淺談河湖生態清淤疏浚施工技術

彭曉華，帥輝玲

(江西贛禹工程建設有限公司，南昌 330038)

文章介紹一種包含生態清淤、運輸、淤泥固化處置和尾水處理等主要環節的生態清淤疏浚工藝方案。經本案處理的淤泥含水率≤50%，承載力≥30kPa，排放的尾水達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)二級標準以上。

1 河道清淤及淤泥固化工藝

本案施工可分為二大類工作：河道清淤疏浚及淤泥固化處理。其工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程

2 河道清淤疏浚

河道清淤疏浚采用環保型自吸式挖泥船。普通的絞吸式挖泥船在施工時絞刀會將污泥攪渾，污染河水；環保型自吸式挖泥船采用的是環保式吸頭在污泥中自吸，不會對污泥進行攪動，直接將污泥吸走。

挖泥船配備GPS、計算機、專用軟件、組成定位系統，可精確定位。全封閉管道輸送至緩沖池。管道中途根據輸送距離和挖泥船排泥能力可選擇是否增設接力泵。挖泥船大小可根據河道寬度及水深程度選擇。遇有通航要求的河道可鋪設沉管，將排泥管道沉入水底，以保證河道的正常通航[1]。

對河道局部有生活、建筑垃圾的河段，在清淤前采用抓斗船或或水上挖機對垃圾進行清障，以保證挖泥船正常、高效施工。疏浚開工前的準備工作包括挖泥船定位、拋錨、鋪設輸泥管道等，具體如下：挖泥船采用GPS定位。配備全球定位系統GPS接收裝置和裝有導挖系統專用軟件的計算機，把開挖施工區的設計坐標點輸入計算機后利用軟件將挖泥船位置、水下地形(包括水下底泥高程)河水流速等以圖形、數據的形式以顯示器顯示。施工時要求主鋼樁位于開挖線的中線上，給絞刀定位時，接收挖泥船絞刀門架頂端上GPS天線的信號。施工定位精確，快捷方便[2]。

挖泥船施工橫移錨拋設：橫移錨(水錨)一般拋出挖槽邊線外10-15m，受水域寬度限制時可以適當縮短或直接在陸地用機械拋“岸錨”。

輸泥管道設備：輸泥管道為兩頭帶法蘭的鋼管。鋼管每根長度為4m、6m、8m等不同型號，以適應上下坡和轉彎的不同地形需要。鋼管法蘭連接處以橡膠墊密封。為適應復雜地形和連接水上浮管水下沉管另需匹配足夠數量的橡膠軟管。軟管兩頭為自帶橡膠墊的法蘭，一般每根長度為1.5-3m。水上浮管應配備足夠數量的浮箱或浮筒。

輸泥管主要包括：岸管(陸上輸泥管)、浮管(水上輸泥管)及沉管(水下水泥管)三種。

管道鋪設：輸泥管接頭緊固嚴密，整個管線和接頭不允許漏泥漏水。輸泥管干線與支線之間用T型或Y型三通管連結。當排距>2.0km時，每2.0km 加一臺接力泵。

陸上輸泥管道(岸管)的鋪設：輸泥管道鋪設盡量避免穿越障礙物，應平坦順直，避免死彎，轉彎及地形高度有變化時以橡膠軟管調整。

水上輸泥管道鋪設：先將浮箱(浮筒)與鋼管管道進行卡接，然后分段將管道拖到預定位置，按順流、順風方向逐段連接。水上浮管在每節鋼管之間加接軟管,每節鋼管均需卡接適合鋼管尺寸大小和足夠浮力的浮箱浮筒。

潛管(沉管)鋪設：施工前應對水下潛管鋪設預定位置進行測量，摸清水下地形。水下潛管的連接平均24m-30m鋼管就需加接一根橡膠軟管，以適應水下地形并方便潛管的沉水及拆除施工。如水下地形變化較大，適當增加軟管數量進行調節。潛管下沉前，對潛管進行氣密試驗，各處均無泄露時，方可沉入水下。在岸管及潛管交接處的水面以上部位的鋼管加設放氣閥。潛管組裝下沉應選擇在水流流速及風浪較小時進行。潛管的沉放是通過端點用水泵向管內注水，使管道總重力大于所受浮力實現。沉放后，兩端應錨固，并設警示標志。在通航區域施工時，應與水上交通管理部門協調，設置相應的警戒標志[3]。

3 淤泥固化處理

管道輸送的泥漿含水率約90%，清淤泥漿經脫水固結后淤泥含水率≤50%。采用挖泥船清淤，在河道上帶水作業，再通過泵送緩沖池進行垃圾分揀，然后在緩沖池采用多臺22kW污泥泵輸送至固化場地(輸送中途加入絮凝劑)進行脫水處理。淤泥固化處理流程圖見圖2。

