中小河道疏浚技術(shù)及淤泥處理方式

吳華崗

（上海宏波工程咨詢管理有限公司，上海 201707）

1 河道疏浚技術(shù)

上海地區(qū)中小河道眾多，規(guī)模大小不一，現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜，單一的疏浚方式無(wú)法解決河道所有的淤積問(wèn)題。選擇與河道相適應(yīng)的疏浚施工技術(shù)尤為重要，不僅可以滿足河道的基本過(guò)流及防洪除澇能力，還可以降低工程投資以及對(duì)周邊居民的影響，保證邊坡、護(hù)岸及構(gòu)筑物安全。常見(jiàn)的河道疏浚技術(shù)有水力沖挖疏浚、挖掘機(jī)疏浚、挖泥船疏浚以及人工疏浚，下面對(duì)4種疏浚技術(shù)進(jìn)行介紹與分析[1]。

1.1 水力沖挖疏浚

水力沖挖疏浚采用高壓水槍直接沖挖土體，使之成為泥漿，經(jīng)泥漿泵打出后再通過(guò)排泥管直接連通至排泥場(chǎng)。水力沖挖疏浚前要先修筑攔河圍堰，排除積水，清理河床，將砂石、垃圾等清理外運(yùn)，創(chuàng)造較好的底泥條件，然后開(kāi)展施工。但河道周邊居民較多時(shí)，淤泥中依然存在垃圾，如磚塊、石塊等，施工前無(wú)法完全清理，待疏浚施工完畢后，由人工清理垃圾。水力沖挖疏浚由于采用斷水作業(yè)，勢(shì)必會(huì)對(duì)區(qū)域的引調(diào)水造成影響，故采用水力沖挖疏浚的宜選擇規(guī)模小、長(zhǎng)度短、對(duì)區(qū)域引調(diào)水及防洪除澇影響小的河道。村級(jí)河道由于進(jìn)場(chǎng)道路窄，現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜，大型施工機(jī)械無(wú)法進(jìn)入等限制條件，在疏浚方式選擇上，水力沖挖疏浚最為合適。水力沖挖疏浚施工季節(jié)宜選在非汛期，上海地區(qū)一般為當(dāng)年10月到次年1月。由于上海地區(qū)經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)，城鎮(zhèn)化發(fā)展快，臨時(shí)泥庫(kù)的選址較為困難，尤其城鎮(zhèn)區(qū)域，基本無(wú)臨時(shí)場(chǎng)地堆置淤泥，此種情況下，排泥管可直接連通至泥駁或槽罐車，然后運(yùn)至指定棄泥場(chǎng)。優(yōu)點(diǎn)：施工設(shè)備小，進(jìn)出場(chǎng)方便，場(chǎng)地要求低，控制精度高，可避免超挖、欠挖情況，造價(jià)較低。缺點(diǎn)：施工設(shè)備對(duì)底泥的適應(yīng)條件較差，容易發(fā)生堵管；施工前排空河水，易造成河道邊坡、護(hù)岸結(jié)構(gòu)以及兩岸構(gòu)筑物傾斜、滑移甚至坍塌。

1.2 挖掘機(jī)疏浚

挖掘機(jī)疏浚同樣采用斷水作業(yè)，施工前先修筑攔河圍堰，排除積水，然后清理雜草、廢渣、垃圾等雜物。施工過(guò)程中，配自卸汽車運(yùn)至指定棄泥場(chǎng)，無(wú)需設(shè)置臨時(shí)泥庫(kù)。為保證邊坡穩(wěn)定和周邊構(gòu)筑物安全，必須時(shí)時(shí)監(jiān)控，層層開(kāi)挖，層層排水，設(shè)置排水溝和集水井進(jìn)行排水，同時(shí)切斷周圍的明水水源流入河道，保證底部干燥，避免塌方。排水溝隨挖隨設(shè)，層層下挖，層層設(shè)置排水溝和集水井，放置水泵，及時(shí)將地下水排除，達(dá)到降排水目的。優(yōu)點(diǎn)：控制精準(zhǔn)，操作靈活，運(yùn)轉(zhuǎn)方便，行駛速度快，造價(jià)較低。缺點(diǎn)：進(jìn)場(chǎng)道路要求高，河道位于村宅內(nèi)，其道路狹窄、復(fù)雜，挖掘機(jī)械進(jìn)場(chǎng)困難；雨天或河底承載力較差河道，機(jī)械易沉陷。

