摘要:近年来,我国的环境工程建设的发展迅速,河湖环保疏浚工程是近十年在中国发展起来的新兴产业,是含有环境工程技术、水利工程技术和疏浚工程技术的综合工程技术。涉及的主要施工工艺包括环保疏浚、除杂、浓缩、调理改性、脱水固化、尾水处理、固化土资源化利用等,较传统疏浚工程具有占地小、固结快、成本高、工期短、工序多、环保要求高等显著特点。相对施工管理难度大、工艺复杂、综合性强。本文以武汉东湖水环境提升工程为例,浅析河湖环保疏浚工程施工管理重难点与管控措施。
关键词:河湖环保疏浚;工程施工;管理
引言
人类的生产生活行为制造了大量的废水,其中的营养物质、重金属离子和持久性有机物等随废水排放进入湖泊、河流、海洋等水体中,造成严重的污染。水体污染物主要存在于悬浮颗粒物、动植物生物群落、底泥及其孔隙水中。底泥的污染是水体外源污染的必然产物。研究表明,粘土矿物、铁锰氧化物、氢氧化物、碳酸盐、有机物和较大生物等底泥颗粒物具有很强的污染物吸附能力。当底泥污染物累积到一定量后,再向水体释放,则形成水体内源污染。水体内源污染不仅破坏生态系统,严重影响水体景观及居民生活品质,且需要付出极大代价才能削减水体内源污染。
1环保疏浚的影响因素
1.1挖泥精度
开展环保疏浚的目的是为了清除水体中存在污染的底泥,而对于底泥的开挖深度则是以污染底泥的分布情况为依据来决定的,如果开挖泥层不是太厚,那么疏浚工程既需要去除污染底泥,并且还需避免出现超挖非污染底泥的情况,同时还需要控制污染底泥的处理量和成本。因此,清除对于环保疏浚的设备精度具有着非常高的要求。底泥自上而下依次为浮泥层、淤泥层和原泥层。而在进行环保疏浚的过程中,疏浚的是上部浮泥层,这一层会容易产生污染,但淤泥层同样也是环保疏浚过程中的重点处理对象。最底部的老土层则是属于自然构造层,需要将其保留下来。所以,环保疏浚对于疏浚的精度具有着非常高的要求,进行疏浚时,深度误差严格控制在5cm~10cm之间。通常情况下,疏浚控制系统包括平面定位及深度定位,平面定位用于确保疏浚位置的准确性,深度定位用于确保浚后标高的准确性。将以下几个参数当作参考标准:一是绞刀头支架角度;二是船舶结构参数;三是船舶垂直位置等,就绞刀头深挖测算加大处理力度。从客观的立场出发来讲,测量形成干扰的因素主要涵盖以下几点:一是GPS系统误差;二是环境因素;三是RTK设备;四是操作人员专业水平;五是测量手段等。
1.2疏浚过程中出现污泥扩散
因为在环保疏浚过程中,必然会发生绞刀头的扰动和水体流动,所以会导致污染底泥被疏浚后出现颗粒会变小的情况。而这一情况发生后,污泥非常容易在水体扩散,最终出现二次污染,对于周围水域的水体水质产生严重的影响。当前我国的环保疏浚工程中,并不重视防扩散措施在其中的作用,导致在实施环保疏浚的过程中,经常出现水域水体悬浮颗粒扩散的情况。扩散量大小的影响因素主要包括:①泥泵流量、绞刀转速;②吸口的位置;③绞刀头形式;④土的类型;⑤绞刀头转速;⑥周围水体流速等因素。
1.3底泥脱水的资源化利用
环保疏浚工作在施工结束后,如果没有妥善处理疏浚底泥的话,将会对水质产生影响。由于底泥中存在大量的病原菌、病毒、寄生虫(卵)等有害物质,所以非常容易对于水质产生二次污染。站在客观的立场出发来讲,因为某些河流湖泊底泥里面容易衍生出大量的污染,倘若只是随意的堆放底泥不使用切实可行的手段的话,那么不仅仅会占用大量的土地资源,并且还会浪费可以利用的疏浚底泥资源。如果对其实施有效地方法进行处理,使其成为可用、无害的资源,那么对于环保疏浚将会产生积极地影响。
2施工管理措施
2.1优化场地布置,保证有序化生产
