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长江岸线湿地保护与环境提升工程施工与管理

  2024-09-05    46  上传者:管理员

摘要:在分析江北新区长江岸线湿地保护与环境提升工程的基础上,介绍了该工程施工过程和技术控制,其中水泥土搅拌桩、高压旋喷桩、护坡生态化改造和高标准绿化等技术的运用,成就了高标准的工程质量;在此基础上总结了工程管理的成功经验,为长江岸线修复和保护工程提供了技术及管理参考。

  • 关键词:
  • 修复工程
  • 工程质量
  • 施工管理
  • 生态化改造
  • 长江岸线
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长江是中华民族的母亲河,也是中华民族发展的重要支撑。长江岸线作为支撑长江经济带发展的重要资源,是沿江重要国民经济设施建设的载体。长江岸线资源具有不可替代性、稀缺性和不可再生性,是一种宝贵的战略性资源。长江岸线的管理、保护、治理和利用是推动长江经济带建设的重要引擎,是加快推进生态文明建设的客观需要,是推进流域高质量发展的重要举措。江苏省境内的长江主泓432.5 km(南京段97 km,下同),岸线总长1 169.9 km (275.5 km),其中主江岸线803 km(190.1 km),洲岛岸线307 km(85.4 km)[1-2]。长江经济带“共抓大保护、不搞大开发”和“生态优先、绿色发展”的国家战略以及江苏“争当表率、争做示范、走在前列”的实践为江北新区长江岸线管理与保护提供了新的遵循。

江北新区是2015年6月国务院批准设立的第13个国家级新区,也是江苏省首个国家级新区,规划面积788 km2(直管区、浦口区和六合区及栖霞区八卦洲街道),是长江经济带与东部沿海经济带的重要交汇节点。江北新区段长江岸线即是南京段长江岸线的北岸,上起苏皖交界的驷马山河入江口,下止六(合)仪(征)交界的小河口,主江岸线约90 km。江北新区长江岸线同样承载着建设港口、过江通道、供排水、保护生物多样性、稳定河势、彰显城市形象等多种功能,但部分岸线开发无序或过度开发,对河流生态环境存在潜在的不利影响。为此,江北新区实施了长江岸线湿地保护与环境提升工程。基于该工程一期施工与管理的实践,总结其中施工关键技术的运用及其工程管理的经验,旨在为长江岸线管理、保护、治理和利用相关工程的实施提供参考。


1、工程概况


江北新区长江岸线湿地保护与环境提升工程起自长江上游南京长江三桥,终于下游浦仪公路桥,岸线长约26 km,主要包括长江岸线安全修复工程、环境生态保护工程和环境生态提升工程等三个方面建设内容,工程建设除了提升城市整体防洪能力、保障城市安全外,也是彰显国家级新区江北新区滨江城市特色、打造“临江、近江、见江”景观通廊的需要,项目规划设计严格遵循“长江大保护”发展理念,努力实现“最美的岸线、最近的未来”的愿景,既具“公园”的功能,又有“防洪治涝”的属性,包含以下三个工程。

1.1 长江岸线安全修复工程

长江岸线安全修复工程起于宏波码头(定山大街),止于朱家山河口,全长约5.64 km,采用加宽、加固堤防的形式,对现状堤岸进行平顺、加固,将现状防洪墙改为土堤,形成集防洪、景观、交通于一体的景观岸线。主体是宏波码头至轮渡桥段,总长约4.55 km,采用“路堤”结合的形式(浦口火车站300 m临江路为路面改造除外,外加桥梁跨越定向河)加固堤防,堤顶路宽为24 m或18 m,剩余的轮渡桥至朱家山河口段岸线(含定向河两侧,合计1.09 km)按一级堤防、堤顶宽8 m标准加固平顺(见图1)。

1.2 环境生态保护工程

该工程范围为长江三桥至浦仪公路桥,全长26.64 km,根据不同的工程地质条件进行江滩整治,分为长江三桥-长江五桥-纬七路过江隧道-宏波码头-朱家山河口-长江大桥-浦仪公路桥七点六段,整治面积约为2 069.1万m2。

1.3 环境生态提升工程

环境生态提升工程主要建设内容是堤防生态化改造,外加坝子窑泵站景观提升工程。其中堤防生态化改造是在保障城市防洪排涝安全的基础上,改造堤岸形式,采用草皮护坡+植草沟组合的形式使面源污染在进入河道前得到消减,并设置植被缓冲带,建设生态岸坡,恢复并利用河流的自净能力,达到消纳初期雨水污染、滞留并下渗部分雨量、涵养周边生态环境的效果;坝子窑泵站景观提升工程是对坝子窑泵站涵闸、附属设施及出口河道进行改造,实现区域景观协调的效果。

