柯橋區(qū)河湖清淤固化一體化運(yùn)作

應(yīng)澤林，李淑紅

(1.紹興市水利局，浙江 紹興 312000；2.紹興市弘正水利工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司，浙江 紹興 312000)

河道底泥是河流水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其中含有大量的有機(jī)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)鹽、重金屬等，是一個(gè)重要的水體污染源。清除底泥可以減少對(duì)水體的污染，有效改善水環(huán)境[1-3]。

目前，國(guó)內(nèi)外最典型和實(shí)用的清淤方式主要有水力沖挖機(jī)組清淤、絞吸式挖泥船清淤、吸揚(yáng)式挖泥船清淤等[4-5]。然而，上述清淤方式隨之而來(lái)的是淤泥處置成為了制約清淤工程實(shí)施的最大瓶頸[6]。隨著城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，可供堆放淤泥的土地資源越來(lái)越少；另一方面，四處自然堆放的淤泥對(duì)土地、河道、空氣造成“二次污染”[7-8]。因此，為促進(jìn)河道清淤工作常態(tài)化、規(guī)范化和可持續(xù)發(fā)展，有必要實(shí)施淤泥固化處理。

1 柯橋區(qū)清淤固化處理一體化工藝

柯橋區(qū)地處錢(qián)塘江南岸，蕭紹平原東部，境內(nèi)河道縱橫，水網(wǎng)密布，現(xiàn)有河道總長(zhǎng)約1 600 km，水域面積55.28 km2，是名符其實(shí)的江南水鄉(xiāng)。近年來(lái)，柯橋區(qū)每年河道清淤方量達(dá)100萬(wàn)m3以上，促進(jìn)了全區(qū)水環(huán)境的改善。

為深入推進(jìn)濱海工業(yè)區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)，促進(jìn)工業(yè)區(qū)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)，完善工業(yè)區(qū)產(chǎn)業(yè)布局和市政配套，加快循環(huán)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園在口門(mén)丘的落戶(hù)進(jìn)程，根據(jù)濱海工業(yè)區(qū)總體規(guī)劃(見(jiàn)圖1)，對(duì)口門(mén)丘循環(huán)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)塊進(jìn)行泥漿固化處置。

圖1 泥漿處置區(qū)位圖

工程位于口門(mén)丘西片，西面靠近濱海大河，北面靠近標(biāo)準(zhǔn)海塘環(huán)塘河，東面靠規(guī)劃中的錢(qián)濱線(xiàn)，南面靠近循環(huán)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)一期工程，地塊面積167 114.1 m2。區(qū)塊內(nèi)現(xiàn)狀是泥漿堆放池，主要為河道清淤淤泥和建筑泥漿，還有少量砂漿廢渣。泥漿池最低處底高程為-6.80 mm(淤泥底)，最大高程為6.80 m(淤泥頂)。

柯橋區(qū)底泥固化采用如下工藝(見(jiàn)圖2)。

(1)清淤泥漿經(jīng)管道輸送至沉沙池，經(jīng)初步沉淀，分離出固體垃圾。

(2)經(jīng)過(guò)初步分離的泥漿運(yùn)至儲(chǔ)漿池中，加入泥沙聚沉劑和固結(jié)劑，經(jīng)機(jī)械強(qiáng)制快速攪拌，使泥漿和添加劑充分混合。

(3)將經(jīng)過(guò)添加劑處理后的泥漿送入壓濾機(jī)進(jìn)行固液壓濾分離，制作成含水率降在40%以下的泥餅。

(4)泥餅外運(yùn)進(jìn)行資源化利用，尾水經(jīng)處理后排放。

圖2 底泥清淤固化一體化工藝流程

該成套技術(shù)可對(duì)淤泥進(jìn)行即時(shí)脫水、減量，將清淤泥漿迅速分離成清水和泥餅，并可根據(jù)需要完成對(duì)重金屬、微生物、細(xì)菌等有害物質(zhì)的固結(jié)、消毒或鈍化。特別適合于處理量大、施工場(chǎng)地小、周邊土地資源稀缺的城市湖泊、河道清淤工程中對(duì)淤泥的減量化、無(wú)害化處理和資源化處置。河道淤泥直接從河底通過(guò)管道輸送至固化中心淤泥調(diào)節(jié)池，減少了淤泥放置的中間過(guò)程，節(jié)約了土地資源，避免了堆放場(chǎng)地周邊的環(huán)境污染。目前，該工藝在國(guó)內(nèi)逐步推廣應(yīng)用。

2 清淤固化取泥漿方案技術(shù)特點(diǎn)

河道清淤的方法很多，可分為水力沖填泥漿泵船取泥漿、采用鉸吸式采砂船取泥漿和采用鉸吸式挖泥船取泥漿。本工程取泥漿方案根據(jù)三種方案比較后選取。

方案1：采用水力沖填泥漿泵船取泥漿

圖3為采用水力沖填泥漿船取泥漿的工藝原理，每艘200～300 t級(jí)泥漿泵船泥漿掛5套300型泥漿泵，每套小型泥漿泵水下取土的土方為400 m3/套·d，則每200～300 t級(jí)泥漿泵船的出土量為2 000 m3/d。