遵循选址合理、场地使用恰当、布置紧凑、交通方便的原则,总结脱水固化站平面布置原则如下:(1)满足施工要求的前提下现场布置紧凑,尽可能利用附近的原有建筑物作为施工临时设施,减少施工用地。(2)场内道路畅通,运输方便,进出道路岔开、环形布置,利于生产的同时降低场内交通事故风险。(3)材料尽量靠近使用地点,减少二次搬运。(4)临时设施的布置,应便于工人生产和生活,办公用房靠近施工现场。(5)保障浓缩池与泥饼堆场规模,通过区域划分,即可晾晒也可实现泥饼先压先出、后压后出,保证泥饼含水率满足外运要求。(6)平面布置应符合安全、消防、环保等其他要求。
2.2动植物
疏浚增加底泥污染物的水体释放量,从而改变水生动植物的生境。鱼类组织中污染物峰值水平产生时间与疏浚时间有一定的相关性。具体表现在:(1)疏浚过程中底泥的扰动会加剧N、P营养物的释放,所带来的水体富营养化会对水生生物构成威胁,从而危害河湖生态系统平衡,其影响时间可能长达数十年[20];(2)疏浚会导致底泥中稳定的、没有危害的重金属向水体中释放,疏浚会引起底泥中硫化物的氧化反应,破坏重金属-硫之间的化学键并释放重金属离子到水体中,对动植物的生长、代谢、繁衍造成不利影响。底泥的扰动使得Hg和Cd被释放到水体中,其中Hg主要危害水生动物的鳃和表皮以及人类的神经系统,而Cd则危害人类的骨骼和肾脏;(3)有机氯农药、多环芳烃、二噁英、多氯联苯、呋喃等受到密切关注的有机污染物,在数十年前就已经被排放并沉积到底泥当中。这些污染物位于生物活动、物质交换不活跃的底泥层,在河道迁移、洪水冲刷、风暴侵蚀等自然环境作用下,仍然稳定存在于底泥中。通过环保疏浚的方式清理去除含有这些污染物所在的稳定底泥层,可能导致此类污染物在水体中转化、释放、扩散,经食物链进入生物体,破坏生物群落的正常繁衍。
2.3关键技术攻关,保证施工质量
本工程质量要求较高,因此通过关键技术攻关,保证施工质量满足合同及规范要求,具体控制措施如下:(1)疏浚底高程控制1)采用环保型绞吸式挖泥船配备的挖泥断面显示系统进行挖深控制,通过一系列的液位传感器、定位桩传感器、定位桩台车行程传感器、绞刀架角度传感器等反映的实时数据。经计算机处理后形成实时数据和图形,使水下疏浚作业成为水上的可视操控,再通过确定绞刀的空间定位使挖深、平面位置得到高精度的控制。2)采用分段、分层、分条施工方法,疏挖上层时降低绞刀转速和挖泥船横移速度,以吸为主,意在清除表层细质的污染底泥,有效减小对污染土体的扰动,避免浅层淤泥回流,疏挖下层一定硬度的污染底泥时,以挖为主,挖吸并重,以有效清除污染土体。3)工前先对施工区进行全面扫测,按照挖泥厚度、水深、设计底高程等参数划分施工区域;过程中及时复测水深,超挖欠挖;自检合格后及时报请验收,防止回淤影响验收质量。(2)泥饼含水率控制1)施工前先进行典型施工,确定生石灰、粉煤灰、絮凝剂等固化剂的配比及用量;过程中严格监管并做好记录,再通过机械充分拌合,使得泥浆的固化性能最优化。2)脱水设备采用板框压滤机,并指派专人监管生产情况。严格控制进料、压榨、卸料等时间参数,同时定期清洗、更换滤布,保证压榨效率和质量。3)合理堆放泥饼,堆场设置防雨及排水设施,以免泥饼二次遇水,影响施工质量。
结语
综上所述,当前环保疏浚在底泥脱水的资源化利用、余水的处理、疏浚过程中的扩散、挖泥精度等因素方面还存在许多问题,因此,需要对环保疏浚各项影响因素加大研究力度,只有克服这些影响因素才能真正实现环保疏浚。
参考文献:
[1]彭小兰.环保疏浚影响因素分析及其工艺优化研究[D].重庆:重庆交通大学,2015.
[2]周铭浩,邱静,洪昌红,等.水体内源污染及环保疏浚措施研究[J].江西水利科技,2019,45(4):290-294,312.
[3]武剑.河道清淤疏浚施工关键技术分析[J].商品与质量,2019,(16):145.