城市河道內(nèi)源污染治理的方案比選及實(shí)施

李成花，單建軍，王大偉

（1.淮河工程集團(tuán)有限公司，江蘇 徐州 221018；2.江蘇瑞龍水利工程有限公司，江蘇 宿遷 223800）

1 前言

河道的內(nèi)源污染是河道水體水質(zhì)惡化的重要來(lái)源，主要來(lái)自于河道岸線及水體里的垃圾以及河床底泥等。為了達(dá)到河道水環(huán)境治理目標(biāo)，在控制河道外來(lái)污染源的同時(shí)，通過(guò)河道淤積物清理實(shí)現(xiàn)內(nèi)源污染的削減，做到“雙管齊下，內(nèi)外兼施”。

2 項(xiàng)目工況

本工程需要清淤的主要有6 條河道：醬園浜河道全長(zhǎng)約1870m，現(xiàn)狀河底高程0.5m，河底寬度8～30m，河口寬度12～40m，呈兩端寬、中間窄的狀態(tài)。兩岸均為混凝土、漿砌石或磚砌式硬質(zhì)擋墻，建筑物大多臨河而建，建筑物及人口密度均較大，岸上幾乎無(wú)施工作業(yè)條件，周邊主要道路有縣前西街、人民西路、香榭街和五愛(ài)路，場(chǎng)內(nèi)外交通較為便利，河道上現(xiàn)有大小跨河橋梁6 座，有多處跨河管線，影響大中型船只通行；江尖橫浜全長(zhǎng)約240m，河寬20～42m，河道兩岸為硬質(zhì)擋墻，周邊主要為商業(yè)建筑，無(wú)淤泥處置場(chǎng)地?，F(xiàn)有跨河橋梁2 座，河道兩端均設(shè)有閘站，船只進(jìn)場(chǎng)困難；李家浜全長(zhǎng)約200m，河道寬度12～20m，兩岸為硬質(zhì)擋墻，綠化覆蓋良好。周邊主要為城市休閑娛樂(lè)區(qū)域，無(wú)淤泥臨時(shí)貯存和處置場(chǎng)地，河道與梁溪河交匯口現(xiàn)有跨河建筑一座，河道中游處現(xiàn)有人行橋梁1 座，場(chǎng)內(nèi)道路狹窄，不具備大型車(chē)輛進(jìn)場(chǎng)條件，場(chǎng)外道路有盛岸路和春申路等道路，該區(qū)域?yàn)榱合雍途┖即筮\(yùn)河的交匯處，梁溪河和京杭運(yùn)河均具備通航條件；蓉湖莊浜全長(zhǎng)約260m，河道寬度15～28m，兩岸為硬質(zhì)擋墻，綠化覆蓋良好，現(xiàn)有2 座小型跨河橋梁，兩岸環(huán)境及交通條件與李家浜類(lèi)似；錫豐浜全長(zhǎng)約75m，河寬為9～25m，兩岸均為直立式硬質(zhì)擋墻，西岸為運(yùn)河公園的綠地和道路，東岸緊鄰運(yùn)河公園音樂(lè)廳，河口處現(xiàn)有跨河建筑一座，船只進(jìn)場(chǎng)困難；廟洚橋浜全長(zhǎng)約60m，寬為12～20m。兩岸為硬質(zhì)擋墻，周邊緊鄰居民區(qū)建筑，河浜南側(cè)現(xiàn)有泵站一座，工藝路跨河而建，船只難以進(jìn)場(chǎng)。

3 清淤方案的比選

根據(jù)本工程和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，技術(shù)可行的方案主要有干法斷流清淤和濕法不斷流清淤，其中干法斷流清淤可采取水力沖挖清淤，濕法不斷流清淤可采取絞吸船清淤。

清淤方案的選擇遵循“目的決定、工況選型、降低成本、效益兼顧”的原則，在清淤目的明確后，要綜合考慮生態(tài)環(huán)境、河道寬度、水深、土質(zhì)、排泥場(chǎng)、設(shè)備調(diào)遣條件以及工程內(nèi)容等要求。兩種清淤方案的基本特點(diǎn)對(duì)比和適宜工況分析詳見(jiàn)表1。

