北京市朝阳水利工程公司 北京
摘要：对河道进行清淤疏浚是完善城市基础建设的重要水利工程之一，其主要是对河道中的砂石和淤泥进行有效清理，确保河道基本的抗洪、排涝能力，并保证河道航运的正常运转。河道的清淤疏浚工程是一项比较复杂的水利建设工程，可能会对原有河道产生极大的干扰，并在一定程度上影响河道水质。因此，要综合运用各种清淤疏浚的相关技术，把握技术应用的要点，从而实现最佳的清淤疏浚效果。
关键词：城市河道；清淤疏浚；施工技术
引言
近年来，我国水环境污染问题日益严重，以城市黑臭水体治理为主的水污染防治工作在全国范围内全面实施。2019年，全国295个地级以上城市建成区共有黑臭水体2899个，通过黑臭水体整治专项行动消除86.7%。河道疏浚工程作为主要治理方案，能够有效降低河道内的污染物负荷、改善水域生态系统，但在疏浚过程中产生大量清淤底泥。这部分清淤底泥如未得到妥善处置，不仅占用大量土地，还会因雨水淋洗造成土壤和水体的二次污染。河道清淤底泥的资源化利用途径亟待拓展与突破。
为适应水环境治理需求、解决河道淤泥处理问题，本文对近年来河道清淤底泥成分分析研究进行总结，并梳理了国内外河道淤泥资源化利用技术的研究与应用现状，以期为河道淤泥处置的技术需求和发展方向提供新思路。
1对城市河道进行清淤疏浚的重要意义
城市的河道可以对一座城市的变迁、发展与建设产生一定的积极作用，也是推进城市建设和发展的重要基础。近些年来，中国的城市化进程不断推进，城市的建设规模也在逐渐扩大，随之而来的许多不合理的建设与开发却也对城市的河道产生了负面影响，河道中的各种淤泥、杂物、垃圾严重影响了河道的正常运转，不仅破坏了城市原有的面貌，也严重威胁到城市居民的健康与安全，因此，通过河道清淤工程来恢复河道原有的功能及面貌就显得尤为重要。河道中的淤泥长期堆积会不断抬高河床，这会大大削弱河道的防洪排涝能力。此外，如果河道流经的区域存在土质较为疏松的地方，就可能会引起河道下游的大量淤泥堆积，不仅阻滞了整个河道，也会导致洪水来临时，大堤无法起到足够的保护作用，进而危害到周围居民的生命财产安全。对河道进行彻底的疏浚清淤不仅能及时清理河道内的杂物和淤泥，大大提升河道堤坝的防洪、排涝、通航能力，更能稳固河水势态，减少溃堤的发生概率，从而起到巩固堤坝、恢复景观、保证安全的作用。
2河道清淤施工方式
2.1半人工半机械施工
半机械半人工施工形式主要从纯人工模式演变而来，借助机械进行简单的边缘挖掘形式，在不方便人工挖掘的区域通过人力完成清淤工作。此模式的工程劳动强度较大，工作效率不高，工期时间较长，因此容易对环境产生重污染，且较为落后的劳动工具无法彻底清理河床部分。
2.2吸浆类施工
该模式将河底淤泥通过泥浆泵拍到河边储浆槽中，当泥浆中的水分逐渐蒸发和下渗后，可以形成半固态、固态的淤泥，并通过挖掘机直接运出。此类清淤模式主要是将糊状类淤泥从河底中清除，对于异物杂物、板结固化的淤泥无法彻底清除。一般吸浆施工会在河岸边安设较大的储浆池，借助高压水对淤泥进行冲搅，但蓄浆过程较为繁琐，效率不高。
2.3绞吸式施工
绞吸类施工模式本质上具有独特性，此方法借助绞吸挖泥船进行淤泥清理工作，该船只由绞刀、吸取管道组成，一般适合应用于泥层较厚的区域，整个过程包含挖掘、输送、吹干等系统化、一体化的施工模式。同时泥浆的运输管道具有较强密封性，不会出现泥浆泄露等问题，也不易对河流的航运和河水正常流动产生消极影响。此外，绞吸类施工主要借助ECHOsounder回声定位系统和GPS定位系统作为技术支持，可以提升河道淤泥清理工作的准确性。此施工形式的优势是清除比例大，占河流单位淤泥总量的75%-80%，不过缺点是设备灵活性较差、操作复杂，造价较高。
