多重环境因素制约下的前海湾清淤方法探析

多重环境因素制约下的前海湾清淤方法探析

张华蓥

深圳市前海开发投资控股有限公司广东深圳518000

摘要：本文从前海湾清淤工程的实践出发，结合前海湾湾区现状，分析其特殊的内外部制约因素和清淤方式，探究多重环境因素制约下的前海湾清淤方法适用问题。

关键词：环境因素；港湾清淤；施工方法

前海湾清淤工程是一个系统工程，包含环境工程、水利工程、水运工程等交叉内容，其实施有利于改善前海湾区环境，构筑宜人海湾城市风貌，形成高品质城市空间和生态景观。但是，国内通过清淤改善海湾或内湖水质的工程实例虽然较多，然而成功与失败案例参半，造成失败的原因有很多，包括对生态环境考虑不周、外部条件分析不全、疏浚方法不当等。如果不采用适当的清淤方法进行挖泥、转运、外抛和清淤物处置，不仅清淤效果达不到要求，还将引发一系列的环境污染和质量安全问题，甚至上升至社会问题。因此，探究多重环境因素制约下的湾区清淤方法，可以带来良好的社会效益、经济效益和生态效益。

1.前海湾湾区现状及制约因素

前海湾地处珠江口东侧，东邻深圳市蛇口半岛、北邻宝安中心区、西临大铲湾港区，呈半封闭状态，湾区内水流循环和水质等受影响。

1.1湾区内部因素的影响

前海湾范围内水深大部分是2-4m，部分海域水深只有1.5m左右，导致大型设备无法作业，给清淤施工带来较大的难度。其次，由于受地形和海洋季风等影响，几乎每年都发生台风暴潮，清淤及运输过程都容易受到天气及潮汐的影响。另外，城市余泥渣土受纳资源紧缺，清淤物处置费用高昂。

1.2湾区外部因素的影响

从外部环境来看，沿江高速横穿而过，前海湾区域及周边还有大铲湾码头、沿海海堤等建（构）筑物，以及自然保护区、渔政码头及航道，施工环境复杂，施工受环境影响大。

（1）沿江高速的影响。沿江高速横穿前海湾，200m范围内的清淤施工会对其造成一定影响。沿江高速湾内段桩基间横向最小间距约24m，只有小型施工机械能较方便进出。湾内通航孔净空高约16m、净跨约46m，且沿江高速东侧水域水深只有1.5-2m，仅300吨级及以下泥驳、8方及以下抓斗船满足该区域的通航作业条件。并且需考虑对大桥安全稳定的影响。

（2）大铲湾码头及相邻陆域海堤的影响。大铲湾码头位于前海湾湾口位置，呈南北走向的凸堤半岛布置型式，凸堤约2.8km陆域东围堰、500m南围堰以及590m直立深水岸壁与清淤作业范围毗邻。此外，前海湾靠前海合作区、宝安中心区侧与陆域岸堤相接，岸堤长度约7.5km，除部分区段外，大部分岸线尚未建设永久岸堤。该区域清淤作业，必须做好详细的调查和施工组织，需考虑对相关岸堤的稳定影响。

（3）海洋环境敏感区和重点生态保护区的影响。前海湾附近有矾石贝类护养增殖区、伶仃洋经济鱼类繁育保护区、内伶仃岛自然保护区和珠江口中华白海豚自然保护区等，环境保护要求非常高。施工过程的底泥污染物扩散或运输过程的淤泥泄漏、船舶油污泄漏，均会对海洋生态环境造成不利影响。

2.前海湾清淤方式的选用

2.1常见的几种清淤方式

清淤方式一般分为排干清淤、环保清淤和水下清淤三大类。排干清淤主要适用于流量较小的河道，环保清淤多用于河道、湖泊和水库的环保清淤工程。而水下清淤在大范围的清淤工程中较为常见，一般指将清淤机具装备在船上，由清淤船作为施工平台在水面上操作清淤设备将淤泥开挖，并通过管道输送系统输送到岸上堆场中。水下清淤又分为抓斗式清淤、泵吸式清淤、普通绞吸式清淤和斗轮式疏浚。

（1）抓斗式清淤是指利用抓斗式挖泥船开挖淤泥。抓斗式挖泥船灵活机动，不受垃圾、石块等障碍物影响，适用于开挖泥层厚度大、施工区域内障碍物多的清淤区域。其施工工艺简单，设备容易组织，工程投资较省，施工过程不受天气影响。但抓斗式清淤强烈扰动底泥、易产生浮泥遗漏。

