摘 要
本文以衡阳市蒸水河溿箱涵清淤工程为研究对象，针对多雨季节、复杂淤积物及受限空间等工况条件，系统阐述了止水围堰设计、淤积物探测、设备选型等关键技术环节的创新实践。通过对比分析传统清淤技术的失效机制，提出基于动态水位调控的复合清淤工艺体系，并总结出四项核心改进方向，为类似工程提供重要参考。
关键词：箱涵清淤；装配式围堰；全地形探测；复合清淤工艺；动态水位调控
1. 引 言
随着城市地下空间开发密度的提升，大型箱涵清淤作业面临"三高一复杂"（高隐蔽性、高危险性、高环保要求、淤积物复杂）的技术挑战。统计显示，我国城市箱涵平均淤积率达42%（住建部2024年数据），其中混合型淤积导致的清淤失败率高达67%。本文基于2025年4-5月实施的蒸水河溿箱涵清淤工程，系统总结复杂工况条件下的技术突破路径。
2. 工程概况
2.1 工程特征
蒸水河溿箱涵具有典型城市地下箱涵的复合困境（表1）：
3、探索与实践的过程
3.1 止水围堰的设计与实施
该箱涵出口与蒸水河直接相连，为清淤作业带来了不小的挑战。经精确测量，河道水位相较于箱涵底板高出约4米，河床也高出箱涵底板约2米。河床构成复杂，是淤泥、石块等多种物质的混合体，地质条件极不稳定。春季又是湖南地区降水集中的时段，此次施工又临近汛期，河道水位受天气变化和湘江河水位的双重影响，波动频繁且幅度较大。水位的不稳定不仅会对围堰产生较大的侧向压力，还可能导致围堰基础被冲刷，影响其稳定性。
此外，施工现场地形复杂，大型设备和运输工具根本无法抵达河道边的箱涵口，这极大地限制了常规施工方法的应用。 面对如此复杂且极具挑战性的施工条件，项目团队经反复研讨与权衡，决定采用定制的装配式钢围堰。这种围堰的单块围堰板重量严格控制在100KG以内，便于人力搬运与安装，巧妙地解决了大型设备无法进场的难题。 在防渗处理上，项目团队采用了土袋与油布密封相结合的方式，二者结合，形成了可靠的双重防渗屏障，大大提升了围堰的止水效果。
3.2 借助降水、排水作业开展淤积情况与外来水勘察
围堰施工完成后，为了全面且精准地掌握箱涵内的实际状况，项目团队迅速展开了一系列勘察工作。团队安排了2台流量达 200 立方米/小时、管径为 DN 150 的渣浆泵，以高效的速度进行降水和排水操作。通过观察排水过程中的各种现象，判断围堰是否实现了完全止水，精确评估外来水的渗入量，同时对淤积物的类型和淤积深度进行初步探查。
在淤积物类型的判别方面，项目团队采用了全地形CCTV机器人与人工目测相结合的方式。全地形CCTV机器人能够深入箱涵的各个角落，收集淤积物的相关数据和图像信息。而经验丰富的工作人员则通过现场目测，对机器人收集到的信息进行补充和验证，确保对淤积物类型的判断准确无误。
对于淤积深度的探测，团队主要采用了插入钢管的方法。工作人员将钢管垂直插入淤积物中，根据钢管插入的深度来确定淤积的厚度。这种方法反馈的数据与实际的淤积深度存在较大的差距，在勘测过程中，钢管插入显示只有1米作业的淤积，但实际箱涵口留有原施工期未清除的砖块封堵墙及建筑垃圾，使得勘测结合和实践淤积相差甚远。
3.3 清淤设备的选择
3.3.1 借助清淤机器人开展清淤作业
项目伊始，团队设想借助清淤机器人开展清淤作业。具体方案为，利用清淤机器人将箱涵内的污泥清理至中转池，再通过污泥泵把污泥输送到路面，经过泥水分离处理后，将分离出的污泥进行外运。
然而，理想与现实之间存在着巨大的差距。在实际施工过程中，诸多棘手的问题逐渐浮现。箱涵内淤积情况远超预期，淤积量庞大，深度达到了 2 米，同时外来渗水量也较大，这使得清淤工作的难度呈几何倍数增长。当清淤机器人进入箱涵后，很快就陷入了困境。箱涵内的淤积物成分极为复杂，包含了建筑垃圾、砖块、混凝块、原施工遗留的钢管架和模板、生活垃圾、塑料带、污泥、沉沙、结垢物等。这些不同类型的淤积物相互交织，形成了一个复杂而又坚硬的淤积层。单一的抽吸式清淤机器人面对如此复杂的情况，显得力不从心。其抽吸能力在面对大颗粒的建筑垃圾、砖块和混凝块时，根本无法将其有效吸起；而对于钢管架和模板等大型障碍物，更是毫无办法。在这种情况下，清淤机器人不仅无法完成清淤任务，还频繁出现卡顿、陷入等故障，几乎失去了作业能力，原有的设想在现实面前遭遇了严峻的挑战。
3.3.2 清淤船泵送方式的探索与实践
