城市河道清淤疏浚环境保护技术措施探索与实践

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年第29卷7期   作者: 李瑞仙
[导读] 随着经济的发展,我国的城市化建设的发展也有了改善。城市河道是城市水系统的核心构成部分,
        李瑞仙
        北京鑫大禹水利建筑工程有限公司,北京 101300
        摘要:随着经济的发展,我国的城市化建设的发展也有了改善。城市河道是城市水系统的核心构成部分,不仅具有防洪、排涝以及通航等功能,同时也有助于改善城市生态环境,提升城市整体形象。然而随着城市发展,很多河道出现淤积、污染等情况,不仅导致河道难以发挥相应的作用,而且对于城市河道周边的环境也造成了不良影响,因此,对城市河道进行清淤以及治理极为必要。本文结合某市河道的实际情况具体探讨城市河道清淤施工技术的应用。
        关键词:城市河道清淤疏浚;环境保护技术;措施探索与实践
        引言
        中小河流治理工程是以生态护坡、清淤疏浚、堤防加固为主,以确保防洪安全、改善河流生态、提高防洪标准为目标的综合性治理项目。项目要以河道天然现状为基础,尊重原有的自然形态,考虑沟道流势合理性、干流或流域防洪规划,兼顾上下游、左右岸及区域防洪标准,因势利导的合理布设。针对不同河段的治理,应遵循后设计、先规划的原则,统筹整条河流治理防止出现洪水灾害转移。目前,关于中小河流的治理我国相关研究起步较晚,而类似河道的治理国外有许多可以借鉴的成功经验。
        1清淤疏浚施工方案比选
        1.1泥浆泵清淤方案
        泥浆泵清淤法施工机械由高压泵冲泥系统、立式泥浆泵输泥系统、配电系统或柴油发电机系统、简易浮船组成。施工原理是模拟自然界水流冲刷原理,借水力作用来进行挖土、输土、填土,即水流经高压泵产生压力,通过水枪喷出一股密实的高速水柱,切割、粉碎土体,使之湿化、崩解,形成泥浆和泥块的混合,再由立式泥浆泵及其输泥管吸送到堆土场。方案优点是:设备组成简单,使用方便,工效高,施工不受天气影响。不足之处是:须对河道分段截流、排水后实施,沿岸须设置若干排泥场,须占用两岸绿地。
        1.2绞吸式挖泥船方案
        绞吸式挖泥船是水力式挖泥船中较普遍的一种,其基本工作原理是利用装在绞刀架前端的绞刀将水底淤泥绞碎,形成泥水混合物(泥浆)后,通过船上离心式泥浆泵将水底泥浆从铰刀架前端吸泥头处吸入,经船内吸管、泥泵、排泥管线输送到泥土处理场地,从而完成挖泥作业。方案优点是:对土质适应性强,一般不易产生漏挖或者超挖,挖泥效率高,工作流程连续,环境污染较少。不足之处是:绞吸淤泥过程会对河道水体造成污染,影响下游河道水质;船过桥时须进行拆装吊运作业,影响市内道路交通;排泥场占地多。
        1.3水陆两栖挖掘机方案
        将挖掘机吊放在浮动式平台(浮船)上,用挖掘机进行清淤疏浚开挖,将淤泥卸入放在平板驳船上的储泥箱,平板驳船以拖轮为动力进行运输,运至转运码头,吊车吊储泥箱至自卸汽车,再倒运至排泥场。方案优点是:施工效率高,工程进度快;储泥箱运输,不遗撒污染市内道路。不足之处是:开挖时对河道扰动大,对河道水质影响大;只能在水深1.5~2m范围作业施工,深槽开挖受到限制;平板驳船、储泥箱用量大,制造费用较高。


        2优化措施分析
        2.1淤泥、垃圾杂物的清运
