中小河道清淤技術

       中小河流現狀目前河道清淤已經從過去的僅以提高河道防洪、排澇和灌溉能力的傳統水利工程目標向生態水利目標拓展，也就是說在很多河道清淤工程的目標中都含有減少河道內源污染，為河道水質改善提供保障的工程目的。歷史上，中小河道的清淤工程多是基于人工體力勞作的方式來完成。由于種種因素，中小河流清淤工程一般沒有非常合適的清淤裝備進行施工。中小河道的淤泥現狀過去中小河道廣泛存在“挖河泥”的冬季作業，并有將挖出來的河泥進行漚肥后作為肥料使用的習慣，這種習慣很自然地解決了淤泥的去向問題。

       現在由于鄉鎮（街道）企業的發展導致了一些中小河道遭受了工業污水排放的污染，湖南市政管道清淤而民眾的生活方式的變化也使得一些小型工業廢棄物、生活垃圾被棄置于河道之中。由于這些原因，一些河泥成為“污泥”，其性質不再適宜直接還田或經過漚肥后作為肥料使用。另一方面，農業生產中化肥的使用越來越普遍，也使得原先用河泥漚制的肥料逐漸喪失了需求。目前中小河道的淤泥清理方式過去在航道、港口和大規模的內河疏浚工程較多，形成了相應的技術方法和機械設備。圍繞河湖治理時底泥中污染物的去除問題摸索出較多的“環保清淤”工程，即將河湖底泥中聚集的污染物通過清淤方式移出湖泊、河流的工程。

       長沙市政管道清淤環保清淤與工程清淤的差異在于清淤的底泥厚度很薄，大部分環保清淤工程的底泥為20cm到40cm的居多。因此，對清淤設備本身的定位、操作系統的精度要求很高。富營養化河流都圍繞去除底泥中富含的氮、磷營養而實施大規模的環保清淤工程。城鄉為了改善河道水質，對河流進行普遍清淤。相對于湖泊而言，城鄉河道的環保清淤工程可稍微粗放一些，因為河道本身的流動性和交換的特點，施工的精度和二次污染防治的要求都沒有湖泊敏感。目前環保清淤工程在淤泥的處理方面普遍采用了堆場堆放的模式，清淤產生的泥漿先進入堆場存放，在沉淀以后進行土地還原或者進行處理利用。那么清淤工程到底應該如何實施，使用什么樣的清淤機械和工藝，清出來的淤泥應該如何處理，在目前尚無一個比較規范或者公認的方法。針對這一問題，我們對浙江河道尤其是臺州河道的清淤方法，對各種方法的優缺點及適用范圍進行了分析，希望能夠為各地河道的清淤工程提供一些技術借鑒。

常用河道清淤技術目前的河道清淤工程，大多數具有水質改善的目的，因此尚屬“環保清淤”范圍。另外，在工程上有“疏?！焙汀扒逵佟眱蓚€較為接近的術語，為了區別于航道、港口等大規模疏浚工程，我們建議將中小河道的清、挖工程統一稱為“清淤”，突出清除底泥中污染物的概念和解決淤積問題的工程目的。現在的清淤工程具有系統化施工的特點，在清淤之前應該進行初步的底泥調查。通過測量明確河道底床的形狀特征，通過底泥采樣分析明確底泥中污染物的特點和是否超過環境質量標準。中小河道工程量偏小，這些前期工作很容易被忽視，但實際上先進行一些簡單的前期工作對整個工程的順利實施并得到預期效果會有極大的幫助。在前期工作的基礎上，根據淤積的數量、范圍、底泥的性質和周圍的條件確定包含清淤、運輸、淤泥處置和尾水處理等主要工程環節的工藝方案，因地制宜選擇清淤技術和施工裝備，妥善處理處置清淤產生的淤泥并防止二次污染的發生。由于近些年港口、航道、內河以及湖泊清淤工程眾多，疏浚、清淤技術得到長足發展，裝備能力也大大提升，但能夠進入中小河道的專用船只和設備卻并不常見。排干清淤對于沒有防洪、排澇、航運功能的流量較小的河道，排干清淤指可通過在河道施工段構筑臨時圍堰，將河道水排干后進行干挖或者水力沖挖的清淤方法。干后又可分為干挖清淤和水力沖挖清淤兩種工藝：干挖清淤：作業區水排干后，大多數情況下都是采用挖掘機進行開挖，挖出的淤泥直接由渣土車外運或者放置于岸上的臨時堆放點。倘若河流有一定寬時，施工區域和儲泥堆放點之間出現距離，需要有中轉設備將淤泥轉運到岸上的儲存堆放點。一般采用擠壓式泥漿泵，也就是混凝土輸送泵將流塑性淤泥進行輸送，輸送距離可以達到200m到300m，利用皮帶機進行短距離的輸送也有工程實例。干挖清淤其優點是清淤徹底，質量易于保證而且對于設備、技術要求不高;產生的淤泥含水率低，易于后續處理。水力沖挖清淤：采用水力沖挖機組的高壓水槍沖刷泥，將底泥擾動成泥漿，流動的泥漿匯集到事先設置好的低洼區，由泥泵吸取、管道輸送，將泥漿輸送至岸上的堆場或集漿池內。水力沖挖具有機具簡單，輸送方便，施工成本低的優點，但是這種方法形成的泥漿濃度低，為后續處理增加了難度，施工環境也比較惡劣。一般而言，排干清淤具有施工狀況直觀、質量易于保證的優點，也容易應對清淤對象中含有大型、復雜垃圾的情況。其缺點是，由于要排干河道中的流水，增加了臨時圍堰施工的成本;同時很多河道只能在非汛期進行施工，工期受到一定限制，施工過程易受天氣影響，并容易對河道邊坡和生態系統造成一定影響。

