城市中小河道淤泥疏浚施工方法研究

胡辰林 韓羊 董浩

摘要：城市中小河道清淤工程缺少合適的清淤設(shè)備及成熟施工工藝，容易造成施工方法選擇不當(dāng)，很難保證河道清淤滿足設(shè)計(jì)要求又具有較好的經(jīng)濟(jì)性。本文結(jié)合城市環(huán)境及工藝適用范圍來探討河道清淤施工方法，側(cè)重闡述城市河道清淤工程中常用的排干清淤施工工藝，為城市河道清淤施工提供有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：河道清淤；河道圍堰；淤泥運(yùn)輸；淤泥處置

前言

目前，大江大河等規(guī)模較大的疏浚工程都有配套的大型清淤裝備、清淤船；而由于城市中小河道整治工程對(duì)水質(zhì)有較為嚴(yán)格的要求，且市政工程施工受很多的特殊施工環(huán)境（城市施工場(chǎng)地狹窄、環(huán)保要求高）的限制，使得大型的清淤設(shè)備不能進(jìn)場(chǎng)施工，施工環(huán)保不達(dá)標(biāo)等。針對(duì)中小河道清淤工程缺少成熟施工工藝，如何選擇適宜的施工方法成為清淤工程施工的一項(xiàng)技術(shù)研究課題。

城市河道的水深、淤泥厚度及周圍環(huán)境的差異性較大，本文結(jié)合城區(qū)施工作業(yè)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，以及水環(huán)境綜合治理的需求，提出了針對(duì)性的清淤方式。通過工程實(shí)踐證明，針對(duì)河道施工環(huán)境的清淤施工工法施工速度快、清淤效果好、安全可行，既保證了清淤工程順利完成，又具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，希望能夠?yàn)槌鞘兄行『恿鞯那逵俟こ烫峁┮恍┘夹g(shù)借鑒。

1中小河道治理中清淤施工工藝

1.1清淤施工準(zhǔn)備

在開始施工前，結(jié)合地勘報(bào)告、設(shè)計(jì)圖紙以及施工工期等，將施工工藝、使用設(shè)備類型、數(shù)量等確定下來。

應(yīng)做好以下幾個(gè)方面的工作，以選擇最佳的清淤疏浚方法。掌握河道斷面形狀、水的流速、淤泥的厚度等情況；檢查現(xiàn)場(chǎng)的路況是否容許清淤施工設(shè)備進(jìn)場(chǎng)；查看施工現(xiàn)場(chǎng)是否具備供電條件，并確定河道清淤施工的輸電線路走向、長(zhǎng)度等；明確泥漿泵施工時(shí)所需要的水源，一般采取原河道水源進(jìn)行循環(huán)利用的方式；確定淤泥堆場(chǎng)的位置、運(yùn)輸距離以及周邊環(huán)境。

1.2排干清淤

1.2.1適用條件

對(duì)于沒有防洪、排澇、航運(yùn)功能的流量較小的河道，河水較淺，流速緩慢。工程段淤泥平均厚度為45cm-150cm，河道內(nèi)含有大塊的城市垃圾，淤泥情況復(fù)雜時(shí)可采用排干清淤。排干清淤通常有干挖清淤與水力沖挖清淤兩種施工方法[1]，使用的主要機(jī)械設(shè)備是泥漿泵，并輔以推土機(jī)、挖掘機(jī)等。

1.2.2圍堰施工

排干清淤需要搭設(shè)河道清淤臨時(shí)施工圍堰，常見的有土石圍堰、鋼板樁圍堰、鋼管樁圍堰、松木樁圍堰。

1.2.3排水

待圍堰搭設(shè)完成后采用高壓泥漿泵向圍堰外進(jìn)行抽水。圍堰內(nèi)河水抽凈后，必須設(shè)專人看守圍堰及水泵，并準(zhǔn)備一些土袋及防水布，以便圍堰局部出現(xiàn)防水布破裂的情況，及時(shí)加鋪防水布，將漏水處堵住。