        河道中清理出来的淤泥、垃圾以及杂物需要进行妥善处理,对于其中的垃圾、杂物可以直接输送到消纳场处理,处理完成后运送到既定地点进行填埋。针对河道的淤泥可以采用淤泥固化设备进行处理,降低淤泥的含水量,避免在运输过程中造成二次污染,需要注意的是淤泥弃场要远离居民区,避影响空气质量。此外,可以尝试利用淤泥资源化技术对淤泥进行处理,比如利用热处理方法,用淤泥烧砖制瓦,用作建筑材料;通过烧结的方法,使淤泥脱水、有机成分分解、粒子之间黏结,如果淤泥的含水率适宜,则可以用来制砖或水泥;通过熔融的方法使淤泥脱水、有机成分分解、无机矿物熔化,熔浆通过冷却处理可以制作成陶粒。总而而言,目前价值最高且最具生命力的淤泥处理利用技术应当是干化、固化以及土壤化,尤其是土壤化,淤泥中营养成分含量较高,在土壤中加入处理后的淤泥可改善土质。
        2.2护岸修整与维护
        城市河道清淤工作不仅仅局限于清理河道淤泥,同时对河道两边的护岸也要进行适当的修整和维护,在本项目中,该河道两边的护岸受人为活动以及雨水冲刷的影响,部分河段护岸已经出现严重破损,一旦雨季来临,河道水流量以及流速增加,极有可能冲垮护岸,因此,对于护岸出现破损的部位要进行必要的加固处理。在本工程中,是河道两边护岸的实际情况,决定采用格宾挡墙,这种方式不仅施工效率高,而且相较于现浇混凝土,其冲刷能力比较强,成本更低,可以减少开挖量,节省材料。
        2.3清淤技术方案
        将常规清淤施工按照是否涉水划分为带水、干水两种作业方式,其中直接利用机械设备吸悬浮淤泥和从水底挖泥的带水作业模式,具有不影响船舶正常航行、操作方便且施工效率高等优点,但这种方式的供需较为复杂、所应用的设备较多;而干水作业具有效果好、清淤较为彻底、质量易于控制等优点。根据环保、工期等诸多因素以及河道场地实际情况、清淤深度、水文特征,目前低山丘陵区中小河流清淤疏浚方案主要有:1)带水清淤船清淤:清淤船疏淘比较适用于河面较宽、不断流的河道,其基本原理是利用泵将河水与淤泥搅拌成的泥浆吸走。该方案的清淤效率高、技术先进,且能够同时开展挖运吹施工,但清淤过程中河道要有一定的水深,对水体产生的影响较大。目前,在平原区河道和部分低山丘陵区下游河段,该清淤方式的应用较为普遍。2)干水机械清淤:对于条件允许的河道可以利用推土机、挖掘机等机械,在河道内或河岸上直接疏挖,这种机械清淤方案能够有效避免二次污染,且具有较高的清淤效率,但受河道宽度与河流水深限制,施工过程中不同机械设备相互干扰。目前,机械清淤比较适用于低山丘陵区河道的中上游段清淤,可利用自卸汽车将挖掘机反铲开挖的弃料输送至弃渣场。为充分利用宝贵的土地资源,应遵循少占或不占耕地的原则,在荒地或荒山上建设弃渣场;条件允许时尽量选用弃土造田,以增大耕地面积。从工程实践出发,许多项目并未充分发挥清淤的作用:①方案审批时严格限制了清淤工程投资,一般不超过工程总投资的5%或100万元。②由于通往渣场的临时便道工程量较大、难以寻找渣场荒地或荒山、征地意见难以一致、实施过程中业主不重视等原因,通常无法达到预期的清淤要求。③洪水灾害转移未充分发挥清淤的效用,主要是将淤积严重、较为狭窄河段的堆积物运移至淤积较轻、比较宽阔的河段。
        结语
        根据本工程的特殊性和施工环境保护要求,通过对绞吸式挖泥船进行技术改造和作业控制,实现了低扰动清淤疏浚施工作业,以减低泥浆扩散,避免水体污染;通过采用疏浚淤泥脱水固结一体化处理技术,实现了泥浆输送、脱水固结一次完成,大幅减少了施工临时占地;通过施工强度和作业时间控制,避免了施工噪声影响周围居民正常休息。实践证明,这些清淤疏浚环境保护技术措施的采用,可有效避免施工过程对河道水质、城市道路交通、大气环境的污染和影响,避免施工对河道两岸园林景观和既有工程的损害,实现了清洁、绿色施工生产。
        参考文献
        [1]黄万凌.上海市内河中小河道疏浚现状与思考[J].水利建设与管理,2019,39(9):68-72.
        [2]邯郸市水利工程处.滏阳河清淤疏浚施工管理工作报告[R].邯郸,2018.
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