1.3 挖泥船疏浚

挖泥船疏浚與水力沖挖疏浚、挖掘機(jī)疏浚方式不同，屬水上作業(yè)方式，可不斷流施工，不受河道水位、天氣、氣候等因素影響。但受跨河橋梁、管線等影響較大，橋梁、管線底高程較低時(shí)，挖泥船、泥駁等無(wú)法通過(guò)，需采用起重機(jī)械進(jìn)行吊移。另外挖泥船疏浚對(duì)河口寬度也有一定要求，最小不宜小于10m。挖泥船種類較多，在上海地區(qū)較為常見(jiàn)的有絞吸式挖泥船、鏟斗式挖泥船、抓斗式挖泥船，其中以鏟斗式挖泥船最為常見(jiàn)[2]。挖泥船疏浚施工前同樣需將河道內(nèi)的雜物、塊石、沉船等挖出，用泥駁運(yùn)至指定地點(diǎn)。施工過(guò)程中為保證施工質(zhì)量，采用分條、分層施工，以防超挖、欠挖。泥駁配合運(yùn)輸，泥駁大小與挖泥船的方量成正比，上海地區(qū)中小河道疏浚過(guò)程中，常見(jiàn)的挖泥船規(guī)格有0.3m3和0.5m3兩種，與之匹配的泥駁分別為20m3和65m3，具體參數(shù)如表1所示。優(yōu)點(diǎn)：不影響區(qū)域引調(diào)水以及防洪排澇，對(duì)區(qū)域交通以及人民生活影響小，挖泥以及運(yùn)泥量大。缺點(diǎn)：船舶對(duì)吃水深度及凈空高度要求高，施工精度相對(duì)偏低，機(jī)械易碰擦現(xiàn)有護(hù)岸，對(duì)護(hù)岸的結(jié)構(gòu)安全有影響，造價(jià)較高。

表1 常用挖泥船對(duì)比表 單位：m

1.4 人工疏浚

人工疏浚工藝較為古老，現(xiàn)在河道整治過(guò)程中應(yīng)用較少。但上海地區(qū)中小河道中依然存在一些施工機(jī)械、設(shè)備無(wú)法進(jìn)入的河道。以上海市新場(chǎng)鎮(zhèn)南六灶港為例，南六灶港位于新場(chǎng)鎮(zhèn)的古鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)，河口寬6m，護(hù)岸結(jié)構(gòu)時(shí)間久遠(yuǎn)，為無(wú)樁基干砌塊石結(jié)構(gòu)，兩岸以民房和古建筑為主，且臨河而建，周圍道路狹窄，僅可人行或者非機(jī)動(dòng)車通過(guò)。此情況下，挖掘機(jī)和挖泥船均無(wú)法進(jìn)場(chǎng)施工，斷流施工采用水力沖挖方式，勢(shì)必造成護(hù)岸失穩(wěn)，影響房屋和古建筑安全。為解決以上問(wèn)題，采用古老的人工疏浚方式可行，既可水上作業(yè)，又可疏通河道，提高河道過(guò)流以及防洪除澇能力。優(yōu)點(diǎn)：不影響河道護(hù)岸以及兩側(cè)構(gòu)筑物安全。缺點(diǎn)：造價(jià)高、效率低。

以上4種疏浚方式各有其優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，在工藝選擇上，不僅要從河道規(guī)模、進(jìn)出場(chǎng)地條件、工程造價(jià)等客觀因素方面考慮，也要從減小對(duì)周邊居民以及生態(tài)環(huán)境的影響等方面考慮。雖然河道疏浚適用于所有的“問(wèn)題河道”，但在現(xiàn)如今河道黑臭、水質(zhì)差問(wèn)題突出的情況下，河道疏浚不能“眉毛胡子一把抓”，必須分別、分類處理。疏浚施工前，需做好底泥污染調(diào)查，明確疏浚范圍和疏浚深度，同時(shí)進(jìn)行底泥檢測(cè)，對(duì)已被污染的底泥需優(yōu)先、快速進(jìn)行清理，以降低內(nèi)源污染負(fù)荷，避免底泥污染物向河道釋放。另外，對(duì)黑臭河道原有水體做好存儲(chǔ)和凈化措施，不可隨意向其他水體排放，還需注重對(duì)水生生物的保護(hù)；施工結(jié)束后回水水質(zhì)應(yīng)符合上海水功能區(qū)劃對(duì)河道所在地的水質(zhì)指標(biāo)要求。河道疏浚產(chǎn)生的淤泥僅是簡(jiǎn)單堆置，不僅占用大量土地，還會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成影響，如何對(duì)淤泥進(jìn)行合理的處置以及再利用，就成為一道難題。

2 河道淤泥處理方式

上海各區(qū)每年都有大量的河道整治、河道疏浚項(xiàng)目，在項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中都有大量淤泥產(chǎn)生。目前，上海各區(qū)在項(xiàng)目中所產(chǎn)生的淤泥大多采用外運(yùn)的方式，而外運(yùn)的距離也越來(lái)越遠(yuǎn)，導(dǎo)致工程投資大大增加。另外，黑臭河道中產(chǎn)生的被污染淤泥，大部分治理措施為外運(yùn)堆置，無(wú)法從根本上消除淤泥的污染物。文章針對(duì)淤泥處理和利用提出了以下幾種處理方式。

2.1 底泥固化技術(shù)

