河道清淤疏浚治理黑臭水体实例研究

谢智华

中机国际工程设计研究院有限责任公司 湖南 长沙 410007

摘要：河道清淤主要是淤泥、垃圾、片石等，根据现场情况针对性采用环保清淤船或者采用机械清淤和人工清淤结合的方法，清出的淤泥采用预处理、浓缩、机械脱水的方法进行干化，干化后的底泥作为园林计费或者填埋处理。

关键词：河道；环保清淤；施工围堰；底泥干化

1工程概况

南内河是乐平市城区一条内河，位于乐平市南部，呈东西走向，经东方红闸张家桥后流入乐安河 。按区域及河道形态分为上中下游三段，上游段为东湖堰—东方红水闸段（桩号K0+000—K1+400），共约1.4km，中游段为东方红水闸—团结桥段（桩号K1+400—K3+200），共约1.8km，下游段为团结桥—张家桥水闸段（桩号K3+200—K5+500），共约2.3km，底泥疏浚全长5.95km。

2项目规模

2.1底泥清理规模

根据南内河的实际情况，采用地质勘察的直接方法，来确定底泥的淤积量和分布，为清淤提供技术依据。

地质勘察法中勘察布孔主要依据《疏浚和吹填工程技术标准》，底泥勘察共完成60个断面的勘探，共计完成钻孔186个，按勘探孔的位置将清淤区分成61段，然后根据该钻孔所探明的污染底泥厚度确定该段的淤积厚度。

根据各断面累加，河道底泥淤积总量20.50万m³，其中东湖至张家桥段清淤总量为19.49万m³，张家桥至乐安河段1.01万m³。项目总规模如下表。

3设计处理工艺

3.1南内河清淤工程设计

清淤范围为整个南内河。根据河道水文条件及两侧环境现状制定不同区块的清淤方案，根据各区底泥淤积的情况拟定生态清淤的工程规模。

清淤过程中考虑边坡的稳定性，每个断面清淤完成后坡脚采用抛石护脚。河岸有污水管处采用钢管桩支护。

根据对南内河断面勘测的结果，进行清淤断面设计，每100m设计一个清淤断面。河道中心轴线平均清淤深度为174cm。

3.3.1临时过水围堰构筑

围堰工程为生态清淤工作的重点，由于施工作业时间较长，围堰质量的好坏直接影响生态清淤工作的进行。施工时采用粘土围堰挡水结合木桩固脚，要求围堰结构紧密，不漏水。

施工围堰形式采用草袋装土构筑结合木桩固脚，迎水坡采用土工膜防护后，再用袋装土维护。围堰堰顶宽均为1.5m，高4m，两侧1:1.5放坡，围堰长30m。施工期间加强防护和维修、检查，确保围堰安全。松木桩规格直径200mm，长6m，且无枯节、透节、穿心裂折。

3.3.2排泥管架设

1）管线布置

本工程计划投入与生态清淤船配套的排泥管线，管道直径Φ315mm，材质PE，投入的排泥管线并在工地留有一定余量，每条管线长度以满足生产为原则，清淤船尾后接50m左右浮管，以满足生产移位所需。

2）排泥管线分类

本工程施工排泥管线由水上浮管、水下沉管及陆上管线组成。浮管、沉管、岸管之间以及清淤船的连接均采用柔性接头连接，接头处紧固严密，整个管线和接头不得有漏水漏泥。在全部管线敷设完成后，必须经水密性测试，水密性测试合格后，才可以投入施工。在施工期间安排专人巡视，发现泄漏，立即进行处理，防止污染。

3.3.3清淤工程

1）万尚广场至团结桥段（K2+250- K3+200）

万尚广场至团结桥段采用生态清淤，清淤任务由环保清淤船（60m³/h）完成。

清淤船^[1-2]在开挖过程中，首先靠绞刀和绞刀大梁的重量，通过放松绞刀大梁钢丝绳，使绞刀紧贴于被开挖土层上方，在绞刀动力装置驱动下，绞刀刀片进行旋转切削，使底泥分离并和绞刀周围清水混合，泥浆含水率达到97%。泥浆在泥泵的作用下经过封闭式排泥管线送到固化站储泥池。

该段清淤量共计为3.02万m³（水下方，含水率62.1%）。

2）上游段至万尚广场段（K0+000-K2+250）和团结桥至乐安河段（K3+200-K5+950）

该段工程量大且清淤区域相对比较分散，淤泥与垃圾混杂，拟采用分段填筑围堰，抽水干河后，采用机械挖淤^[3]与人工挖淤^[4]相结合的方法进行施工。主要以挖机翻挖为主，机械不能进入的地段（例如墙角、桥梁下、挡墙边、块石里），用人工挖淤，挖机翻运。

上游段至万尚广场段（K0+000-K2+250）和团结桥至乐安河段（K3+200-K5+950）两段清淤量共计为17.48万m³（水下方，含水率62.1%）。

3.3.4垃圾清理

中上游壅水段岸带垃圾主要通过人工拾取的方式进行收集，收集后装袋堆置于工作船上，水域垃圾利用小舢板通过人工借助钉耙、滚刀、清除河面垃圾、水草、树枝、塑料袋等漂浮杂物，杂物滤水后装袋堆置在平台上，再用送到有台阶处上岸，当日施工完毕后统一运送至干化处理站垃圾堆放点。

