河道清淤疏浚施工技術(shù)分析

湛楠，王維，汪棋

(中國建筑第二工程局有限公司西南公司，重慶 400023)

1 引言

近些年，隨著社會與經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，河流的污染問題越發(fā)凸顯，其中，河道的淤積是河流污染中最為嚴(yán)峻的問題。河道淤積會降低河流的流速、泄洪及排洪能力等，同時也會抬高河床，使河流水位上升，進(jìn)而提高洪澇災(zāi)害發(fā)生的概率[1]。因此，這就需要加強(qiáng)對河道的清淤疏浚工作，恢復(fù)河道泄洪、防洪等功能，有效預(yù)防洪澇災(zāi)害發(fā)生。河道清淤疏浚工作的高效優(yōu)質(zhì)開展，離不開先進(jìn)技術(shù)的支持，但現(xiàn)實(shí)中，時常會出現(xiàn)因技術(shù)不合理或滯后而影響河道清淤疏浚的順利開展，進(jìn)而河道淤積問題也難以得到有效解決[2]。鑒于此，加強(qiáng)對河道清淤疏浚施工技術(shù)的研究十分有必要，而且對水環(huán)境保護(hù)也有著深遠(yuǎn)的影響。

2 工程概況

以某河流河道清淤疏浚項(xiàng)目為例，該河流有兩條干支流，且這兩條干支流呈“Y”字形交叉，河道坡降及水流流速均比較小，河道淤泥污染嚴(yán)重，兩側(cè)的邊坡雜草叢生，且河岸上垃圾及排污口隨處可見，河流排洪、泄洪能力大大減弱。為了恢復(fù)河流功能，擬定對河道淤泥進(jìn)行治理，此次清淤疏浚治理長度為7.23 km。河道治理的同時，也重新修筑防洪堤，長度為5.64 km(漿砌石重力式方防洪堤3.34 km+ 生態(tài)混凝土防洪堤2.3 km）。通過治理后可有效完善該段河道的防洪體系，進(jìn)而可有效保護(hù)周圍約5.69 萬居民的生活安全。

3 河道清淤疏浚施工方案

結(jié)合該河道淤積情況及實(shí)際防洪需要，此次清淤疏浚施工擬定采取絞吸式挖泥船+ 接力泵站+ 輸泥管的綜合治理措施。同時，考慮到此次河道清淤疏浚工程條件比較復(fù)雜，擬定針對個別邊角區(qū)域采取水上挖掘機(jī)+ 泥駁船運(yùn)輸為輔的清淤措施，并把挖出的淤泥輸送到污泥處理廠做進(jìn)一步處理。

3.1 絞吸式挖泥船清淤施工

3.1.1 施工工藝流程

采取絞吸式挖泥船施工技術(shù)進(jìn)行河道清淤疏浚施工的工藝流程如圖1所示。

3.1.2 清淤施工

該清淤段河道的寬度為10～30 m，而絞吸式挖泥船的最大排距為1 km，排高為3～5 m。因此，將該清淤河道段按2 km 一個區(qū)劃分成了4 個施工區(qū)。并為保持排泥距離穩(wěn)定，在遵循“遠(yuǎn)土近吹、近土遠(yuǎn)吹”的原則上，將河道分成兩條進(jìn)行清淤，并自中間向兩側(cè)開挖[2]。清淤施工時，先是利用拖輪將絞吸式挖泥船拖帶到指定地點(diǎn)，并下放船尾的定位樁及船首的兩個邊錨，逐步使挖泥船調(diào)整到挖槽中心線起點(diǎn)上。然后挖掘機(jī)系統(tǒng)開始清淤作業(yè)，將清理出來的淤泥裝到容積20～30 m3的鐵駁船中，接著用駁船將淤泥運(yùn)送到指定的臨時卸泥點(diǎn)卸掉淤泥，再返回清淤點(diǎn)裝泥。如此反復(fù)施工直至清淤完成。待清淤完工后，及時用小船及探桿對清淤深度進(jìn)行檢測，以防存在漏挖及開挖深度不足的地方。

3.2 河道清淤管線施工

3.2.1 浮管施工

該項(xiàng)目清淤浮管選用的是鋼管穿設(shè)浮筒的形式，且為保證浮筒排泥管管線足夠平順，在鋼管之間使用橡膠進(jìn)行柔性連接。同時，每間隔100～200 m 拋一個1 t 質(zhì)量的普爾錨對浮管進(jìn)行固定，這樣可以防止浮管受水流及風(fēng)速干擾。另外，為確保挖泥船正常通航，航道通航側(cè)浮管不設(shè)拋錨定位點(diǎn)。

3.2.2 潛管施工

該項(xiàng)目中潛管采取柔性連接方式，一端與浮管相連，一端與岸管相連(見圖2），并且潛管根據(jù)河床地形進(jìn)行敷設(shè)，以確保其緊緊貼在河床上。為了防止?jié)摴馨l(fā)生位移，在潛管的兩端加設(shè)了2 個端站點(diǎn)，且各端站點(diǎn)配有充氣、排氣閥及水閘閥，每個端站點(diǎn)安裝了4 個人力絞關(guān)及4 個1.5 t 霍爾錨。將潛管的兩端分別與絞吸挖泥浮管、吹填區(qū)的岸管相連接。敷設(shè)潛管的過程中，一定要注意控制好上升段及下降段的坡度。同時，在沉放過程中要先打開端點(diǎn)的排氣閥進(jìn)行放氣，打開出口端將水實(shí)時排出去，兩端要錨定牢固，并樹立明顯的警戒標(biāo)識[4]。

