灌渠污水源截污工程施工技術(shù)

紀(jì)立軍

（河南立信工程管理有限公司，北京 平谷 101201）

0 引言

豐臺區(qū)的河道淤泥沉積現(xiàn)象非常嚴(yán)重，淤泥不斷地堆積，河床也就因而不斷地抬高。如果不清理河道淤泥，那么會影響河道的航運(yùn)運(yùn)行、生活用水的質(zhì)量等，必須要及時地清理河道淤泥，改善水環(huán)境污染問題。據(jù)調(diào)查所知，雖然河道的治理受到重視，但是在治理過程中許多措施運(yùn)用不當(dāng)，不能緩解水環(huán)境污染問題，還會阻礙后續(xù)的工作。所以，想嚴(yán)格處理河道的淤泥堆積問題，就必須建設(shè)防洪清淤、灌渠污水源截污等工程，采用現(xiàn)代化清淤技術(shù)，提升清淤工作效率，改善河道水質(zhì)，增大防洪的效果。

1 工程概況

灌渠污水源截污工程包括河道清淤、截污管線、污水處理站、新建翻板閘、化糞池等工程。河道清淤13 876 m3、新建翻板閘2 座、截污管線1 041.40 m、化糞池1 座、污水處理站1座；施工總平面布置的主要內(nèi)容包括場內(nèi)外交通、施工供電、供水、辦公設(shè)施、鋼筋加工廠、機(jī)械停放場等。工程地處豐臺區(qū)，河道附近有左堤路、西五環(huán)，交通十分便利，對于工程施工期間物料運(yùn)輸較為便利。施工期間，施工場區(qū)內(nèi)無需修筑臨時施工道路，直接利用現(xiàn)有道路作為場內(nèi)道路，派養(yǎng)路工人做好平時的維護(hù)工作。

通過現(xiàn)場調(diào)查和測量，某河道治理范圍內(nèi)出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的淤積現(xiàn)象。河道淤積不但影響到泄洪能力，也會造成淤積情況不斷加重，如果不及時采取清淤治理措施，影響到河道行洪，甚至造成洪澇災(zāi)害。河道淤積物中存在大量的有機(jī)物和重金屬，對河道生態(tài)環(huán)境以及城市景觀具有嚴(yán)重的負(fù)面影響。因此，進(jìn)行河道清淤治理是十分重要的。

2 常見的清淤施工技術(shù)

2.1 水下清淤方法

水下的淤泥必須要使用清淤船，才能將淤泥全部清除。清淤的設(shè)備能夠探測到淤泥存在的位置，能夠快速地鎖定淤泥位置，采取設(shè)備將淤泥挖除，使河道恢復(fù)原來的面貌。抓斗式、斗輪式、絞吸式、泵吸式等清淤技術(shù)常常在許多河道中被使用。根據(jù)河道的淤泥情況選擇合適的清淤技術(shù)。在小型河道中一般采用泵吸式清淤技術(shù)，在中型河道中一般采用斗輪式和絞吸式清淤技術(shù)，相比于泵吸式清淤技術(shù)，這兩種效率也高，不會受到河道大小的限制，但是采用絞吸式清淤技術(shù)時可能會出現(xiàn)淤泥回轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。抓斗式清淤技術(shù)很適合用于那些淤泥中有許多雜物的河道。每種清淤技術(shù)都有各自的優(yōu)缺點，要根據(jù)河道實際情況選擇。

2.2 排干清淤技術(shù)

排干清淤技術(shù)適用于寬度較小、無法支持船只運(yùn)行能力的河道。排干清淤技術(shù)有2 種施工方法：干挖法和水力沖挖法。干挖法是利用挖掘機(jī)將河道中的淤泥挖除，再運(yùn)用運(yùn)輸設(shè)備將淤泥輸送到指定處理淤泥的地點。而水力沖挖法則不同，它需要使用高壓水槍將一塊一塊的淤泥沖刷成泥漿，然后就可以運(yùn)用設(shè)備快速地吸取輸送，這種清淤技術(shù)不適合有許多雜物的淤泥。無論是干挖法還是水力沖挖法，都必須在河床干枯時才能使用，也不會破壞環(huán)境，因此一般在枯水期采取清淤措施。

2.3 環(huán)保清淤技術(shù)

環(huán)保清淤技術(shù)是一種新型技術(shù)，清淤效果非常好，可以廣泛地推廣。但是環(huán)保清淤技術(shù)只能應(yīng)用在水體渾濁度高的河道。一般在中小型河道中，可以將極大部分的淤泥清除，阻止污染物泄漏和擴(kuò)散，對于保持環(huán)境而言，是非常好的。環(huán)保清淤技術(shù)在河道中使用能夠?qū)?5% 的淤泥清除干凈，不會對環(huán)境造成影響，但是環(huán)保清淤技術(shù)的成本非常高，很少有河道會選擇這種清淤技術(shù)。