圖2 淤泥固化處理流程圖

固化場地平整。鋪設土工管袋前需對固化場地進行平整，由中心片向四周設泛水坡，坡度≥2.0%，并鋪設排水濾層，濾層可采用建筑廢料或砂卵石等，厚度≥于30cm，并在場地周邊開挖100cm×50cm排水溝，尾水集中排至各尾水收集池。

垃圾分揀，垃圾分揀選用設備是垃圾分揀機，選用一級振動篩作為垃圾分揀機，振動篩是一種固控設備，其振動強度高達7.5G，且可以依據工況進行調節。振動篩可將泥漿中的垃圾和>2 mm粒徑的砂石、泥塊分離出來，洗凈、瀝干。分離后的泥漿自流入緩沖池。如振動篩最大處理泥漿的能力為140m3/h，對應于清淤的水下方為70 m3/h。

土工管袋：用于脫水的土工管袋產品采用高韌聚丙烯裂膜絲進行織造作為基布縫制而成，在每兩萬平m土工管袋基布提供最少一份測試報告。測試報告只能在已取樣及測試的基布發出，并達到表1的標準。

表1 土工管袋的特性值

在土工管袋安裝前，應提供的土工管袋的質量控制文件：提供的材料質量符合技術說明書所規定的質量要求。所有土工管袋的質量控制證明按期提交，每份證明與相應管袋對號。土工管袋基布材質必須符合相關專用聚丙烯品質要求。土工管袋產品應由技術說明書中要求的高韌聚合物縫合紗線縫制而成。紗線性質：紗線材料：高韌聚酯紗線；強度：縫合強度拉力測試達到母材最高強度的60%以上；抗老化：500h實驗室紫外線實驗強度>90%以上；土工管袋的紗線要求縫合好的土管沒有跳線、斷線等問題。土工管袋應有相同的外表及特性，因生產程序問題而有跳線、補片的土工管袋基布不能使用。

每一土工管袋產品應加上標簽。標簽最少要包括：生產商名字、編號、尺寸及最大充填高度。質量測試將由一個獨立場外，并符合技術說明的實驗室進行，以確認樣本是否達標。樣本會取土工管袋基布以及縫接線。如果土工管袋產品未能達到技術說明表內的要求，可能會影響到所有土工管袋(包括已取樣的土工管袋及所有在不合格與下一合格土工管袋之間)被拒絕進場。

土工管袋編號系統說明：使用大型土工管袋施工時(如管袋30.6m×15.7m)充填淤泥時根據土工管袋位置由遠及近開始施工，即首先鋪設堆場離設備房最遠處土工管袋，然后充填，后面由遠及近依次進行，土工管袋的鋪設要與淤泥充填銜接緊促，保證施工期間不因土工管袋鋪設而造成充填施工出現窩工現象。土工管袋鋪時注意鋪設尺寸(如寬7.85m，到1.8m高度時寬度縮減至大約7m)。土工管袋布置兩層，見圖5。

圖5 土工管袋布置

加藥藥型、用量：

1)藥劑選型：采用生態固結劑，利用其中活性成分與淤泥中水分及部分化學物質發生快速膠凝反應，促進胞內水釋放及淤泥微顆粒團聚，徹底改變淤泥高持水性的性質，促進泥水分離并提高強度。生態固結劑不含重金屬元素，也不含S、Cl元素，可有效控制使用后的二次污染，對改性淤泥的后續資源化利用無不良影響，隨尾水排放的少量溶解的固結劑對水體及水生植物也無害影響。固結劑主要為絮凝劑和電性中和藥劑。

2)藥劑投加量：按水下方(含水率80%)干粉投加量為：240ppm，藥劑數量僅供參考，具體以試驗為準。

尾水收集：淤泥固化尾水通過堆場周邊排水溝收集至尾水收集池，收集池就近下挖成形，表面鋪設防滲膜，防滲膜為600g土工布(二布一膜)；尾水收集后需經過水質監測，符合尾水標準方可排入濕地河道，未達標需根據實際進行水質處理。

固化處理的淤泥指標能達到：

1)滿足《綠化種植土壤》(CJ/T 340-2016)。

2)固化后的淤泥含水率控制在50%以內。

3)經固化處理后的底泥，其地基承載力≥30kPa。

4)尾水排放標準滿足污水綜合排放標準二級標準要求及以上。

4 結 語

實際施工中，清淤疏浚施工方案需根據淤積的數量、范圍、底泥的性質和周圍的條件確定，因地制宜選擇清淤技術和施工裝備，妥善處理處置清淤產生的淤泥并防止二次污染的發生。

[1]林蔚.紹興柯橋區河湖淤泥固化處置之道[J].中國水利,2016(06)：56-58.

[2]祁凱,薛亮,劉曉成.淺談淤泥固化在河道清淤中的應用[J].治淮,2015(08)：49-50.

[3]李玉華,呂炳南,張景成,等.河底淤泥固化處理及相關試驗[J].哈爾濱建筑大學學報,1999(06)：12-13.