当抽吸式清淤机器人在清淤作业中遭遇重重难题，难以继续推进工作时，公司团队迅速反应，紧急召开技术研讨会议，集思广益，最终提出采用清淤泵船的创新方案。方案确定后，团队立刻全身心投入到清淤泵送船的设计与制作中。他们凭借丰富的经验和精湛的技术，对每一个细节都进行了反复斟酌和优化。在选择泵的型号时，团队进行了大量的计算和模拟，充分考量清淤的距离以及所需的扬程等关键参数。经过一番严谨的评估，最终选定了功率为 30KW ，扬程25米的切割式渣浆泵。这款泵具备强大的切割能力和高效的输送性能，理论上能够有效应对箱涵内复杂的淤积物。 在输送管道的选择上，团队最初选用了软管。然而，现实却给他们上了一课。在实际作业不到半天的时间里，软管就被砂石无情地磨穿。这一突发状况让团队意识到，软管的耐磨性远远无法满足清淤作业的严苛要求。于是，他们迅速调整策略，改用 PE 管道进行输送。PE 管道具有出色的耐磨和耐腐蚀性能，为清淤工作的持续推进提供了坚实的保障。 然而，清淤工作并未因此一帆风顺。清淤泵船在作业过程中暴露出移动难度大的问题，箱涵内狭窄的空间和复杂的环境使得泵船难以灵活移动。同时，淤积物的流动性极差，大量的建筑垃圾、石块、混凝土块等相互堆积，形成了坚硬的淤积层，给清淤工作带来了巨大的阻碍。 面对这些新的挑战，团队没有退缩，而是再次发挥出坚韧不拔的精神和创新能力。他们在箱涵顶安装挂钩，并通过手动葫芦来帮助清淤泵船移动。工人们小心翼翼地操作着手动葫芦，一点一点地调整泵船的位置，确保清淤工作能够覆盖到箱涵的每一个角落。 为了提高淤积物的流动性，团队安排人工进入箱涵。工人们身着防护装备，手持高压水枪，凭借着丰富的经验和熟练的技巧，精准地冲散淤积物。对于那些顽固的石块、混凝土块、钢管和建筑模板等，工人们则采用人工清除的方式，将它们逐一搬运出箱涵。在这个过程中，工人们不畏艰险，克服了箱涵内恶劣的环境和高强度的工作压力，为清淤工作的顺利进行付出了巨大的努力。
3.3.3 施工遇暴雨危机：艰难应对与重启
5月8日，原本按部就班推进的清淤工程，被一场突如其来的暴雨彻底打乱了节奏。顷刻间，密集的雨点如注般倾泻而下，清淤泵船被迅速上涨的水位瞬间淹没。这一突发状况让现场的气氛变得异常紧张，箱涵内还有辅助人员正在作业，他们的安危牵动着每一个人的心。 好在施工团队此前制定了完善的应急预案，施工人员凭借着丰富的经验和专业的技能，借助事先准备的救生船全部安全撤离到了安全地带。
然而，这场暴雨带来的影响并未就此结束。由于雨势过大，水位急剧上升，围堰承受的压力超出了极限，最终被无情地冲垮。汹涌的河水瞬间涌入箱涵，使得清淤工作被迫中断。 面对这一困境，施工团队没有气馁，他们迅速组织人员对现场进行评估，并制定了后续的应对方案。由于河道水位过高，无法立即进行围堰修复工作，团队只能耐心等待。在接下来的4天里，大家密切关注着河道水位的变化，时刻准备着重启工程。 终于，在经过4天的漫长等待后，河道水位逐渐下降，施工团队抓住这一有利时机，迅速展开了重新围堰止水的工作。他们总结了之前的经验教训，对围堰的设计和施工进行了优化，采用了更加坚固的材料和更加科学的施工工艺。经过全体人员的日夜奋战，新的围堰终于成功建成，为清淤工程的继续推进奠定了坚实的基础。
4、总结
4.1 施工期选择建议
施工期的选择对整个清淤工程的顺利开展至关重要。综合本次工程的经验，建议将施工期安排在枯水期。在枯水期进行施工，能够显著降低围堰止水的难度。因为此时河道水位较低，围堰所承受的水压相对较小，止水措施的实施更加容易且效果更好。同时，枯水期降雨较少，可有效避免因下雨导致的停工情况，从而防止施工周期延长以及施工成本增加。此外，枯水期外来渗水量明显减少，这不仅降低了排水作业的压力，还能减少因大量渗水对清淤工作造成的干扰，进而降低施工风险，提高工程的安全性和稳定性。
4.2 降水与排水注意事项
在进行降水和排水作业时，必须充分考虑环保要求和设备性能。箱涵内的黑臭水体含有大量的污染物，直接排放到河道会对水环境造成严重污染，因此严禁直接排放。若选择将黑臭水体抽排至市政污水管道，需要综合考虑排水设备的扬程。要确保排水设备的扬程能够满足将污水输送至市政污水管道的要求，避免因扬程不足导致排水不畅，影响清淤工作的正常进行。
4.3 淤积深度勘测方法的局限性
本次工程实践表明，传统的插入钢管勘测淤积深度的方法存在明显的局限性。插入钢管只能获取钢管插入点的淤积深度信息，无法全面反映整个箱涵内的淤积情况。而且，箱涵内的淤积物分布往往不均匀，可能存在局部淤积较深或有障碍物阻挡的情况，导致钢管插入的深度不能准确代表真实的淤积深度。因此，在后续的工程中，需要探索更加科学、准确的淤积深度勘测方法。
4.4 淤积物类型判别方法的不足
采用全地形CCTV机器人及目测的方式对淤积物类型进行判别时，难以甄别到浮泥之下的真实淤积情况。全地形机器人虽然能够提供一定的图像和数据信息，但浮泥的存在会干扰机器人的探测，使其无法准确识别浮泥下方的淤积物类型。而人工目测只能观察到表面的淤积物，对于浮泥层以下的情况更是难以判断。为了更准确地了解淤积物的类型和分布，需要研发更加先进的探测技术和设备，以提高淤积物类型判别的准确性。