岸带生活垃圾采用人工检拾，归拢后集中运至附近的生活垃圾中转站；瓦砾、建筑垃圾等杂物采用加宽履带的挖掘机收集装车，自卸汽车外运至乐平市建筑垃圾填埋厂。

垃圾清理完毕后，应维护河道，严控生活垃圾、建筑垃圾随意倾倒，应严格按照要求进行收集，并转运至专业处置场所处理，并形成长效机制。

3.3.5片石清理

南内河中游段存有大量片石堆积遗留在河道内，抬升了河床。局部分布，分布于K1+400至K3+200处，平均厚度为1.2m。

拟在清淤完成之后利用船载挖机对片石进行清理装袋，沥除水分后集中收集，用于清水补给工程渠道建设。清理片石共计2.5万m³。

3.2底泥固化工程设计

建设两座临时固化站：火车站固化站和老船厂固化站。火车站固化站设计处理能力为4000m³/d（底泥含水率95-97%），占地面积为9234m²；老船厂固化站设计处理能力为4000m³/d（底泥含水率95-97%），占地面积为7524m²。

3.2.3固化区设计

（1） 功能

浓缩后的底泥通过调理池加药调理后，进入板框压榨机进行脱水干化，干化后底泥含水率＜40%。

（2）设计参数

1）火车站固化区

a 调理池

成套设备，尺寸11×3.5×3.2m，有效容积110m³，停留时间0.5h

主要设备：搅拌机3台，N=5.5kW，超声波液位计1套。PAC自动加药装置1套，PAM自动加药装置1套。

b 干化脱水区

脱水区尺寸16.5m×44m，外部轻钢雨棚防雨，平面尺寸为20.5m×48m

主要设备：高压板框压榨机：滤布面积500m²，N=16.5kW，皮带输送机2套，倾斜输送机2套。

2）老船厂固化区

a 调理池

成套设备，尺寸11×3.5×3.2m，有效容积110m³，停留时间0.5h。

主要设备：搅拌机3台，N=5.5kW，超声波液位计1套，PAC自动加药装置1套，PAM自动加药装置1套。

b 干化脱水区

脱水区尺寸16.5m×44m，外部轻钢雨棚防雨，平面尺寸为20.5m×48m

主要设备：高压板框压榨机：滤布面积500m2，N=16.5kW，皮带输送机2套，倾斜输送机2套。

3.3底泥处置工程设计

本项目干化底泥总量为12.94万m³，其中有4.94万m³转运至镇桥镇百乐村桃花园作为桃花林基肥，堆场堆填8.0万m³，考虑一定的安全余量，设计底泥堆场设计填埋规模为8.50万m³。

3.3.1总图布置设计

按照底泥堆存方式，可分为常规堆场和大型土工管袋堆场两种。常规堆场是通过建造围埝而形成的堆泥场，一般宜尽量利用现成的封闭低洼地、废弃的鱼塘等作为堆场，以减小围埝高度和降低围埝建造成本。土工管袋堆场由基础和高强度土工布织成的大型管、副坝等组成，污染底泥直接存储在大型土工管袋中。堆场底部应铺设防渗材料。

本项目通过建造围埝而形成的堆泥场底泥堆场设计依托原有取土产生的凹地，四周设置2.0m高压实土围埝。场底推平压实，同时保证不小于5‰坡度，方便施工期和运营期雨水导排。

本项目设计堆场长236m，宽81.3m，占地面积17.40万㎡，设计有效库容为8.50万m³。堆场顶部坡度1:5，每上升3.0m设置2.0m宽台阶。台阶处设置截面为0.30m×0.30m浆砌砖坡面排水沟，堆场四周设置0.30m×0.30m浆砌砖环场截洪沟，堆场底泥填埋完毕后进行封场和绿化。

3.3.2封场覆盖设计

为减少地表水入渗，降低本项目底泥污染地下水的风险，本项目泥填埋完毕后表层铺设20cm粘土，粘土压实度应≥90%，渗透系数应≥1.0×10-7cm/s。

3.3.3截洪排水设计

为导排表层雨水，同时防止周边地表水进入堆场内部，本项目于坡面设置坡面截洪沟，堆场四周设置环场截洪沟，本项目最大径流面积约2.0万㎡，设计坡面排水沟与环场截洪排水沟截面尺寸为0.30m×0.30m，截洪排水沟采用120砖砌筑，表面采用10mm厚M7.5水泥砂浆抹面。

3.3.4景观绿化与生态恢复设计

堆场最终封闭后，考虑草种生长及污染修复问题，并综合考虑经济问题、景观生态问题、外来物种与本土物种冲突问题等现实制约因素。本项目考虑对堆场进行生态恢复：本项目植草选用黑麦草、苇状羊茅等，为减少降雨造成水土流失和保证植被的尽快恢复，本项目植草采用播撒的形式。

4工程投资

本工程总投资7732.14万元，投资构成表详见下表。

参考文献：

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[3] 张帆．实施水库清淤工程是应对旱灾的长效措施[J]．政协天地，2009，(4)：7—8．

[4] 恩泽，等．射流清淤对改善潼关高程作用[J]．泥沙研究，2003，(3)：39—42．