2.4加高加固堤防
加高加固堤防是淤泥利用较常见的方法之一。将河道淤泥堆放到河道两岸的空地处，待淤积彻底晾干后，经平整夯实，用于加高加固河道堤防。此处理方法操作简便，相应成本也较低，在平原河网地区效益较显著。但由于堤防加高、加宽尺寸有限，其解决的淤泥量相对较少。
2.5淤泥肥田
在杂质较少、富营养化重的河道，可采用水力冲挖疏浚方式，直接将淤泥输送到农田，进行土壤改良；或集中堆放于岸边，待水排干，稍加干涸后将淤泥填于农田。此处理方法可以使部分农作物产量增加明显，但该方法对淤泥质量要求较高，需对淤泥成分进行分析，确定符合农作物生长要求后方可实施，同时该方法对淤泥所填高度和湿度都有严格的要求，淤泥过高或过干，都会导致植物窒息死亡，起到相反的效果，且受季节限制，冬季最为适合。
3河道疏浚施工技术要点
3.1水力冲挖疏浚
水力冲挖疏浚采用高压水枪直接冲挖土体，使之成为泥浆，经泥浆泵打出后再通过排泥管直接连通至排泥场。水力冲挖疏浚前要先修筑拦河围堰，排除积水，清理河床，将砂石、垃圾等清理外运，创造较好的底泥条件，然后开展施工。但河道周边居民较多时，淤泥中依然存在垃圾，如砖块、石块等，施工前无法完全清理，待疏浚施工完毕后，由人工清理垃圾。水力冲挖疏浚由于采用断水作业，势必会对区域的引调水造成影响，故采用水力冲挖疏浚的宜选择规模小、长度短、对区域引调水及防洪除涝影响小的河道。村级河道由于进场道路窄，现场条件复杂，大型施工机械无法进入等限制条件，在疏浚方式选择上，水力冲挖疏浚最为合适。水力冲挖疏浚施工季节宜选在非汛期，上海地区一般为当年10月到次年1月。
由于上海地区经济较为发达，城镇化发展快，临时泥库的选址较为困难，尤其城镇区域，基本无临时场地堆置淤泥，此种情况下，排泥管可直接连通至泥驳或槽罐车，然后运至指定弃泥场。优点：施工设备小，进出场方便，场地要求低，控制精度高，可避免超挖、欠挖情况，造价较低。缺点：施工设备对底泥的适应条件较差，容易发生堵管；施工前排空河水，易造成河道边坡、护岸结构以及两岸构筑物倾斜、滑移甚至坍塌。
3.2挖掘机疏浚
挖掘机疏浚同样采用断水作业，施工前先修筑拦河围堰，排除积水，然后清理杂草、废渣、垃圾等杂物。施工过程中，配自卸汽车运至指定弃泥场，无需设置临时泥库。为保证边坡稳定和周边构筑物安全，必须时时监控，层层开挖，层层排水，设置排水沟和集水井进行排水，同时切断周围的明水水源流入河道，保证底部干燥，避免塌方。排水沟随挖随设，层层下挖，层层设置排水沟和集水井，放置水泵，及时将地下水排除，达到降排水目的。优点：控制精准，操作灵活，运转方便，行驶速度快，造价较低。缺点：进场道路要求高，河道位于村宅内，其道路狭窄、复杂，挖掘机械进场困难；雨天或河底承载力较差河道，机械易沉陷。
3.3挖泥船疏浚
挖泥船疏浚与水力冲挖疏浚、挖掘机疏浚方式不同，属水上作业方式，可不断流施工，不受河道水位、天气、气候等因素影响。但受跨河桥梁、管线等影响较大，桥梁、管线底高程较低时，挖泥船、泥驳等无法通过，需采用起重机械进行吊移。另外挖泥船疏浚对河口宽度也有一定要求，最小不宜小于10m。挖泥船种类较多，在上海地区较为常见的有绞吸式挖泥船、铲斗式挖泥船、抓斗式挖泥船，其中以铲斗式挖泥船最为常见。挖泥船疏浚施工前同样需将河道内的杂物、块石、沉船等挖出，用泥驳运至指定地点。施工过程中为保证施工质量，采用分条、分层施工，以防超挖、欠挖。泥驳配合运输，泥驳大小与挖泥船的方量成正比，上海地区中小河道疏浚过程中，常见的挖泥船规格有0.3m3和0.5m3两种，与之匹配的泥驳分别为20m3和65m3。优点：不影响区域引调水以及防洪排涝，对区域交通以及人民生活影响小，挖泥以及运泥量大。缺点：船舶对吃水深度及净空高度要求高，施工精度相对偏低，机械易碰擦现有护岸，对护岸的结构安全有影响，造价较高。
