河道清淤疏浚施工技术分析

湛楠，王维，汪棋

(中国建筑第二工程局有限公司西南公司，重庆 400023)

1 引言

近些年，随着社会与经济的快速发展，河流的污染问题越发凸显，其中，河道的淤积是河流污染中最为严峻的问题。河道淤积会降低河流的流速、泄洪及排洪能力等，同时也会抬高河床，使河流水位上升，进而提高洪涝灾害发生的概率[1]。因此，这就需要加强对河道的清淤疏浚工作，恢复河道泄洪、防洪等功能，有效预防洪涝灾害发生。河道清淤疏浚工作的高效优质开展，离不开先进技术的支持，但现实中，时常会出现因技术不合理或滞后而影响河道清淤疏浚的顺利开展，进而河道淤积问题也难以得到有效解决[2]。鉴于此，加强对河道清淤疏浚施工技术的研究十分有必要，而且对水环境保护也有着深远的影响。

2 工程概况

以某河流河道清淤疏浚项目为例，该河流有两条干支流，且这两条干支流呈“Y”字形交叉，河道坡降及水流流速均比较小，河道淤泥污染严重，两侧的边坡杂草丛生，且河岸上垃圾及排污口随处可见，河流排洪、泄洪能力大大减弱。为了恢复河流功能，拟定对河道淤泥进行治理，此次清淤疏浚治理长度为7.23 km。河道治理的同时，也重新修筑防洪堤，长度为5.64 km(浆砌石重力式方防洪堤3.34 km+ 生态混凝土防洪堤2.3 km）。通过治理后可有效完善该段河道的防洪体系，进而可有效保护周围约5.69 万居民的生活安全。

3 河道清淤疏浚施工方案

结合该河道淤积情况及实际防洪需要，此次清淤疏浚施工拟定采取绞吸式挖泥船+ 接力泵站+ 输泥管的综合治理措施。同时，考虑到此次河道清淤疏浚工程条件比较复杂，拟定针对个别边角区域采取水上挖掘机+ 泥驳船运输为辅的清淤措施，并把挖出的淤泥输送到污泥处理厂做进一步处理。

3.1 绞吸式挖泥船清淤施工

3.1.1 施工工艺流程

采取绞吸式挖泥船施工技术进行河道清淤疏浚施工的工艺流程如图1所示。

3.1.2 清淤施工

该清淤段河道的宽度为10～30 m，而绞吸式挖泥船的最大排距为1 km，排高为3～5 m。因此，将该清淤河道段按2 km 一个区划分成了4 个施工区。并为保持排泥距离稳定，在遵循“远土近吹、近土远吹”的原则上，将河道分成两条进行清淤，并自中间向两侧开挖[2]。清淤施工时，先是利用拖轮将绞吸式挖泥船拖带到指定地点，并下放船尾的定位桩及船首的两个边锚，逐步使挖泥船调整到挖槽中心线起点上。然后挖掘机系统开始清淤作业，将清理出来的淤泥装到容积20～30 m3的铁驳船中，接着用驳船将淤泥运送到指定的临时卸泥点卸掉淤泥，再返回清淤点装泥。如此反复施工直至清淤完成。待清淤完工后，及时用小船及探杆对清淤深度进行检测，以防存在漏挖及开挖深度不足的地方。

3.2 河道清淤管线施工

3.2.1 浮管施工

该项目清淤浮管选用的是钢管穿设浮筒的形式，且为保证浮筒排泥管管线足够平顺，在钢管之间使用橡胶进行柔性连接。同时，每间隔100～200 m 抛一个1 t 质量的普尔锚对浮管进行固定，这样可以防止浮管受水流及风速干扰。另外，为确保挖泥船正常通航，航道通航侧浮管不设抛锚定位点。

3.2.2 潜管施工

该项目中潜管采取柔性连接方式，一端与浮管相连，一端与岸管相连(见图2），并且潜管根据河床地形进行敷设，以确保其紧紧贴在河床上。为了防止潜管发生位移，在潜管的两端加设了2 个端站点，且各端站点配有充气、排气阀及水闸阀，每个端站点安装了4 个人力绞关及4 个1.5 t 霍尔锚。将潜管的两端分别与绞吸挖泥浮管、吹填区的岸管相连接。敷设潜管的过程中，一定要注意控制好上升段及下降段的坡度。同时，在沉放过程中要先打开端点的排气阀进行放气，打开出口端将水实时排出去，两端要锚定牢固，并树立明显的警戒标识[4]。