图1 长江岸线安全修复工程总体布置平面图


2、适用工程技术的选用


宏波码头(定山大街)至朱家山河口段的一期工程,全长5.64 km,总投资16亿元,内容包括长江岸线安全修复、环境生态保护(部分影之月台板块)、环境生态提升(堤防生态化改造)等三个工程,2021年5月完成施工,实现了江北新区核心区生产型岸线向生活型、生态型岸线的转变,解决了困扰老百姓多年的滨江大道长期“断头”及“近江不见江”问题,成为市民心中的近水又亲水的“最美长江岸线”。根据工程技术特点和施工现状,选择适合的工程技术是工程施工的关键。

2.1 水泥土搅拌桩技术

宏波码头至朱家山河口段原有的堤防型式为土堤加防浪墙和钢筋混凝土防洪墙,其中宏波码头段为土堤加浆砌石挡浪墙,土堤顶高9.49 m~9.69 m,墙顶高10.49 m~10.69 m,其余为钢筋混凝土防洪墙(60 cm),普遍存在堤身断面不足、堤线曲折不顺、局部堤防堤脚直接临水和防汛道路不畅等问题,防洪能力有限,对堤防进行安全加固、进一步提升防洪能力是本工程的重要环节。本工程堤路临近长江,分布有淤泥质土、黏土及粉质黏土层等软土,极易产生路基沉降而被破坏。无论是路堤结合段还是堤防加固平顺段,填方高度高,软土层深厚,不仅要解决承载力问题,同时又不能破坏堤防防渗系统,因此一期工程的软基处理均采用了水泥搅拌桩的加固方法,即单轴深层搅拌机械将水泥等固化剂喷入土体并充分强制搅拌(湿式),使软土硬结成水泥土复合地基[3],形成具有整体性、水稳定性和力学强度的水泥土桩,达到桩基与桩间土共同受力的效果,最大限度地避免产生不均匀沉降。施工过程中,搅拌桩按正三角形布置,桩径60 cm,穿透淤泥质粉质黏土,桩顶面高出设计桩顶标高50 cm,完桩后将搅拌桩顶端质量较差段挖除,待桩检合格后,覆厚50 cm石灰土找平,再铺设一层三向土工格栅后进行堤路土方回填施工。2020年长江特大汛情,南京下关水位突破历史记录,达到10.39 m[4],该工程在未完全竣工的情况下,路堤结合的形式经受住了严峻考验,24 m,18 m,8 m的堤宽有效保障了安全防汛。

2.2 高压旋喷桩及防渗技术

部分特殊地段的迎水侧采用了高压旋喷桩施工技术修建防渗墙(深度7.5 m),用高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合,形成连续搭接的水泥加固体。该技术一般用于出现险情的防洪墙的加固[5-6],应用在长江岸线“路堤结合”工程施工中尚无成功经验。在本工程施工过程中,选用了双管法喷射注浆,优化了压力、流量、密度、喷嘴直径、提升速度和旋喷转速等技术参数[7],保证了施工质量。根据设计要求,做好路基防渗水是整个项目防渗水的最后一道屏障。选用含水率较低的素土分层填筑,每侧填筑超宽不小于设计值50 cm,分层填土,每层控制在15 cm~20 cm之间,采用25 t压路机碾压,先两侧、后中间,层层压实,每层压实度达97%以上。堤身的施工采用了黏性土填筑,黏性土填料采用黏粒含量(质量分数)为20%~35%、塑性指数为15~20的黏性土(渗透系数小于1×10-5cm/s),不含植物残体、砖瓦垃圾等,不使用淤泥类土、天然含水率不符合要求或黏粒量过多的黏土、杂填土、水稳定性差的膨胀土。

2.3 护坡生态化改造技术

一期工程的河段高水位历时较短,综合考虑造价、河道功能、实施效果等方面,本工程的堤防生态化改造大部分选用草皮护坡+植草沟(干式)的组合(见图2),同时在设计枯水位以下实施了钢丝网石笼护脚工程(见图3),网笼的长×宽×高规格为3.5 m×2.0 m×0.50 m,填充块石最小粒径大于孔眼1.5倍,主体粒径为15 cm~40 cm,每个网笼装填量为3 m3,使其具有柔性变形能力适应多样的地形;在缓坡岸段,在草皮护坡以下坡面,采用抛石护坡,并结合景观石配置提升景观效果(见图4)。生态化改造技术融入了“渗、蓄、滞、净、用、排”的理念,构建了能吸收、能渗透、能涵养、能净化的生态河道,在保障城市防洪排涝安全的同时,提升了景观效果。