環(huán)保清淤技術(shù)采取絞吸式清淤措施，整個清淤的過程中都不會破壞生態(tài)環(huán)境。利用專業(yè)的清淤機(jī)器人和臥螺離心機(jī)，能夠精準(zhǔn)地挖掘淤泥，不會對周圍的土壤造成影響，也不會污染環(huán)境，同時還需要運(yùn)用挖泥船、監(jiān)控設(shè)備、定位技術(shù)，能夠讓技術(shù)人員精準(zhǔn)地了解淤泥的位置，增加淤泥清除的效率。

3 防洪清淤工程施工方案中淤泥處理技術(shù)

3.1 淤泥處理

整個清淤過程能夠分為淤泥處理和堆場處理，處理疏浚淤泥時一般采用水底直接處理淤泥。通常情況下根據(jù)河道的實際情況開展就地處理作業(yè)，如果河道的面積很大，且水位很深，往往不采取就地處理。就地處理時首先需要對淤泥采取脫水措施，然后物理淋洗、固化淤泥等。對于含水量較多的淤泥都采用絞吸式挖泥船，能夠脫除淤泥中的水分，快速地使淤泥固結(jié)沉降，能夠二次利用，提升清淤工程的效率。堆場處理是通過一些設(shè)備將挖除的淤泥輸送到指定地點處理，輸送時要盡量縮短耗費的時間，減少周轉(zhuǎn)周期。

3.2 無污染淤泥和污染淤泥處理

河道中的淤泥可以有許多種，也有多種分類方式。在防洪淤泥工程中，采取清淤措施前，根據(jù)淤泥有無污染，可以將河道中的淤泥分為污染淤泥和無污染淤泥，不同的種類，采取的清淤措施是不同的。如果是污染淤泥，且還是污染物超標(biāo)的淤泥，就必須將污染物水平降低，然后才能采取清淤措施。如果是無污染的淤泥或者污染水平低的淤泥，可以二次利用，需要合理的規(guī)劃使用淤泥。

3.3 淤泥二次利用處理

挖出的淤泥都要考慮能不能進(jìn)行二次利用，因為淤泥無論放置在什么地方都會對生態(tài)造成一定的影響，所以必須嘗試淤泥二次利用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。采取淤泥資源化利用，可以將淤泥制作成陶粒、磚等，也可以制成肥料，淤泥中有大量的氮磷元素，能夠使農(nóng)作物快速生長，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。一般農(nóng)村地區(qū)中小型河道中的淤泥都施行二次利用。也可以將淤泥放入農(nóng)田里，有效地使農(nóng)田更加肥沃；或讓其自然干化，放置在公共地表，在一些設(shè)備運(yùn)輸時可以提升土壤的承載力。

4 防洪清淤工程施工技術(shù)的實際應(yīng)用案例

4.1 施工流程

清淤處理有規(guī)定的流程，必須按照河流的方向自上而下地采取清淤。施工前需要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，了解河道的實際情況，制定詳細(xì)的施工方案、應(yīng)用技術(shù)和一些相關(guān)的機(jī)器設(shè)備。豐臺區(qū)的清淤處理需要采用浮船清淤，然后準(zhǔn)備好需要使用的設(shè)備：普通挖掘機(jī)、長臂挖掘機(jī)、浮船等。需要4 只5 m ×5 m × 1.50 m 的浮船，將4 只浮船相互連接，然后利用吊機(jī)將挖掘機(jī)吊入浮船內(nèi)，在此期間一定要確保浮船是穩(wěn)定的，否則挖掘機(jī)會顛落至河道中。

浮船要輔助挖掘機(jī)挖除淤泥，達(dá)到清淤的效果。當(dāng)挖掘河中央的淤泥時，需要依據(jù)河道的寬度設(shè)計施工方案，當(dāng)河道寬度在35～50 m 的范圍內(nèi)時，中央淤泥不能一次性清除完畢，需要分步清除，挖掘機(jī)將挖掘中央的淤泥放置到河道兩側(cè)，然后再將其移動到河道邊緣，采取2～3 次倒運(yùn)。因為淤泥的含水量高，所以挖除水中的淤泥較為困難，如果挖除的淤泥不能及時處理，可以先晾曬，減少淤泥的含水量，防止污染環(huán)境，再利用渣土車運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c。

4.2 注意問題

選擇清淤處理方案，必須根據(jù)河道的淤泥情況，選擇最合理的淤泥處理方案。河道有其他的工程施工導(dǎo)致無法檢測河堤標(biāo)高，開挖前要使用小船和探桿檢測淤泥的深度，防止挖除淤泥的深度不夠，確保能夠有效地清除淤泥。在運(yùn)輸淤泥時一定要嚴(yán)格遵守相關(guān)制度，不能違反。要采用高質(zhì)量的車輛運(yùn)輸，運(yùn)輸時，按照規(guī)定路線行駛，縮短運(yùn)輸時間，縮短運(yùn)輸周期，防止淤泥掉落污染環(huán)境。安排清潔人員對車輛行駛路線巡邏，如果有掉落的淤泥能夠及時清除，防止發(fā)生出現(xiàn)亂棄污泥的現(xiàn)象。

