道頂進應連續作業。頂進過程中若發現油壓突然增高、遇到障礙、管位誤差較大無法校正、接縫漏漿等異?,F象時,應立即停止頂進,查明原因并處理后再繼續頂進。中繼間安裝時,應將凹頭朝向工具管方向,凸頭安裝在工作井一端,避免在頂進過程中泥沙進入中繼間,損壞密封橡膠導致止水失效。在進行穿墻施工時,為確保土體穩定性和墻體安全性,提升穿墻的效率,一要控制好穿墻速度,有效縮減土體的暴露時間;二要在穿墻前對土體進行加固,通過在土體內注入一定水泥漿或混凝土,提高墻體的穩固度;三要合理設置洞口止水方法,實現對洞口水流的控制。在頂進過程中,要做好注漿減阻工作,定期進行偏差監測,結合實際情況做好糾偏工作,確保施工順利進行。頂管出洞時,必須對出洞口進行糾偏和調零處理,一是增強出洞口的支撐力度,減少對管道的擠壓;二是充分發揮主頂的糾偏作用,及時對偏差進行糾正;三是通過加墊下跌角等方式調整頂管坡度。

3.3定向鉆施工的技術要點。定向鉆施工技術就是使用水平定向鉆機進行管線穿越施工,一般分為兩個階段:第一階段按照設計曲線鉆一個導向孔;第二階段將導向孔進行擴孔,回拖管線完成穿越工作。其優點是穿越精度高,易于調整鋪設方向和埋深;對周圍環境影響小,適應環保的各項要求;受水文條件影響小,不受季節限制,不影響江河通航,不損壞江河兩側堤壩及河床結構;進出場地速度快,占地少,施工人員少,施工速度快,工程造價低,安全可靠性。相比其他工藝而言,在城市施工、跨河湖施工、直徑小于600mm的管道穿越施工具有非常明顯的優越性。定向鉆施工前,需要對作業區域內的管線進行探查,并根據設計勘察資料進行導向孔軌跡設計,合理設計鉆進曲線、出入土點和角度。鉆進過程中加強鉆進軸線和角度的控制,監測鉆頭的實際位置與設計位置的偏差,并將偏差值控制在允許的范圍之內。預擴孔時要將大量的泥漿泵入鉆孔,以保證鉆孔的完整性并防止塌方,將切削下的巖屑帶回到地面。擴孔時,出現鉆機扭矩、拉力異常時,應進行洗孔?;乩a管進入鉆孔時的入孔角應當和導向孔出土角一致,回拉作業應持續進行。拉管就位后,應對生產管兩端進行封堵,避免異物進入管內,完成連接、實驗、檢測后,應及時清理垃圾、渣土、泥漿,并按要求回填嚴實工作坑。

3.4軟土地基加固的技術要點。在池塘、水田、河溝等地段施工時會遇到淤泥、淤泥質土、雜填土或其他高壓縮性土層等不良地基,其特點是穩定性差、強度較低、易出現液化、沉降性大等[4],若不進行處理,易導致構筑物和管道下陷或損毀。常用的地基加固方法有換填法、預壓法、擠密法、深層攪拌法、灌漿法、強夯法等。施工前,要充分分析地勘資料、施工條件,對比各種加固方法的適用性和經濟性,選擇合適的加固方法。

4對城鄉水環境治理施工的幾點建議

4.1加強內外部協調工作。由于水環境治理施工區域主要位于市區或城鎮的交通、人口密集區,施工作業對居民的工作、生活、出行有一定的影響,因此做好協調工作,消除各種內外阻力,有助于工程順利實施。協調工作應由業主或政府牽頭,交通、市政、環保、企事業單位、社區(村委)等相關單位參與,定期召開協調會,及時解決施工過程中的問題。同時,施工前可以通過發放傳單、社區走訪、張貼告示、問卷調查等方式加大宣傳力度,做好工程建設情況解釋,以獲取居民的認同和支持。

4.2加強設計與施工的協同。水環境治理工程線多面廣,往往工期較短。由于地下管線錯綜復雜、水文地質復雜多變,施工過程中需要設計調整和變更的內容較多[5],因此設計人員必須加強物探勘查,盡可能準確掌握現狀管線的情況,合理進行規劃設計,同時與現場施工人員密切配合,及時掌握現場情況,根據實際作出變更調整,確保設計方案與實際施工相匹配,提高施工的效率,降低投資和施工成本。

4.3抓好安全防護和交通導行。水環境治理工程位于交通頻繁、人流密集場所,管道施工基本沿著現狀道路鋪設,給施工作業帶來極大的安全隱患。為此,開工前應做好周邊交通和社情的調查,科學制定道路導行方案,聯合交警部門做好交通管控和道路疏導。同時,做好坑槽開挖支護和降排水專項方案的編寫、論證、審批,嚴格做好坑槽支護、防護工作,做好危險部位的警示警戒標識,確保安全工作做到實處。

4.4嚴格按照規范抓施工質量。千年大計,質量第一。水環境治理各類設施大部分屬于隱蔽工程,對工程質量的要求非常嚴格。質量控制源頭是基礎,過程是關鍵。材料的采購要選擇合格的供應商,材料進場需要提供相應合格資料,并在監理等各方見證下取樣復檢,不合格產品嚴禁用于工程。施工過程中加強工序管控,規范質量驗收程序,確保施工質量管控到位。

5結語

隨著社會的發展,城市內澇和黑臭水體的現象越來越突出,環境保護的形勢日益嚴峻。“綠水青山就是金山銀山”兩山論的提出、“海綿城市”“美麗鄉村”建設理念體現了城鎮水環境治理的重要性、緊迫性。針對水環境治理,要在現有工程實踐的基礎上不斷總結、探索新的施工工藝、掌握新的施工技術,學習新的施工管理理念、提升管理水平,加快工程實施進度、保證施工質量,全面提升工程效益。

作者:薛振興 單位:中國安能集團第二工程局有限公司南昌分公司

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