表1 兩種清淤方案對(duì)比表

結(jié)合6 條河道實(shí)際情況，對(duì)于李家浜、蓉湖莊浜、錫豐浜、廟洚橋浜等斷頭支浜以及江尖橫浜，船只難以入場(chǎng)，且河道較短，可采用水力沖挖法進(jìn)行清淤，清淤淤泥通過(guò)輸泥管輸送至?？吭诹合踊蚬胚\(yùn)河的貯泥平板駁上，外運(yùn)至指定場(chǎng)地或進(jìn)行脫水及資源化利用；醬園浜河道相對(duì)較長(zhǎng)，且整條河道無(wú)水利工程，可采用小型環(huán)保絞吸船或水力沖挖清淤，由于河道周邊場(chǎng)地有限且周邊居民較多，清淤泥漿臨時(shí)堆場(chǎng)建設(shè)存在一定困難，綜合考慮，同樣選擇水力沖挖法對(duì)醬園浜進(jìn)行清淤，清淤泥漿在河道臨時(shí)集漿池內(nèi)進(jìn)行初步沉淀后由泥漿車(chē)運(yùn)送至指定地點(diǎn)進(jìn)行處置或利用。

4 水力沖挖法施工

水力沖挖法清淤，即采用水力沖挖機(jī)組的高壓水槍沖刷底泥，將底泥擾動(dòng)成泥漿，流動(dòng)的泥漿匯集到事先設(shè)置好的低洼區(qū)，由泥泵吸取，管道輸送至泥駁或集泥池內(nèi)。

4.1 清淤工藝流程

水力沖挖法清淤工藝流程詳見(jiàn)圖1。

圖1 水力沖挖法清淤工藝流程圖

4.2 管道路線布設(shè)

盡量考慮沿河道布設(shè)，避開(kāi)居民區(qū)、商業(yè)區(qū)等，施工干擾小，管線交叉少，便于管理排障。并且沿河道敷設(shè)，管道、淤泥不上岸，泥漿跑冒滴漏影響小，便于管理。部分地段需要在岸上敷設(shè)，穿河、過(guò)路需要架空線路。對(duì)于運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)的情況，可采取中途接力泵。場(chǎng)內(nèi)泥漿運(yùn)輸管道采用泥漿泵專(zhuān)用加筋聚乙烯軟管，管徑為20～30cm。管線可并聯(lián)布置，具體數(shù)量根據(jù)日產(chǎn)量、管徑、增壓泵、增壓距離等因素綜合考慮。重點(diǎn)部位如人車(chē)通道、景觀植被，高架通過(guò)。爬高過(guò)低，硬性連接通過(guò)。普通變向，柔性管道通過(guò)。避免跑冒滴漏，保護(hù)環(huán)境，避免影響當(dāng)?shù)鼐用裾Ｉa(chǎn)生活。

4.3 圍堰及排水

臨時(shí)圍堰可采用土石圍堰或用編織袋堆壘，其結(jié)構(gòu)形式應(yīng)符合規(guī)范要求。圍堰兩側(cè)采用沙袋壘筑，中間填以阻水的粘土或黃土等，其中所取土為堆場(chǎng)建設(shè)所開(kāi)挖的黃土。為保證圍堰不被水流沖垮以及更好的阻水性能，在圍堰的迎水側(cè)和圍堰與駁岸連接處采用彩條布或塑料薄膜等隔水。沙袋在壘筑時(shí)必須保證排列密實(shí)、整齊，相互咬合，土壩水下部分砂袋為2×4交錯(cuò)壓茬土袋封口方式，疊至水面以上時(shí)，改為2×3交錯(cuò)壓茬土袋方式，圍堰比最高水位高0.5～0.8m，保證頂寬2.5m，迎水面坡度為1∶0.5，背水面為1∶0.3。

圍堰筑成之后，先使用大口徑B 型離心水泵直接排出主要積存水體，然后再采用“普通明溝和集水井排水法”排出殘余積水和地下滲水。對(duì)于水質(zhì)污染嚴(yán)重、含沙量較大的水體，可采用PW 型污水泵進(jìn)行分層明溝法抽排，污水泵安置在排水不暢的區(qū)域。

清淤過(guò)程中，還要及時(shí)在主渠道底挖掘、保持“龍溝”，必要時(shí)再向兩岸開(kāi)挖支溝，排出局部積水、淤土內(nèi)涵水和地下滲水等，保障清淤工程順利進(jìn)行。按照規(guī)范要求，排水溝的溝底要始終保持低于淤積層挖掘面0.3m 以上，并設(shè)有0.2%～0.5%的縱坡，使水流暢通。

集水井一般情況下需每隔20～30m 設(shè)一個(gè)，便于淤土內(nèi)涵水和地下滲水匯集，再用污水泵排到主溝中。排水要連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，力爭(zhēng)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)將水體排出，直至淤積層清理完畢后停止。