底泥固化技術(shù)，即就地取材利用原有河道的淤泥加上一定配比的固化劑，攪拌后直接作為護(hù)岸材料進(jìn)行施工，使護(hù)岸與原土壤底質(zhì)有自然的過(guò)渡，修復(fù)后邊坡?lián)碛辛己玫亩嗫淄杆浴⑸鷳B(tài)親和性，并且提升河流岸坡結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和抗侵蝕能力。該技術(shù)采用現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械化工作，具有施工時(shí)間短、材料成型速度快、本土植物恢復(fù)速度快、效果好等特點(diǎn)。底泥固化技術(shù)符合可持續(xù)發(fā)展要求，不僅解決了淤泥的二次污染的環(huán)境問(wèn)題，同時(shí)使固體廢棄物、河道底泥創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，一舉兩得。其核心技術(shù)是原位底泥資源化技術(shù)，它針對(duì)河道區(qū)域原位土壤和底泥的狀況分析及工程需求，運(yùn)用高性能淤泥土固化劑來(lái)達(dá)到土壤結(jié)構(gòu)強(qiáng)度優(yōu)化以及實(shí)際工程應(yīng)用，同時(shí)滿足水利工程、環(huán)保工程建設(shè)需求。但該技術(shù)要求施工前對(duì)底泥污染物進(jìn)行分析檢測(cè)，確定底泥污染物的組成和成分，再針對(duì)污染物組成及成分配制特定的藥物制劑，然而在底泥污染物的成分和組成較為復(fù)雜的情況下，配制特定的藥物制劑難度較大，所以底泥固化技術(shù)適用于污染物較為單一或組成簡(jiǎn)單的底泥。

2.2 淤泥焚燒

黑臭河道中被污染的淤泥直接填埋，勢(shì)必造成二次污染，而淤泥焚燒可以破壞全部有機(jī)質(zhì)，殺死病原菌，并最大程度減少淤泥體積。淤泥焚燒灰的主要成分是黏土，可以作為建筑材料使用。淤泥焚燒具有減量化、無(wú)害化等效果，并且對(duì)外界環(huán)境影響小。淤泥焚燒可以與熱電廠、水泥窯、生活垃圾等協(xié)同焚燒，不僅可以利用熱電廠、垃圾焚燒廠余熱作為干化熱源，還可以利用其已有的焚燒和尾氣處理設(shè)備，以節(jié)省投資和運(yùn)行成本。由于淤泥焚燒成本高、處理量小、大面積推廣比較困難，因此現(xiàn)階段的應(yīng)用以處理被嚴(yán)重污染的淤泥為主。

2.3 淤泥肥田

在雜質(zhì)較少、富營(yíng)養(yǎng)化重的河道，可采用水力沖挖疏浚方式，直接將淤泥輸送到農(nóng)田，進(jìn)行土壤改良；或集中堆放于岸邊，待水排干，稍加干涸后將淤泥填于農(nóng)田。此處理方法可以使部分農(nóng)作物產(chǎn)量增加明顯，但該方法對(duì)淤泥質(zhì)量要求較高，需對(duì)淤泥成分進(jìn)行分析，確定符合農(nóng)作物生長(zhǎng)要求后方可實(shí)施，同時(shí)該方法對(duì)淤泥所填高度和濕度都有嚴(yán)格的要求，淤泥過(guò)高或過(guò)干，都會(huì)導(dǎo)致植物窒息死亡，起到相反的效果，且受季節(jié)限制，冬季最為適合[3]。

2.4 加高加固堤防

加高加固堤防是淤泥利用較常見(jiàn)的方法之一。將河道淤泥堆放到河道兩岸的空地處，待淤積徹底晾干后，經(jīng)平整夯實(shí)，用于加高加固河道堤防。此處理方法操作簡(jiǎn)便，相應(yīng)成本也較低，在平原河網(wǎng)地區(qū)效益較顯著。但由于堤防加高、加寬尺寸有限，其解決的淤泥量相對(duì)較少。

2.5 淤泥填塘

上海近期大力推行的“退漁還水、退漁還林、退漁還耕”治理項(xiàng)目，其中退漁還林、退漁還耕需要大量土方回填，這樣為河道淤泥提供了大面積的處置空間。利用淤泥填塘，既解決了土方堆置占用耕地的問(wèn)題，又可加固堤防，有利于堤防安全，還能解決退漁還林、退漁還耕的土方來(lái)源問(wèn)題，可謂一舉三得[4]。

3 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，隨著河道治理力度的不斷加大，政府和人民群眾對(duì)河道的重視程度也隨之增強(qiáng)，對(duì)河道疏浚和淤泥處理的要求也越來(lái)越高。疏浚工程在滿足河道的基本功能的同時(shí)，還要降低對(duì)生態(tài)環(huán)境和人民生活的影響，選擇合理的疏浚技術(shù)就成為滿足這一要求的重要手段。淤泥處理不僅要做到降低、消除淤泥對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，防止二次污染，還要將淤泥變廢為寶，實(shí)現(xiàn)資源再利用，使之更好地回饋社會(huì)、服務(wù)人民[5]。