方案2：采用鉸吸式采砂船取泥漿

圖4采用鉸吸式采砂船采砂，每(艘)采砂船配4艘3 000 t泥漿運(yùn)輸船運(yùn)輸，再用φ500管輸送到吹填現(xiàn)場(chǎng)，出土量為6 000 m3/d。

方案3：采用4010型鉸吸式挖泥船取泥漿(見(jiàn)圖5)

圖5為4010型鉸吸式挖泥船取泥漿工藝流程，其出土量為3 000 m3/d。

圖3 水力沖填泥漿泵船取土原理

圖4 鉸吸式采砂船取土原理

圖5 4010型鉸吸式挖泥船取土原理

3 清淤固化取泥漿方案比選

(1)采用水力沖填泥漿泵船取泥漿

每一艘200～300 t級(jí)泥漿泵船泥漿掛5套300型泥漿泵，每套300型泥漿泵所需的功率為35 kW/套(泥漿泵22 kW、高壓清水泵7.5 kW、潛水泵2.2 kW、照明3.3 kW)，每套小型泥漿泵水下取土的土方為400 m3/套·d，則每200～300 T級(jí)泥漿泵船的出土量為2 000 m3/d。按3艘200～300 t級(jí)泥漿泵船計(jì)算，則每天的出土量為0.6萬(wàn)m3，理論上預(yù)計(jì)130 d共能完成土方78萬(wàn)m3。

采用200～300 t級(jí)泥漿泵船取土，特別適用于粉砂土和淤泥取土，由于這種泥漿泵船本地資源極為豐富，設(shè)備及操作人員保有量充足，補(bǔ)給方便，能確保工程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)有利于降低工程造價(jià)。

(2)采用鉸吸式采砂船取泥漿

鉸吸式采砂船采砂，每1艘采砂船需配4艘3 000 t泥漿運(yùn)輸船運(yùn)輸，運(yùn)到岸上碼頭，然而用φ500管輸送到吹填現(xiàn)場(chǎng)。每艘采砂船及配套4艘3 000 t泥漿運(yùn)輸船運(yùn)輸，其出土量為6 000 m3/d。按1艘采砂船計(jì)算，則每天的出土量為0.6萬(wàn)m3，理論上預(yù)計(jì)130 d共能完成土方78萬(wàn)m3。

采用這種鉸吸式采砂船取土，特別適用于粒徑較大的砂性土取土，尤其適用于河底高程要求較高的疏浚工程。由于這種鉸吸式采砂船目前保有量很少，離工程所在地的距離較遠(yuǎn)，運(yùn)土成本高，受潮汐影響較大，船舶定位無(wú)法保障，施工風(fēng)險(xiǎn)較大，不能確保工程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

(3)采用4010型鉸吸式挖泥船取泥漿

4010型鉸吸式挖泥船，其出土量為3 000 m3/d。按2艘鉸吸式挖泥船計(jì)算，則每天的出土量為0.6萬(wàn)方，理論上預(yù)計(jì)130 d共能完成土方78萬(wàn)方。

采用這種鉸吸式挖泥船取土，特別適用于粘土或淤泥質(zhì)粘土取土，對(duì)河底高程要求較高的疏浚工程特別適用。由于這種鉸吸式挖泥船鉸刀對(duì)土層的攪動(dòng)較大，其影響擴(kuò)散范圍為1∶40，假如鉸吸深度為10 m，則土層的影響范圍為400 m，對(duì)海塘影響很大，目前在曹娥江及錢(qián)塘江海塘附近被禁止采用。而且這種鉸吸式挖泥船的鉸刀易被粉砂土壓住，船體移動(dòng)性較差。目前市場(chǎng)上這種鉸吸式挖泥船保有量很少，施工風(fēng)險(xiǎn)較大，難確保工程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

綜合以上因素，通過(guò)比較，最終選擇方案1作為本工程的取泥漿推薦方案。

4 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)采用水力沖填泥漿泵船取泥漿、采用鉸吸式采砂船取泥漿和采用4010型鉸吸式挖泥船取泥漿三種取泥漿方案進(jìn)行比較分析，在粉砂土和淤泥取土中，由于這種泥漿泵船市場(chǎng)資源極為豐富，設(shè)備及操作人員保有量充足，補(bǔ)給方便，能確保工程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。最終確定水力沖填泥漿泵船取泥漿作為取泥漿施工方案。

柯橋區(qū)河湖清淤固化一體化工藝將河道淤泥直接從河底通過(guò)管道輸送至固化中心淤泥調(diào)節(jié)池，減少了淤泥放置的中間過(guò)程，節(jié)約了土地資源，避免了堆放場(chǎng)地周邊的環(huán)境污染。特別適合于處理量大、施工場(chǎng)地小、周邊土地資源稀缺的城市湖泊、河道清淤工程中對(duì)淤泥的減量化、無(wú)害化處理和資源化處置。