       水下清淤一般指將清淤機具裝備在船上，由清淤船作為施工平臺在水面上操作清淤設備將淤泥開挖，并通過管道輸送系統輸送到岸上堆場中。水下清淤有以下幾種方法：抓斗式清淤：利用抓斗式挖泥船開挖河底淤泥，通過抓斗式挖泥船前臂抓斗伸入河底，利用油壓驅動抓斗插入底泥并閉斗抓取水下淤泥，之后提升回旋并開啟抓斗，將淤泥直接卸入靠泊在挖泥船舷旁的駁泥船中，開挖、回旋、卸泥循環作業。清出的淤泥通過駁泥船運輸至淤泥堆場，從駁泥船卸泥仍然需要使用岸邊抓斗，將駁船上的淤泥移至岸上的淤泥堆場中。

       抓斗式清淤適用于開挖泥層厚度大、施工區域內障礙物多的中、小型河道，多用于擴大河道行洪斷面的清淤工程。抓斗式挖泥船靈活機動，不受河道內垃圾、石塊等障礙物影響，適合開挖較硬土方或夾帶較多雜質垃圾的土方;且施工工藝簡單，設備容易組織，工程投資較省，施工過程不受天氣影響。但抓斗式挖泥船對極軟弱的底泥敏感度差，開挖中容易產生“掏挖河床下部較硬的地層土方，從而泄露大量表層底泥，尤其是浮泥”的情況;容易造成表層浮泥經攪動后又重新回到水體之中。根據專家經驗，抓斗式清淤的淤泥清除率只能達到30%左右，加上抓斗式清淤易產生浮泥遺漏、強烈擾動底泥，在以水質改善為目標的清淤工程中往往無法達到原有目的。泵吸式清淤：也稱為射吸式清淤，它將水力沖挖的水槍和吸泥泵同時裝在1個圓筒狀罩子里，由水槍射水將底泥攪成泥漿，通過另一側的泥漿泵將泥漿吸出，再經管道送至岸上的堆場，整套機具都裝備在船只上，一邊移動一遍清除。

       而另一種泵吸法是利用壓縮空氣為動力進行吸排淤泥的方法，將圓筒狀下端有開口泵筒在重力作用下沉入水底，陷入底泥后，在泵筒內施加負壓，軟泥在水的靜壓和泵筒的真空負壓下被吸入泵筒。

然后通過壓縮空氣將筒內淤泥壓入排泥管，淤泥經過排泥閥、輸泥管而輸送至運泥船上或岸上的堆場中。泵吸式清淤的裝備相對簡單，可以配備小中型的船只和設備，適合進入小型河道施工。

一般情況下容易將大量河水吸出，造成后續泥漿處理工作量的增加。同時，河道內垃圾成分復雜、大小不一，容易造成吸泥口堵塞的情況發生。

普通絞吸式清淤：普通絞吸式清淤主要由絞吸式挖泥船完成。絞吸式挖泥船由浮體、鉸絞刀、上吸管、下吸管泵、動力等組成。

       它利用裝在船前的橋梁前緣絞刀的旋轉運動，將河床底泥進行切割和攪動，并進行泥水混合，形成泥漿，通過船上離心泵產生的吸入真空，使泥漿沿著吸泥管進入泥泵吸入端，經全封閉管道輸送(排距超出挖泥船額定排距后，中途串接接力泵船加壓輸送)至堆場中。普通絞吸式清淤適用于泥層厚度大的中、大型河道清淤。普通絞吸式清淤是一個挖、運、吹一體化施工的過程，采用全封閉管道輸泥，不會產生泥漿散落或泄漏;在清淤過程中不會對河道通航產生影響，施工不受天氣影響，同時采用GPS和回聲探測儀進行施工控制，可提高施工精度。普通絞吸式清淤由于采用螺旋切片絞刀進行開放式開挖，容易造成底泥中污染物的擴散，同時也會出現較為嚴重的回淤現象。根據已有工程的經驗，底泥清除率一般在70%左右。另外，吹淤泥漿濃度偏低，導致泥漿體積增加，會增大淤泥堆場占地面積。斗輪式清淤：利用裝在斗輪式挖泥船上的專用斗輪挖掘機開挖水下淤泥，開挖后的淤泥通過挖泥船上的大功率泥泵吸入并進入輸泥管道，經全封閉管道輸送至指定卸泥區。斗輪式清淤一般比較適合開挖泥層厚、工程量大的中、大型河道、湖泊和水庫，是工程清淤常用的方法。

       清淤過程中不會對河道通航產生影響，施工不受天氣影響，且施工精度較高。但斗輪式清淤在清淤工程中會產生大量污染物擴散，逃淤、回:淤情況嚴重，淤泥清除率在50%左右，清淤不夠徹底，容易造成大面積水體污染。