3.2.3 岸管施工

該項(xiàng)目中岸管選用的是φ450 mm 的鋼管，拐彎部位根據(jù)實(shí)際需要選用鋼管彎頭或橡膠軟管利用法蘭進(jìn)行連接。岸管分為兩條管線，且一端與潛管相連，另一端通過水陸接岸，并沿著駁岸一直敷設(shè)到吹填區(qū)。陸上的管線采取人工+ 簡易機(jī)械的方式進(jìn)行架設(shè)，人工主要負(fù)責(zé)安裝膠墊及連接法蘭，機(jī)械負(fù)責(zé)敷設(shè)管道。敷設(shè)排泥管線時要確保管線的平直性，拐彎處要平緩過渡，防止出現(xiàn)死彎。出泥管口應(yīng)伸出圍堰坡腳以外至少5 m，并高出排泥面至少0.5 m。水陸排泥管宜采取柔性連接，以便適應(yīng)水流、水位變化。兩條管線均要固定牢固，且不能存在漏漿、漏泥等問題。排泥管敷設(shè)時，若需跨越沿河道路時，應(yīng)采取路面埋管，并于埋管處豎立醒目警示標(biāo)志，提醒過往車輛減速慢行。

3.3 淤泥處置

為了徹底治理河道的水質(zhì)黑臭問題，該項(xiàng)目按照“減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化”原則對河底淤泥做了進(jìn)一步環(huán)保處理。即在清淤河道西側(cè)岸邊原狀空地上修建了一座淤泥深化處理廠，處理廠中配備有泥砂分離系統(tǒng)、洗砂系統(tǒng)、固液分離系統(tǒng)、改性拌和系統(tǒng)、均化調(diào)理系統(tǒng)、脫水成固系統(tǒng)、余水深度處理系統(tǒng)以及堆場等系統(tǒng)，共占地4.2×104m2。

此次清淤疏浚的淤泥含水率及流動均比較大，且數(shù)量多，預(yù)計(jì)需處理淤泥總量約為3.956 4×106m3。為防止治理中對周圍環(huán)境產(chǎn)生二次污染，按照“清淤疏浚、除渣沉淀、調(diào)理改性、脫水固化”的技術(shù)路線對淤泥做科學(xué)的調(diào)理改性及機(jī)械脫水固化處理，即通過絞吸式挖泥船將淤泥清理輸送到淤泥處理廠，通過垃圾分選、沉淀、改性及脫水等一系列環(huán)保處理之后，將淤泥制成無污染且性質(zhì)穩(wěn)定的硬狀壓縮泥餅。具體處理工藝如圖3所示。

3.3.1 除雜、洗砂系統(tǒng)

將絞吸式挖泥船清淤收集到的淤泥利用管道運(yùn)送到泥砂分離系統(tǒng)中，通過系統(tǒng)中的格柵機(jī)將淤泥中的建筑垃圾及生活垃圾過濾掉，然后通過沉砂池將河砂沉淀下來，接著經(jīng)提砂、洗砂及輸砂等進(jìn)一步處理之后，存放到臨時堆場中，以備外運(yùn)，實(shí)現(xiàn)河砂再利用。

3.3.2 調(diào)理改性系統(tǒng)

在對淤泥進(jìn)行除雜、洗砂且沉淀至沉淀池之后，上層的清水會自動流入余水池中，然后再利用水泵將余水池中的水抽送到凈水系統(tǒng)中，同時，用小型絞吸船將沉淀池下層的泥漿通過管道轉(zhuǎn)運(yùn)到調(diào)理改性系統(tǒng)內(nèi)，然后添加藥劑(絮凝劑、固化劑、穩(wěn)定劑等）與泥漿拌勻，保存好以備后續(xù)工作使用。

3.3.3 脫水固化系統(tǒng)

將加完藥劑的泥漿利用渣漿泵抽送到板框壓濾機(jī)做脫水處理，這個過程可以將濾渣和水分離開，然后生產(chǎn)出泥餅，這些泥餅可以依據(jù)不同需求實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的資源化利用。

3.3.4 余水處理

余水主要是通過超磁凈水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，即沉淀池中分離出來的水流入余水池中，再利用水泵將余水運(yùn)送到超磁凈化處理系統(tǒng)中，經(jīng)固液分離凈化后得到凈水水質(zhì)達(dá)標(biāo)后排回到河道中，而分離出來的淤泥可以再次輸送回沉淀池中。

3.3.5 資源化利用

資源化利用主要可分為余砂資源利用及余土資源利用兩方面，具體如下。

1）余砂資源利用

余砂利用是將沉砂池中初步分離出的砂用洗砂機(jī)進(jìn)行全面清洗，并檢測沒有污染危害后，形成成品砂，然后應(yīng)用到人工造地、管溝回填及建筑施工等各類工程建設(shè)中。

2）余土資源利用

對淤泥進(jìn)行脫水固化及無害化處理之后，可形成余土，然后根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要，將余土應(yīng)用于工程填筑及基礎(chǔ)回填施工中。同時，也可以將余土進(jìn)行調(diào)理改性、脫水固結(jié)及無害化處理后用作燒制陶粒，或者是探索更多的資源利用新途徑。如該案例項(xiàng)目中，就將處理之后的泥餅制成透水磚及陶粒應(yīng)用于當(dāng)?shù)氐膱@林濕地項(xiàng)目中，最終取得了良好的效果。

4 結(jié)語

本文案例項(xiàng)目中，通過應(yīng)用以絞吸式挖泥船+ 接力泵站+ 輸泥管為主、以水上挖掘機(jī)+ 泥駁船運(yùn)輸為輔的綜合清淤疏浚技術(shù)方案，不僅使河道清淤疏浚達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，而且也使淤泥實(shí)現(xiàn)了資源化利用，在經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等方面取得了良好的效益。