图2 堤防生态化改造方案

图3 钢丝网石笼护脚工程

图4 抛石护脚实景图

2.4 高标准绿化技术

景观绿化按照“清岸线、整江滩、守湿地”的理念进行设计,力求实现“最美岸线,最近未来”的效果,最大限度地保持江水健康、恢复生态系统和生物多样性,这也是加快受损岸线修复的需要[8]。按照生态江堤的理念,为保障植物后期良好生长,在湿地景观建设过程中,充分进行了土壤改良,彻底清除埋藏其中的石块瓦砾,深挖定植穴,在穴底回填细沙,既保护了植物根系的生长空间,也可防止根系淹水缺氧而造成烂根、沤根。为了防止水边多年生湿地植物根茎的后期疯长,无序侵占水域空间,施工时通过构建定植池和放置栽培缸等限根手段控制水生植物根茎的生长范围,确保湿地景观的可持续性。为了保障大树移栽的成活率,采用了适度修剪、整体固定(四柱四线)、树冠遮荫、主干吊水、吊营养液的技术(见图5),成活率达到99.2%。为了尽快恢复树势、快速生长、减少病虫害的发生,使用了促根剂、保水、伤口涂抹消毒与包扎等技术,效果良好。

图5 大树移栽实景


3、综合管理手段的运用


3.1 严格以“三线一单”为准绳

项目区共涉及饮用水水源地保护区、湿地公园、水产种质资源保护区和自然保护区等4种生态保护红线类型,在规划设计阶段和可研报告的编制过程中,严格按照“三线一单”制度并根据省市两级生态红线区域及其主体功能定位,确定了江浦-浦口饮用水水源保护区(生态保护红线)、南京长江江豚省级自然保护区(生态保护红线)、长江大胜关长吻鮠铜鱼国家级水产种质资源保护区(生态空间管控区域)、南京市绿水湾国家湿地公园、浦口区桥北滨江湿地公园等5个为生态红线保护区域。在确保发展不超载、底线不突破的前提下,一期工程建设了扬子江公园、滨河公园以及民国文化公园,主要的内容包括景观步道、景观平台、驿站、港二公司码头平台景观化改造、宏波码头平台景观化改造以及江滩护岸加固治理及植物种植等。项目建设期间不向沿线河流排放污染物,在桩基施工和承台、墩柱施工过程中,均是在围堰内封闭施工,且施工废料全部收集外运,对河道环境无影响,始终未突破环境质量底线。在项目施工过程中,所占用的土地资源、消耗的电能、水资源等能源和资源相对区域资源利用总量占比很小,符合资源利用上线。本项目未涉及南京市和江北新区生态环境准入负面清单[9]。

3.2 施工质量管理

作为工程的代建单位,是整个项目管理的核心。从决策阶段、施工前、施工过程中和工程完成后等4个环节对工程质量全面把控。突出的做法:1)建立全面的质量管理体系。各个设计、施工、监理、检测、监测单位统一服从代建单位的要求和调配,共同实现项目的成本、质量、工期的管理目标,并利用各种管理手段,对项目实施操作的各单位进行管理和协调,保证项目的顺利进行。2)建立质量风险预测与管控机制。强化预防放在首位的意识,把质量管理的关口前移,预防阶段作为质量把控的核心,变结果管理为过程管理,发现风险及时采取应对措施,从组织制度和处理流程等方面加强对风险的控制与管理,风险预测和控制做好了,最大程度地减少了质量问题的发生;施工的特殊过程和关键工序须事先编制详细的质量措施和技术标准,并明确负责现场技术人员。3)执行原材料、构配件、设备检测试验送检制度。在规范施工单位工作流程的基础上,代建单位执行三查验:一查厂家资质、产品合格证和技术说明书;二查进场材料报验单;三查材质和性能试验单。通过规范的程序对进入施工现场的各种建筑材料、构配件、设备进行控制,对混凝土、砂浆试块在全程监督下取样制作。

3.3 施工技术管理

在以往的施工中,通常是派技术人员24 h轮班盯点,做好钻进深度、喷浆量、泥浆比重等记录,以保证施工质量。本项目采用了智能化改造,在每一台桩基上加装水泥搅拌桩智能检测系统,让管理人员随时随地打开手机或电脑就可以实时监控成桩质量及各项参数,有效节省了人力,提高了工作效率,更确保了施工安全和质量。水泥土搅拌桩桩体质量的好坏由地基土的土质特性、水泥掺量以及施工工艺等因素决定,因此在实际工程应用中需综合多方面因素对搅拌桩加固地基的效果进行评价。水泥土搅拌桩智能化施工与监控系统能准确识别软硬不均的土层,并通过自动变频喷浆,实现了水泥掺量与实际土层条件相匹配。水泥土搅拌桩智能化施工与监控系统使搅拌桩施工自动化程度高、监控效果好,可明显改善水泥土搅拌的均匀性,提高了桩身强度和场地整体处理效果[10]。