3.4边坡支护技术的应用
在对该河道进行清淤疏浚时，需要对河道预留出合适厚度的土层，并对河道的边坡进行适当的修整与加固，依据施工设计图的标准和要求对河道的边坡以及底高程的土层进行有效修整，充分确保底高程和边坡开挖条件符合施工的基本要求，并确保施工过程不影响跨河区域内建筑物的稳定性和安全性，也不能对河岸的底部进行开挖，保持河道的基本面貌。河道一旦发生边坡滑坡问题，就需要及时进行有效的边坡加固，可以使用松木桩进行加固。除此之外，对于周边建筑物较多的河道，因为建筑物自身对河道施加了相对较大的负荷，要充分保证边坡的稳定就需要对河道边坡进行有效的支护修正，支护方式需要根据边坡的实际情况进行选择。
3.5余水处理技术
在生态清淤疏浚工程施工中，为保证处理后的余水能够满足排放的基本要求与标准，需要进行必要的物理与化学处理。疏浚吹泥的初期与中期，SS经由物理沉淀以后可以直接加以排放。为保证SS能够通过沉淀加以去除，应该将泥浆水停留较长的时间，保证其沉淀效果。在疏浚吹泥的后期，余水逐步由深变浅，泥浆水的停留时间逐步减短。在余水由深变浅的过程中，排泥场过水断面逐步减小，泥浆水停留时间过短直接影响了物理沉淀的效果，过水断面的减小会使得沉底的颗粒再次出现悬浮现象，导致余水中依然存在大量的SS。因此，为改变与缓解此种现象，就需要在疏浚吹泥的后期减小吹泥的流量，加强对SS浓度的监测，一旦浓度超过了应有的标准，可以使用絮凝剂进行悬浮物等的去除，避免余水所造成的污染现象等。
3.6河湖底泥的运输技术
底泥的运输是河湖生态清淤疏浚中的重要内容。在清淤疏浚工程中，为保证其清淤的效果，需要从水底挖出底泥，并将其挖出的底泥运送至特定的区域内。由于在清淤疏浚工程中存在清淤方式的差异性，这就使得底泥的运输方式也存在较大的差异。具体来说，包含了以下几种方式：①如果底泥的挖除采用的是机械作业方式，底泥的含水量较低，因此，可以首先使用船舶，将底泥运送至岸边，随后借助于管道、车辆等将其运送至堆放区域。②如果底泥采用绞吸式挖泥船进行抽吸处理，其含水量较大，在运输中只能采用管道运输的方式，将其运送至堆放区域内。对于堆放场地而言，其堆放地表层尾水还需要进行必要的处理，避免尾水的浑浊，使得其可以排放于自然的河湖中，避免对原有水质的污染。在使用管道进行绞吸底泥的运送时，需要结合绞吸疏浚船的情况，进行排泥管规格等的选择，保证其运输的效率。
管道的架设需要充分考虑以下因素：①从安全的角度出发，输浆管线必须保证其平直性，避免发生弯曲等现象。每段浮管的长度均需在300m以下。为保证管道运输的整体效果，可以在管道中加装接力泵船等，保证管道运输的效率。②从接头位置的角度来看，必须保证接头位置的密封性，避免后期出现渗漏等问题。③管线架设尽量避开公路、桥梁等。
结束语
河道的清淤疏浚关系到城市的交通、排洪、防涝以及城市居民的生活品质，因此，合理运用各种河道清淤疏浚的技术，尽可能保证河道的本来面貌和周边生态环境不被破坏，充分体现河道清淤技术的绿色环保效益，为中国经济的可持续发展以及河流生态环境的绿色建设奠定良好基础，也为城市的建设与发展带来动力。
参考文献
[1]林霖.城市河道清淤疏浚施工关键技术分析[J].建筑工程技术与设计，2019（17）：2010-2010.
[2]梁会鹏.河道清淤疏浚施工技术控制措施探讨[J].建筑工程技术与设计，2019（15）：2356.-2356.
[3]王康.我国河道清淤疏浚的现状及分析[J].区域治理,2019（5）：251-251.
[4]刘蓉芳.河流清淤治理工程施工方案与技术措施研究[J].珠江水运，2019（9）：59-60.