淺談河湖生態(tài)清淤疏浚施工技術(shù)

彭曉華，帥輝玲

(江西贛禹工程建設(shè)有限公司，南昌 330038)

文章介紹一種包含生態(tài)清淤、運輸、淤泥固化處置和尾水處理等主要環(huán)節(jié)的生態(tài)清淤疏浚工藝方案。經(jīng)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(huán)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(huán)保型自吸式挖泥船采用的是環(huán)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(tǒng)，可精確定位。全封閉管道輸送至緩沖池。管道中途根據(jù)輸送距離和挖泥船排泥能力可選擇是否增設(shè)接力泵。挖泥船大小可根據(jù)河道寬度及水深程度選擇。遇有通航要求的河道可鋪設(shè)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(shè)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(tǒng)GPS接收裝置和裝有導(dǎo)挖系統(tǒng)專用軟件的計算機，把開挖施工區(qū)的設(shè)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(shù)據(jù)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(shè)：橫移錨(水錨)一般拋出挖槽邊線外10-15m，受水域?qū)挾认拗茣r可以適當縮短或直接在陸地用機械拋“岸錨”。

輸泥管道設(shè)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(yīng)上下坡和轉(zhuǎn)彎的不同地形需要。鋼管法蘭連接處以橡膠墊密封。為適應(yīng)復(fù)雜地形和連接水上浮管水下沉管另需匹配足夠數(shù)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(yīng)配備足夠數(shù)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(shè)：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(jié)。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(shè)：輸泥管道鋪設(shè)盡量避免穿越障礙物，應(yīng)平坦順直，避免死彎，轉(zhuǎn)彎及地形高度有變化時以橡膠軟管調(diào)整。

水上輸泥管道鋪設(shè)：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(yù)定位置，按順流、順風(fēng)方向逐段連接。水上浮管在每節(jié)鋼管之間加接軟管,每節(jié)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(shè)：施工前應(yīng)對水下潛管鋪設(shè)預(yù)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(yīng)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(shù)量進行調(diào)節(jié)。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(shè)放氣閥。潛管組裝下沉應(yīng)選擇在水流流速及風(fēng)浪較小時進行。潛管的沉放是通過端點用水泵向管內(nèi)注水，使管道總重力大于所受浮力實現(xiàn)。沉放后，兩端應(yīng)錨固，并設(shè)警示標志。在通航區(qū)域施工時，應(yīng)與水上交通管理部門協(xié)調(diào)，設(shè)置相應(yīng)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(jīng)脫水固結(jié)后淤泥含水率≤50%。采用挖泥船清淤，在河道上帶水作業(yè)，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(shè)土工管袋前需對固化場地進行平整，由中心片向四周設(shè)泛水坡，坡度≥2.0%，并鋪設(shè)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(shè)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(shè)備，其振動強度高達7.5G，且可以依據(jù)工況進行調(diào)節(jié)。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(yīng)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(chǎn)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(fā)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(yīng)提供的土工管袋的質(zhì)量控制文件：提供的材料質(zhì)量符合技術(shù)說明書所規(guī)定的質(zhì)量要求。所有土工管袋的質(zhì)量控制證明按期提交，每份證明與相應(yīng)管袋對號。土工管袋基布材質(zhì)必須符合相關(guān)專用聚丙烯品質(zhì)要求。土工管袋產(chǎn)品應(yīng)由技術(shù)說明書中要求的高韌聚合物縫合紗線縫制而成。紗線性質(zhì)：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(yīng)有相同的外表及特性，因生產(chǎn)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(chǎn)品應(yīng)加上標簽。標簽最少要包括：生產(chǎn)商名字、編號、尺寸及最大充填高度。質(zhì)量測試將由一個獨立場外，并符合技術(shù)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(chǎn)品未能達到技術(shù)說明表內(nèi)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(tǒng)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(jù)土工管袋位置由遠及近開始施工，即首先鋪設(shè)堆場離設(shè)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(shè)要與淤泥充填銜接緊促，保證施工期間不因土工管袋鋪設(shè)而造成充填施工出現(xiàn)窩工現(xiàn)象。土工管袋鋪時注意鋪設(shè)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(tài)固結(jié)劑，利用其中活性成分與淤泥中水分及部分化學(xué)物質(zhì)發(fā)生快速膠凝反應(yīng)，促進胞內(nèi)水釋放及淤泥微顆粒團聚，徹底改變淤泥高持水性的性質(zhì)，促進泥水分離并提高強度。生態(tài)固結(jié)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(xù)資源化利用無不良影響，隨尾水排放的少量溶解的固結(jié)劑對水體及水生植物也無害影響。固結(jié)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(shù)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(shè)防滲膜，防滲膜為600g土工布(二布一膜)；尾水收集后需經(jīng)過水質(zhì)監(jiān)測，符合尾水標準方可排入濕地河道，未達標需根據(jù)實際進行水質(zhì)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(nèi)。

3)經(jīng)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(jié) 語

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

[1]林蔚.紹興柯橋區(qū)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(yīng)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(guān)試驗[J].哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報,1999(06)：12-13.