4.4 清淤施工

河道在排水和表面清基完成后即可對(duì)淤泥區(qū)進(jìn)行分塊分段用水力進(jìn)行沖挖，即水流經(jīng)高壓泵產(chǎn)生壓力，通過(guò)水槍噴出一股密實(shí)的高速水柱，切割、粉碎土體，使之濕化、崩解，形成泥漿和泥塊的混合物，再由立式泥漿泵及其輸泥管吸送。沖挖法清淤采用水力挖塘機(jī)組進(jìn)行，該機(jī)組主要由三部分組成：立式泥漿輸泥系統(tǒng)、清水沖泥系統(tǒng)和配電箱系統(tǒng)，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，便于組織大規(guī)模施工。每臺(tái)高壓水泵配備2 支高壓水槍。清基時(shí)在河道低洼開(kāi)挖導(dǎo)流溝，以收集地下水、導(dǎo)流補(bǔ)充水及回流水。開(kāi)挖初期直接用高壓清水泵從附近河道或圍堰外河段抽取水，接至高壓水槍進(jìn)行沖挖。高壓水槍沖挖下來(lái)的泥漿被固定在浮桶上的泥漿泵抽出，抽出的泥水混合物排放至集泥池中進(jìn)行初步沉淀。

泥漿泵將泥漿收集、泵送至集泥池進(jìn)行初步沉淀以提高泥漿濃度，以利于提高渣漿泵的加壓和抽送效率。渣漿泵的選型應(yīng)結(jié)合日需工作量及泥漿泵的輸送量進(jìn)行考慮，既能滿足工期要求，又能及時(shí)將泥漿抽出防止泥漿漫溢出集泥池。

集泥池排水由高壓清水泵直接抽取作為沖挖循環(huán)水使用，不足水量仍從河道中抽水補(bǔ)充。施工中必須嚴(yán)格控制沖挖區(qū)內(nèi)水位高程，以滿足泥漿泵的工作性能。

4.5 泥漿收集沉淀池設(shè)置

泥漿收集沉淀池最好在河道兩岸就近多點(diǎn)設(shè)置，循環(huán)使用，提高沉淀效果，提高泥漿濃度。能利用河道設(shè)置的則不再另行租用土地，降低造池成本，減少對(duì)周?chē)用裼绊?，但需要?dǎo)流措施。

導(dǎo)流措施主要是針對(duì)設(shè)置河道泥漿收集池而言。根據(jù)河道設(shè)計(jì)流量，并考慮安全度汛要求，選擇HDPE 雙壁波紋排水管。

4.6 清淤后殘余垃圾清理

清淤后，若河道內(nèi)枯爛樹(shù)枝、生活垃圾、建筑垃圾較多，清淤完成后，遺留垃圾由人工撿拾，再使用運(yùn)輸車(chē)輛裝車(chē)外運(yùn)，集中處理。

4.7 清淤實(shí)施保證措施

為保證岸坡穩(wěn)定，防止岸坡塌方，清淤過(guò)程中主要采取以下措施：

（1）預(yù)防措施。軸線方向開(kāi)挖，狹窄河段嚴(yán)禁用高速水流橫向掏挖；臨河建筑物河段，岸基預(yù)留安全距離，必要時(shí)“以吸代挖”。

（2）監(jiān)控措施。在連續(xù)長(zhǎng)距離有護(hù)岸措施地段、近岸有堆載和建筑物等地段，清淤1m 深可能對(duì)岸坡有影響的，加強(qiáng)水平位移、沉降監(jiān)測(cè)，施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取補(bǔ)救措施。

（3）應(yīng)急措施。備放木樁、編織袋、塊石等應(yīng)急物資，雨季施工一旦發(fā)現(xiàn)有岸坡坍塌問(wèn)題，能及時(shí)采取補(bǔ)救措施。

本工程對(duì)范圍內(nèi)的6 條河道完成的清淤施工工程量祥見(jiàn)表2。

表2 清淤施工工程量表

5 總結(jié)

本工程遵循“目的決定、工況選型、降低成本、效益兼顧”的原則，在清淤目的明確后，綜合考慮生態(tài)環(huán)境、河道寬度、水深、土質(zhì)、排泥場(chǎng)、設(shè)備調(diào)遣條件以及工程內(nèi)容等要求。結(jié)合工程特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，針對(duì)本工程范圍內(nèi)的6 條河道，經(jīng)比選采用水力沖挖清淤方法，淤泥采用管道、槽罐車(chē)運(yùn)輸，并采取相應(yīng)措施保證岸坡穩(wěn)定，順利完成38010m3的清淤任務(wù)，保證整個(gè)項(xiàng)目的水環(huán)境治理目標(biāo)如期完成，同時(shí)也為類(lèi)似的城市內(nèi)河治理項(xiàng)目提供借鑒與參考■