河道疏浚工程的常见难点和淤泥的处理措施

发表时间:2021/9/7   来源:《建筑设计管理》2021年3期   作者:杜宣
[导读] 在我国,许多地区都存在着水土流失的现象,且随着环境的破坏

        杜宣
        北京泽通水务建设有限公司  101100
        摘要:在我国,许多地区都存在着水土流失的现象,且随着环境的破坏,水土流失程度进一步加剧。其中的泥沙在水流作用下进入当地的河道,并淤积在河道底部,抬高了河床,对河流沿岸居民的人身财产安全造成威胁。所以,对于河道要定期采取疏浚措施,清除河底的淤泥,保证河道的安全稳定。本文将主要从河道疏浚工程的常见难点入手,进而对淤泥处理措施进行简要分析,为城市河道疏浚工程及淤泥处理提供相关参考。


关键词:河道疏浚;难点;淤泥处理措施


        河道是集防洪、灌溉、排涝、航运等功能于一体的水路系统。然而,在水土流失等因素的影响下,部分河道的淤泥含量严重超标,河床也有明显程度的抬高,严重影响河道正常作用的发挥,所以必须要及时进行河道的疏浚施工,清除沉积在河底的淤泥。从目前的情况来看,河道淤泥过量的主要影响有几点: 淤泥沉积在河道底部,抬高河床,降低河道的防洪排涝能力; 影响河道的水质。河水当中泥沙含量较高,附近居民在使用这种河水时对其健康有一定的影响; 增加对岸堤的压力,对岸堤的稳定性造成一定影响。对此,必须及时对河道进行疏浚施工,清除河道底部的淤泥,改善河水的水质,加强河道的防洪排涝功能,提高河道的稳定性。
        
        
1. 河道疏浚工程的常见难点
1.1 施工回淤状况的影响
        回淤状况是我们在河道疏浚过程中最常遇到的施工难点,回淤量的多少也是制约施工质量的关键,这就需要我们将回淤量尽量控制在一定的阈值内。如果河道的回淤量比较大,或者是回淤的速度比较快,这就可能会使整个工程无法进行,甚至破坏了基本的河床结构。
        
        
1.2 河床土层差异的影响
        河床并不都是泥土层,施工中常遇到特殊河床土层,比如黏土层及软岩层等。不同的河床图层的施工差异性较大,例如普通泥沙河床中包含着特殊河床土层,这种状况会降低施工效率甚至无法施工,对施工进度造成负面影响。因此在开挖过程中应随时注意泥土层的变化,确定每次的挖装深度,保证人员及设备的安全。
        
        
1.3 水文气象条件的负面影响
        河道疏浚工程为水上作业,容易受水文气象条件的影响,且水文气象条件多为负面的。水文条件表现为河水的流速、流向、水位变化等,气象条件则主要表现为刮风、降水等,这些均属于不可抗力因素,会给施工作业带来困难。比如在水流比较急速的区域,水位的变化比较急促,这就加深河道开挖深度控制的难度。
        
        
2.常用河道清淤技术
        目前的河道清淤工程,大多数具有水质改善的目的,因此尚属“环保清淤”范围。另外,在工程上有“疏浚”和“清淤”两个较为接近的术语,为了区别于航道、港口等大规模疏浚工程,笔者建议将中小道、农村河道的清、挖工程统一称为“清淤”,突出清除底泥中污染物的概念和解决淤积问题的工程目的。现在的清淤工程具有系统化施工的特点,在清淤之前应该进行初步的底泥调查。通过测量明确河道底床的形状特征,通过底泥采样分析明确底泥中污染物的特点和是否超过环境质量标准。中小河道,尤其是农村河道工程量偏小,这些前期工作很容易被忽视,但实际上先进行一些简单的前期工作对整个工程的顺利实施并得到预期效果会有极大的帮助。在前期工作的基础上,根据淤积的数量、范围、底泥的性质和周围的条件确定包含清淤、运输、淤泥处置和尾水处理等主要工程环节的工艺方案,因地制宜选择清淤技术和施工装备,妥善处理处置清淤产生的淤泥并防止二次污染的发生。
        由于近些年我国港口、航道、内河以及湖泊清淤工程众多,疏浚、清淤技术得到长足发展,装备能力也大大提升,但能够进入中小河道和农村河道的专用船只和设备却并不常见。最常用的中小河道清淤技术可分类如表 1 所示。
        
        
        
2.1排干清淤
        对于没有防洪、排涝、航运功能的流量较小的河道,排干清淤指可通过在河道施工段构筑临时围堰,将河道水排干后进行干挖或者水力冲挖的清淤方法。排干后又可分为干挖清淤和水力冲挖清淤两种工艺。
2.1.1干挖清淤
        作业区水排干后,大多数情况下都是采用挖掘机进行开挖,挖出的淤泥直接由渣土车外运或者放置于岸上的临时堆放点。倘若河塘有一定宽度时,施工区域和储泥堆放点之间出现距离,需要有中转设备将淤泥转运到岸上的储存堆放点。一般采用挤压式泥浆泵,也就是混凝土输送泵将流塑性淤泥进行输送,输送距离可以达到 200 ~ 300 m,利用皮带机进行短距离的输送也有工程实例。干挖清淤其优点是清淤彻底,质量易于保证而且对于设备、技术要求不高; 产生的淤泥含水率低,易于后续处理。
        