3.4 组织管理

以代建单位为中心的组织管理在办理前期手续、协调现场、协同施工、保障工期等四个方面具有独特的优势,作用不可替代。前期协调与政府各职能部门之间的关系,办理各类许可证,加快落实前期手续;在施工过程中,组织施工单位有序进场、依次推进、无缝衔接、高效协作,避免无谓的等待和重复性施工;协调各施工单位在枯水期、雨季来临前等关键时间节点集中优势资源、调配人员、齐心协力,抢时间把清淤、桥梁桩基工程、护脚工程和路基工程赶出来,既节约时间又节省成本。工程期间正赶上“新冠”疫情,无论是原材料运输,还是人力资源的调配以及严格的防控措施都给工程施工带来了前所未有的挑战,高效的组织管理最大限度地保证了工期。

3.5 施工安全管理

安全施工是现场监督管理的首要任务。本工程安全管理体系由四个方面组成:一是落实安全责任实施责任管理;二是安全教育与训练;三是安全检查;四是作业标准化。首先制定安全管理制度,落实安全责任,实施责任管理。实施项目经理、职能部门、班组长三级安全责任制度,项目经理是安全管理第一责任人,全员承担安全生产责任,坚持“持证上岗”、一切操作人员签订安全协议,实时检查安全责任落实情况。其次进行安全教育与训练。组织安全教育训练做到严肃、严格、严密、严谨,力求实效,使安全知识、技能、意识三个方面入脑入心,不仅使操作者了解掌握安全生产知识,而且在作业过程中认真执行安全行为;不仅使操作者了解掌握潜在的危险因素和防范措施,而且获得完善、自觉的行为方式。第三是安全检查。这是消除事故隐患、采取整改措施、防止事故伤害、改善劳动条件的重要途径。通过每周一次的定期安全检查、不定期突击性安全检查、针对新设备新工艺的特殊性安全检查等形式,以查思想、查制度、查管理、查现场、查隐患、查整改为主要内容,最大程度保证施工安全。第四是作业标准化。以质量和安全为核心,按照技术标准、管理标准、工作标准等三个子体系主导制定了一系列的标准,力求科学性、实用性和可操作性。在执行标准的过程中,借鉴PDCA (Plan/Do/Check/Act)循环原理,对标准反复实践、持续改进与完善,达到了“人人值守标准、事事执行标准、物物符合标准”的效果,既保证了工程质量又确保了施工安全。


4、结论


本工程是“长江大保护”的具体体现,为长江岸线的保护修复提供了成功案例;水泥土搅拌桩、高压旋喷桩、护坡生态化改造和高标准绿化等工程技术的运用为长江生态岸线修复、环境生态保护与提升提供了技术参考;质量管理、技术管理、组织管理等施工管理以及安全管理和环境管理中先进的理念与科学的做法为该类工程的实施提供了成功经验。本工程的实施完成,实现了长江岸线从生产型向生态型、生活型的转变,成为市民临水、亲水的最美长江岸线。


参考文献:

[1]景卫华,翁伟军,张友才,等.对南京长江岸线管理与保护工作的思考[J].中国水利,2019,(4):27-29.

[2]姜亦华.江苏省实施长江大保护的成效与建议[J].长江技术经济,2021,5(增刊2):215-217.

[3]陈盛原,张伟锋,韦未.水泥土搅拌桩技术研究现状及发展前景[J].工程建设,2020,52(4):6-10.

[4]曹德君,潘俊,王义坤,等.长江南京段超历史洪水的抗洪实践与思考[J].中国防汛抗旱,2021,31(6):67-70.

[5]李铭华,李益进,樊昆澎.双排高喷桩防渗墙在扰动段防洪墙杂填土中的应用[J].水利建设与管理,2020,40(4):44-47.

[6]刘少林,周书东,徐钦明.高压旋喷桩在流砂地层中的施工技术[J].水利建设与管理,2022,42(8):67-72.

[7]陈浩.土石围堰高压旋喷桩防渗施工技术应用[J].水运工程,2021(12):112-114,149.

[8]段学军,邹辉,王晓龙.长江经济带岸线资源保护与科学利用[J].中国科学院院刊,2020,35(8):970-976.

[9]蔡云,田珺,魏永军,等.南京市“三线一单”编制及应用实践[J].环境影响评价,2019,41(4):6-10.

[10]鲁治,赵威中,孙成飞.水泥土搅拌桩智能化施工与监控系统现场试验研究[J].散装水泥,2021(6):146-149.


文章来源:乔冠南,韩争,朱健,等.长江岸线湿地保护与环境提升工程施工与管理[J].山西建筑,2024,50(18):187-190+194.

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