3.2.3 岸管施工

该项目中岸管选用的是φ450 mm 的钢管，拐弯部位根据实际需要选用钢管弯头或橡胶软管利用法兰进行连接。岸管分为两条管线，且一端与潜管相连，另一端通过水陆接岸，并沿着驳岸一直敷设到吹填区。陆上的管线采取人工+ 简易机械的方式进行架设，人工主要负责安装胶垫及连接法兰，机械负责敷设管道。敷设排泥管线时要确保管线的平直性，拐弯处要平缓过渡，防止出现死弯。出泥管口应伸出围堰坡脚以外至少5 m，并高出排泥面至少0.5 m。水陆排泥管宜采取柔性连接，以便适应水流、水位变化。两条管线均要固定牢固，且不能存在漏浆、漏泥等问题。排泥管敷设时，若需跨越沿河道路时，应采取路面埋管，并于埋管处竖立醒目警示标志，提醒过往车辆减速慢行。

3.3 淤泥处置

为了彻底治理河道的水质黑臭问题，该项目按照“减量化、稳定化、无害化、资源化”原则对河底淤泥做了进一步环保处理。即在清淤河道西侧岸边原状空地上修建了一座淤泥深化处理厂，处理厂中配备有泥砂分离系统、洗砂系统、固液分离系统、改性拌和系统、均化调理系统、脱水成固系统、余水深度处理系统以及堆场等系统，共占地4.2×104m2。

此次清淤疏浚的淤泥含水率及流动均比较大，且数量多，预计需处理淤泥总量约为3.956 4×106m3。为防止治理中对周围环境产生二次污染，按照“清淤疏浚、除渣沉淀、调理改性、脱水固化”的技术路线对淤泥做科学的调理改性及机械脱水固化处理，即通过绞吸式挖泥船将淤泥清理输送到淤泥处理厂，通过垃圾分选、沉淀、改性及脱水等一系列环保处理之后，将淤泥制成无污染且性质稳定的硬状压缩泥饼。具体处理工艺如图3所示。

3.3.1 除杂、洗砂系统

将绞吸式挖泥船清淤收集到的淤泥利用管道运送到泥砂分离系统中，通过系统中的格栅机将淤泥中的建筑垃圾及生活垃圾过滤掉，然后通过沉砂池将河砂沉淀下来，接着经提砂、洗砂及输砂等进一步处理之后，存放到临时堆场中，以备外运，实现河砂再利用。

3.3.2 调理改性系统

在对淤泥进行除杂、洗砂且沉淀至沉淀池之后，上层的清水会自动流入余水池中，然后再利用水泵将余水池中的水抽送到净水系统中，同时，用小型绞吸船将沉淀池下层的泥浆通过管道转运到调理改性系统内，然后添加药剂(絮凝剂、固化剂、稳定剂等）与泥浆拌匀，保存好以备后续工作使用。

3.3.3 脱水固化系统

将加完药剂的泥浆利用渣浆泵抽送到板框压滤机做脱水处理，这个过程可以将滤渣和水分离开，然后生产出泥饼，这些泥饼可以依据不同需求实现进一步的资源化利用。

3.3.4 余水处理

余水主要是通过超磁净水处理系统进行处理，即沉淀池中分离出来的水流入余水池中，再利用水泵将余水运送到超磁净化处理系统中，经固液分离净化后得到净水水质达标后排回到河道中，而分离出来的淤泥可以再次输送回沉淀池中。

3.3.5 资源化利用

资源化利用主要可分为余砂资源利用及余土资源利用两方面，具体如下。

1）余砂资源利用

余砂利用是将沉砂池中初步分离出的砂用洗砂机进行全面清洗，并检测没有污染危害后，形成成品砂，然后应用到人工造地、管沟回填及建筑施工等各类工程建设中。

2）余土资源利用

对淤泥进行脱水固化及无害化处理之后，可形成余土，然后根据现实需要，将余土应用于工程填筑及基础回填施工中。同时，也可以将余土进行调理改性、脱水固结及无害化处理后用作烧制陶粒，或者是探索更多的资源利用新途径。如该案例项目中，就将处理之后的泥饼制成透水砖及陶粒应用于当地的园林湿地项目中，最终取得了良好的效果。

4 结语

本文案例项目中，通过应用以绞吸式挖泥船+ 接力泵站+ 输泥管为主、以水上挖掘机+ 泥驳船运输为辅的综合清淤疏浚技术方案，不仅使河道清淤疏浚达到了预期的目标，而且也使淤泥实现了资源化利用，在经济、环保等方面取得了良好的效益。