        
2.1.2水力冲挖清淤
采用水力冲挖机组的高压水枪冲刷底泥,将底泥扰动成泥浆,流动的泥浆汇集到事先设置好的低洼区,由泥泵吸取、管道输送,将泥浆输送至岸上的堆场或集浆池内。水力冲挖具有机具简单,输送方便,施工成本低的优点,但是这种方法形成的泥浆浓度低,为后续处理增加了难度,施工环境也比较恶劣。一般而言,排干清淤具有施工状况直观、质量易于保证的优点,也容易应对清淤对象中含有大型、复杂垃圾的情况。其缺点是,由于要排干河道中的流
水,增加了临时围堰施工的成本; 同时很多河道只能在非汛期进行施工,工期受到一定限制,施工过程易受天气影响,并容易对河道边坡和生态系统造成一定影响。


2.2抓扬式挖泥法
        在使用抓扬式挖泥法时,挖泥船通常会设置一个主锚以及四个副锚,作为定位中心。挖泥的方式一般选用顺流纵向槽挖法,如果水流速度比较小,那么也可以使用逆流横向槽挖法。挖槽的宽度由挖泥船抓斗的尺寸来决定,通常都是 8 - 10m; 挖槽的深度可以超过 20m,但是使用抓斗进行挖槽时,其开挖力度不易掌控,每次抓斗挖槽都深浅不一,所以会使得挖槽的平整度比较差。所以,为了保证挖槽的质量,每一次抓斗的槽挖作业都应该有重叠部分,即每一次抓斗槽挖的横向移动距离占抓斗张开宽度的70% - 80% ,而挖泥船移动的距离不可以超过抓斗工作的最大长度。
        
        
2.3铲扬式挖泥法
        铲扬式挖泥法的挖泥工作原理与地面挖土施工相似,地面的挖土铲土施工就是使用专门的挖土机和铲土机,而在河道疏浚工程中就是使用铲扬式挖泥船。铲扬式挖泥法比较适合处理黏土、卵石、砾石等质地较为坚硬的物质,而且也可用于其他水下杂物的处理。铲扬式挖泥法一般是以钢制桩进行定位,当然在河道水流速度比较快的区域则使用锚线定位法再配合相应的开挖方式,在流速比较大的区域,使用锚线定位法加顺流纵向挖槽法; 在流速比较小的区域,使用钢制桩定位法加逆流横向挖槽法。
        
        
3.疏浚工程中淤泥的处理措施
3.1 生态疏浚技术中淤泥的处理
        河道运行过程中产生淤泥,阻塞河道,且产生的淤泥含水量高、硬度低、长时间淤积形成大量有毒有害物质,必须有效处理,避免对环境造成二次污染。传统意义上的河道清淤就是将淤泥挖出来堆放在空地上,这种方式比较简单,但是会对城市环境产生负面影响。目前,我们所接触到生态疏浚方式就是先对河道中存在的淤泥进行挖掘,再对不同粒径的污泥进行搅拌和淘洗后进行分离,然后利用物理方法对淤泥进行脱水及干化,干化至含水量为 30%以下,从而达到淤泥重新资源化利用的目的。生态疏浚手段是一种可持续经济手段,这对促进各种资源优化配置具有积极作用。
        
        
3.2边抛处理法
        边抛处理法主要是将泥浆从旁通口直接排出,然后泥浆在强大的动能与重力势能的作用下,迅速沉入到河道底部。在沉入底部以后,泥浆与河道底部发生摩擦,所具有的能量被慢慢消耗,其中所含有的颗粒物也会在摩擦作用与水流冲刷作用之下逐渐变小,并沉积在河道底部,久而久之与河道底部结合在一起,成为河底的一部分。所以,水流的速度越大,泥沙与河底的摩擦力越强,水流的冲刷作用也越强,泥沙也越容易被分散细化,疏浚的效果也就越好。故边抛位置最好选择水流流速较快的水域。
        
        
3. 3 吹填处理法
        吹填处理法是利用泥泵直接将泥浆抽取并排放到指定的填土位置,以便于泥土的回收利用。这种处理方式不会使泥土产生回淤,而且还能充分利用泥土的价值,可行性比较高,是目前河道疏浚工程中一种比较实用的处理方案。
        
        
结语
        综上所述,河道疏浚工程的目的即是疏通又有排涝防洪改善水质作用,由于河道狭窄、垃圾等污染物多,必须要全方位的对疏浚水域进行勘察,选择合适的疏浚方式,对疏浚过程中产生的淤泥进行处理尤其重要,要不断的开发淤泥处理产物的利用价值,提高资源的再生利用,从环境卫生安全及二次污染、长期的经济效益等多方面考虑,选择比较实用的淤泥处理措施,降低成本开发淤泥的可利用价值。



参考文献
[1] 刘坡 顾陈燕.略谈中小型河道疏浚工程的主要施工方法及比较[J].江苏水利,2012,(11):16-17.
[2] 汤梅. 河道疏浚工程的施工技术措施探析 [J]. 商品与质量,2017,(33):167.
[3]曾瑞胜, 庄建树, 冯小琴, 等. 河道疏泼淤泥处理技术探讨[J]. 浙江水利科技,2002(3):32-33.






        

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