（2）泵吸式清淤是指利用水力冲挖的水枪射水将底泥搅成泥浆，通过另一侧的泥浆泵吸排淤泥，或利用压缩空气为动力进行吸排淤泥。装备相对简单，可配备小中型的船只和设备。但是，一般情况下容易将大量的水吸出，造成后续泥浆处理工作量的增加。且受垃圾、石块等障碍物影响，容易造成吸泥口堵塞。

（3）普通绞吸式清淤主要由绞吸式挖泥船完成，是一个挖、运、吹一体化施工的过程，采用全封闭管道输泥，不会产生泥浆散落或泄漏，施工过程不受天气影响。但是，采用螺旋切片绞刀进行开放式开挖，容易造成底泥中污染物的扩散，同时也会出现较为严重的回淤现象。另外，泥浆浓度偏低，导致泥浆体积增加，会增大淤泥堆场占地面积。

（4）斗轮式清淤是利用装在斗轮式挖泥船上的专用斗轮挖掘机开挖淤泥，通过挖泥船上的大功率泥泵吸入并进入输泥管道，经全封闭管道输送至指定卸泥区。施工过程不受天气影响，且施工精度较高。但在清淤过程中会产生大量污染物扩散，逃淤、回淤情况严重，清淤不够彻底，容易造成大面积水体污染。

2.2施工方法的选用

（1）前海湾清淤工艺的选用。通过上述分析可知，前海湾清淤工程清淤方量大、周边环境复杂。施工区域内水深较浅、周边海洋生态保护区环境要求高、受天气影响大、清淤物处置费用高并受其他内外部环境因素制约，结合常见清淤方式的特征考虑，采用抓斗式清淤，即抓斗船+泥驳抓运底泥清除工艺更为灵活、适宜。因此，沿江高速以东区域受通航孔限制，考虑采用小型抓斗船和小型泥驳船，沿江高速以西区域则采用大型抓斗船和大型泥驳船进行清淤。

由于区域内底泥存在厚度不均、性状变化较大、分布面积较广，还需要针对不同区域、不同性状的底泥采用不同的施工工艺和处置措施。并且各施工段土质不同，影响挖泥深度，因此各段各层施工时，先进行试挖，以确定挖深修正值。施工中采用分条、分段施工，并注意条与条之间、段与段之间的衔接，后续施工的地段适当与行先施工的地区重叠一部分以防止漏挖。严格控制精度，尽可能避免超挖和欠挖。如果超挖可能会引发安全风险，改变周边海堤防洪设施的侧向压力、潮汐动力等，影响大铲湾码头围堤及沿江高速等建（构）筑物的受力状态。而欠挖又会造成清淤效果达不到设计要求而失去工程建设的意义。

（2）清淤物的处置。清淤物处置是清淤工程的重要组成。清淤物分为清洁疏浚物、沾污疏浚物、污染疏浚物，每一类的疏浚物都有不同的环保处置方法。前海湾清淤工程量大，疏浚物以淤泥为主，清洁疏浚物采用海上运输的方式弃置至指定海洋倾倒区，倾倒区位处珠江口较靠外海区域，海上运输要求高、风险大，宜选用千吨级以上船舶。沾污疏浚物主要经陆上晾晒干化后运至填埋场填埋处理，少量结合城市绿化需要，作为苗圃介质土。

（3）其他辅助措施。结合前述制约因素还需辅以其他措施，首先，受沿江高速及湾区水深影响需进行转运，合理设置临时中转区。其次，由于清淤后围堤靠海侧的泥面标高将有所降低，导致现有的内外土压力平衡改变，应根据需要在海堤周边进行抛石处理，防止滑移、失稳。此外，整体及局部同时布设防污帷幕防止悬浮物的扩散，最大限度的减少由于清疏淤泥对底泥产生扰动导致的颗粒扩散，降低对环境的二次污染。

3.结语

综上所述，受前海湾范围及周边沿江高速等特殊环境的制约，清淤也存在着特殊性，应结合各种制约因素，因地制宜选择相对功效高、成本低、确保施工质量安全的清淤技术和方法，妥善处置清淤产生的淤泥并防止二次污染和其他质量安全事故的发生。

参考文献：

[1]中小河道治理中的清淤及淤泥处理技术[J].包建平、朱伟、闵佳华.水资源保护.2015(1):31.

[2]浅谈城市河道清淤对策[J].张立明.江苏水利.2012(2).