5 底泥處理措施

5.1 底泥處理常用方案

據(jù)調(diào)查所知，挖除的淤泥處理常應(yīng)用自然脫水法、化學(xué)固化法、真空預(yù)壓法、機(jī)械脫水法、土工管袋法以及機(jī)械脫水固結(jié)一體化法。選擇處理方案時，要進(jìn)行比選，選擇適宜的方案處理淤泥。每種方法在各方面的表現(xiàn)如表1 所示。

表1 中淤泥處理方法需要考慮到脫水效果、運(yùn)行費用、場地大小以及設(shè)備的成本等。在處理淤泥時，需要設(shè)置場地，場地放置的淤泥都是從河道中挖取的，因此具有很高的含水量，而且還要運(yùn)輸?shù)綀龅?，路上很容易出現(xiàn)問題。因為河道周圍一般都沒有放置淤泥的場地，所以受到了場地的限制。自然脫水法、土工管袋法需要很大面積的場地，一般在工程中不使用這些方法。而機(jī)械脫水固結(jié)一體化法無論是在脫水效果方面，還是在占地面積、脫水效率方面，相較與其他幾種方法都是較好的，所以工程中首先考慮這種淤泥處理方法。該方法能夠達(dá)到清淤和脫水的效果，利用移動脫水站和接駁船連接，能夠輸送干泥和淤泥，能夠完成脫水固結(jié)作業(yè)，提升了清淤的效率，其效果也很好。

表1 不同清淤施工方式性能比較表

5.2 淤泥處置施工方法

脫水固結(jié)一體化法利用格柵攔污和重力將淤泥沉淀后，將其從沉淀池轉(zhuǎn)移到調(diào)節(jié)池，將泥漿調(diào)節(jié)成需要的濃度后，再泵送到均化池中，在輸送過程中使用固化藥材，當(dāng)泥漿均化后，再輸送到移動式壓濾機(jī)脫水機(jī)中，利用脫水機(jī)將泥漿中的水分脫去，剩下干燥的泥餅利用自卸式密閉槽車輸送至消納單位。在調(diào)節(jié)池、均化池以及沉淀池中的濾出液都需要到沉淀池中反應(yīng)達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)才能排入管道中。圖1 為整個淤泥處置的場地分布。

圖1 河道底泥處置場地平面布置圖

5.3 泥漿垃圾分揀

利用重力作用能夠?qū)⑼诔挠倌喾诸?，能夠清除淤泥中的卵石、磚塊等雜物，與此同時也采用格柵將淤泥中的漂浮物攔截和清除。淤泥分撿后，對挑出的漂浮物、卵石、磚塊等雜物應(yīng)用挖掘機(jī)清除。

5.4 機(jī)械壓濾

機(jī)械壓濾能夠?qū)⒛酀{中粒徑小于7.50 × 10-2mm 的顆粒分離。這些顆粒利用機(jī)器進(jìn)行壓縮成泥餅，泥餅?zāi)軌蚨卫?，實現(xiàn)資源化利用。利用壓濾機(jī)將泥漿過濾，壓縮成泥餅，操作中要不斷地攪拌藥劑。機(jī)械壓濾的流程如圖2 所示。

圖2 機(jī)械壓濾機(jī)操作流程圖

6 結(jié)語

河道環(huán)保清淤工程開始施工時，一定要按照有關(guān)部門規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行工作，需要根據(jù)河道淤泥的實際情況，制定合理的清淤方案，要選擇最適宜的清淤技術(shù)，不斷地優(yōu)化施工方案，提升河道環(huán)保清淤工程的施工效率。河道淤泥是否有污染，制約著河道生態(tài)的發(fā)展，為了開展清淤工作，需要按實際要求選用排干清淤技術(shù)和水下清淤技術(shù)，相關(guān)施工人員也要熟練掌握這些技術(shù)的操作技巧，保障河道環(huán)保清淤工程的施工效果，爭取能夠完全恢復(fù)河道的生態(tài)系統(tǒng)，美化城市環(huán)境。河道的淤泥受到了工業(yè)和農(nóng)業(yè)的影響，淤泥中含有大量的重金屬，提高了清理難度，根據(jù)每種清淤技術(shù)的優(yōu)缺點，比選出最為合適、效果最佳的清淤技術(shù)。豐臺區(qū)河道環(huán)保清淤工程采用水力清淤+機(jī)械脫水固結(jié)一體化方案，能夠清除河道中的淤泥，降低淤泥中的污染水平，使其能夠二次利用。通過分析，該方案可行。