1.2.4干挖清淤

作業(yè)區(qū)水排干后，大多數(shù)情況下都是采用挖掘機(jī)進(jìn)行開挖，挖出的淤泥直接由渣土車外運(yùn)或者放置于岸上的臨時(shí)堆放點(diǎn)。

1.2.5水力沖挖清淤

水力沖挖清淤施工原理是根據(jù)自然界水流沖刷原理，借水力作用來進(jìn)行清淤、輸送淤泥，即水流經(jīng)高壓泵產(chǎn)生壓力，通過水槍噴出一股密實(shí)的高速水柱，切割、粉碎河道底泥，使之濕化、崩解，形成泥漿和泥塊的混合，再由立式泥漿泵及輸泥管吸送到淤泥池。

1.2.6輸送管道和輸送路線

1、場(chǎng)內(nèi)泥漿運(yùn)輸。場(chǎng)內(nèi)泥漿由沖挖區(qū)經(jīng)管道輸送至附近的臨時(shí)淤泥堆場(chǎng)，該部分管道采用泥漿泵專用硬尼龍管；接頭采用柔性法蘭接頭，接頭位置要保證嚴(yán)密，不能出現(xiàn)滲漏問題，一旦出現(xiàn)滲漏要立即采取補(bǔ)救措施，嚴(yán)重時(shí)需要及時(shí)更換。輸漿管線必須要保證平穩(wěn)，不能發(fā)生彎曲。由于受到水流和風(fēng)浪等外界因素的影響，平均間隔一段距離就安置一只浮筒錨。

2、場(chǎng)外泥漿運(yùn)輸。場(chǎng)外泥漿運(yùn)輸采用布置在集泥池的高壓泥漿泵，經(jīng)加壓后管道運(yùn)輸至臨時(shí)淤泥堆場(chǎng)。排泥管線盡可能不穿越公路或橋梁，對(duì)于必須要穿越的位置要依照相關(guān)部門的設(shè)計(jì)嚴(yán)格進(jìn)行。

1.2.7淤泥池布置

根據(jù)沖挖機(jī)組排量及現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹窄特點(diǎn)，結(jié)合沖挖施工順序，擬在河道附近設(shè)置臨時(shí)淤泥轉(zhuǎn)運(yùn)場(chǎng)。對(duì)于受到場(chǎng)地限制的河道，可以通過接力的方式泵運(yùn)臨時(shí)淤泥轉(zhuǎn)運(yùn)場(chǎng)。

為防止淤泥沉積，集泥池?cái)嗝嫘问綖榈箞A臺(tái)形，其兩側(cè)圍堰采用袋裝土填筑，采用就地取土進(jìn)行填筑。

2水下清淤

2.1適用條件

對(duì)于在汛期施工，且不能排干的城市主要過流河道則采用水下清淤施工。適合城市中小河道的水下清淤施工根據(jù)采用的施工機(jī)具不同可分為抓斗式清淤、泵吸式清淤、斗輪式清淤。

2.2抓斗式清淤。

利用抓斗式挖泥船開挖河底淤泥，通過前臂抓斗插入底泥中并閉斗抓取水下淤泥，之后將淤泥直接卸入駁泥船中。清出的淤泥通過駁泥船移至岸上的淤泥堆場(chǎng)中。

抓斗式挖泥船對(duì)底泥敏感度差，易抓取河床較硬的土層，擾動(dòng)河底浮泥，且存在漏抓，河道淤泥的清除率不高，只能達(dá)到30%左右[2]，不適合以水質(zhì)改善為目標(biāo)的清淤工程。

2.3泵吸式清淤

泵吸式清淤由水力沖挖的高壓水槍將底泥攪成泥漿再通過吸泥泵將泥漿吸出，經(jīng)管道送至岸上的堆場(chǎng)。泵吸式清淤裝備在中小型的船只上，適宜小型河道施工。

泵吸式清淤容易將河水吸出，造成泥漿含水率高，后期淤泥干化處理困難。同時(shí)，城市河道內(nèi)底泥中生活垃圾較多，容易造成吸泥口堵塞。

2.4斗輪式清淤

斗輪式清淤利用專用斗輪開挖水下淤泥，開挖后的淤泥通過挖泥船上的大功率泥泵吸入并進(jìn)入輸泥管道，經(jīng)管道輸送至淤泥池中。

斗輪式清淤一般比較適合開挖泥層較厚的河道，且施工精度較高。但斗輪式清淤在清淤工程中會(huì)使得淤泥發(fā)生擴(kuò)散，污染嚴(yán)重，容易造成大面積水體污染。淤泥清除率在50%左右，清淤不夠徹底。

3環(huán)保清淤

3.1適用條件

環(huán)保清淤針對(duì)河道整治清淤工程中對(duì)水質(zhì)改善要求較高且不能被截流的城市主干流。

3.2環(huán)保絞吸式清淤

目前，常用的環(huán)保清淤是利用環(huán)保絞吸式清淤船進(jìn)行清淤，在清淤過程中，利用環(huán)保絞刀頭實(shí)施封閉式清淤，對(duì)底泥擾動(dòng)較少，避免河道底泥發(fā)生擴(kuò)散。開挖后的淤泥通過挖泥船上的泥漿泵吸入并通過輸泥管道送至指定淤泥池中。

環(huán)保清淤適用于對(duì)水質(zhì)要求較高的城市河道環(huán)保清淤工程。環(huán)保清淤底泥清除精度高，且清除率可達(dá)到95%以上，清淤厚度一般為20～110cm。

4淤泥處置

城市中小河道清出來的淤泥通常是高含水率的泥漿狀態(tài)，且很底泥中都有重金屬污染。內(nèi)陸地區(qū)通常做法是設(shè)置堆場(chǎng)進(jìn)行自然蒸發(fā)和固結(jié)沉降，但是淤泥堆場(chǎng)的固結(jié)排水需要的時(shí)間較長(zhǎng)，如何實(shí)現(xiàn)快速排水固結(jié)是一個(gè)技術(shù)難題，透氣真空快速泥水分離技術(shù)是一種較高效的排水固結(jié)方法[3]。也可以將疏浚淤泥進(jìn)行土工材料化處理，經(jīng)過固化處理后，疏浚淤泥是良好的工程填土材料[4]，有廣泛的工程應(yīng)用前景?，F(xiàn)給出兩種實(shí)際處理方法。

1、若置于堆場(chǎng)內(nèi)的淤泥含水率較高，不便于運(yùn)輸時(shí)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采用風(fēng)干晾曬、與土拌和或摻加石灰等措施，加速脫水固結(jié)速度。待淤泥干化后，采用運(yùn)輸車將淤泥運(yùn)至合法棄土場(chǎng)。

2、采用專用淤泥固化劑（例如采用水泥、粉煤灰和石膏三種材料復(fù)合在一起，每立方淤泥中加入90kg固化劑，90kg固化劑中水泥占24.4%，粉煤灰占73.2%，石膏占2.4%。在水泥中按上述比例加入粉煤灰和石膏，混合均勻制成，混合后為青灰色粉狀固體[5]。）對(duì)淤泥進(jìn)行處理。處理后的淤泥用作地基填土和綠化用土。

5結(jié)語

城市中小河道的清淤工程有改善河道水質(zhì)、解決城市內(nèi)澇的功能，也能提升城市景觀。因此，清淤的工藝選擇、方案制定、實(shí)施必須考慮城市河道整治施工特征，在對(duì)水質(zhì)要求比較高情況下應(yīng)選擇排干清淤。在不能夠排干的情況下，可選擇水下清淤或環(huán)保清淤。目前，針對(duì)城市的清淤工程的新技術(shù)、新方法較少，有待進(jìn)一步的研究和開發(fā)。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐麗.中小河道治理中的清淤及淤泥處理技術(shù)研究[J].南方農(nóng)機(jī)，2017，48（6）：74-75.

[2]包建平，朱偉，閔佳華.中小河道治理中的清淤及淤泥處理技術(shù)[J].水資源保護(hù)，2015，01：56-62+68.

（作者單位：江西科技學(xué)院土木工程學(xué)院）