沂河沂水段底泥处置及生态修复示范工程主要施工方法探讨

王红艳

（江苏东方生态清淤工程有限公司 江苏 无锡 214122）

1 工程概况

沂水县沂河沂水段底泥处置及生态修复示范工程清淤位置位于沂水县沂河沂水段项目区，固化站位于沂水县腾飞路与沂河大道交叉口西侧。

利用中船重工702研究所生态清淤及快速固化处置一体化技术开展沂水县沂河沂水段底泥处置及生态修复示范工程第二标段试验工程，清淤面积约131400m2，清淤方量环保疏浚35000m3，疏浚底泥处理处置方量20000m3。工程内容包括环保疏浚、疏浚底泥处理处置、垃圾筛分、快速退水及尾水净化、干泥外运等。

施工主要目的是清除河底受污染严重的淤泥以及河底部受污染严重的水层，拓深河道并进行快速脱水固化及尾水净化处理。

2 主要施工方法探讨

2.1 主要技术难题及解决情况

针对传统清淤存在扰动大、清淤精度差、淤泥处理周期长等难题，中船重工第七〇二研究所研发了生态清淤及快速固化处置一体化处置技术。该项技术于2010年2月8日通过了江苏省发改委、水利厅组织的专家论证。

该技术的核心是集生态清淤与淤泥快速固化同步处置于一体，装备机动性强，与国内同类技术相比，具有清淤过程环保（对水体扰动小）、污染去除率高、不需排泥场（节约土地）、连续快速脱水（日产日清）、设备占地面积小、综合成本低（与淤泥吸取成本相当：淤泥即时固化无需土地租赁及堆场费，运行成本主要由电费、环保絮凝剂、人工、设备折旧及维护等费用构成）等优点，有效解决了常规清淤需长时间占用大面积堆场且存在二次污染隐患的难题，所产淤泥可直接进行固化作为回填土、烧结节能保温砖，也可作为绿化营养土等。在湖泊、河道清淤领域，真正实现了生态化清淤、管网化输送、工厂化处置、资源化利用、信息化管理、企业化运作。

下面分别介绍技术难题及解决情况：

（1）无扰动生态清淤难

针对传统清淤对淤泥扰动的的技术难点，本项目发明了生态环保绞刀头实现低扰动的清淤，本技术能将底泥粉碎及泥浆输送一气呵成，可以避免使用其他部件引起的二次污染，通过计算流体力学方法，对环保绞刀头清淤的原理进行数值计算，研究原理的可行性以及是否确实无二次污染。

（2）清淤精度控制难

针对底泥污染集中在淤泥表层，传统清淤过程存在不同程度的污染物清除不彻底、过挖量大等难题，项目发明了清淤作业装置（清淤前后动态测量）、生态清淤导航装置、生态清淤扩散测量装置的一种生态清淤方法。本方法利用高精度的GPS动态测量和超声波测深仪实时测量清淤前水深和清淤后水深，生态清淤船上的清淤作业系统接受到超声波测深仪的信息，根据清淤厚度要求，控制生态清淤吸头下降到需要深度，作业后及时验收清淤后的深度，同时对清淤吸头引起的泥沙及悬浮物进行测量评估，解决了现有挖泥船通过测量船定期测量不能实时修正清淤欠挖、超挖的问题。

（3）淤泥处理长期占地难

针对传统淤泥固化处理需要占用大量泥浆排泥场并且周期长达2年～3年的难题，本项目发明了生态清淤及淤泥固化处置液体化工艺。生态清淤船吸取的泥浆通过管道送到淤泥处置站，先对泥浆进行砂泥分离，分离后的泥浆浓缩后进行机械脱水，机械脱水后的余水进行二次进化达标排放，脱水泥料添加固化剂固化，固化土通过皮带打到堆场。该技术具有清淤无扰动、无需泥浆堆场、清淤及处置一体化、占地面积小等优点。

2.2 主要施工方法

（1）工艺流程

根据该工程底泥的特点和清淤工程量大小，在原有工艺基础上进行改进，扩大生产能力和效率，增加泥浆浓缩沉淀工序，使整个工艺具有针对性，同时提高脱水设备的效率。主要工艺流程是通过环保疏浚→砂泥分离→浓缩沉淀→机械脱水→淤泥固化→尾水达标排放，工艺流程图如下：

（2）施工方法

施工方法由环保疏浚、疏浚底泥处理处置、淤泥固化及资源化利用四部分组成。

（3）生态清淤

开发新型生态清淤船，利用600m3/h环保绞吸船将泥浆经3km管道输送至岸上进行后续处理。

（4）淤泥快速脱水

清淤泥浆通过砂泥分离装置去除固体物，如碎石、渔网、塑料纸、贝壳、腐烂水生植物等，砂泥分离装置处理量为150m3/h的砂泥分离机4台。固体物通过下坡板送到堆料区，并由铲车运送到填埋区。

泥浆水（粒径0.5mm以下）用泵打到1#浓缩沉淀池，添加淤泥处理剂1，沉淀池的处理量为150m3/h。

沉淀池的沉淀淤泥输送至离心机组进行固液分离，开发大流量高效离心机，选用40m3/h处理能力的离心机1台。脱水后的泥料（含固率55%以上）再进行后续固化，沉淀池的上清液达标排放。

脱水后的上清液再用泵打到2#浓缩沉淀池。处理后的尾水达标排放，尾水可作为絮凝剂和反冲洗的中水，少量淤泥回流至一号调节池进行循环处理。

（5）淤泥固化及资源化利用

脱水泥料通过皮带输送机送到淤泥固化池，添加一种固化剂进行固化处理，最后通过铲车运到指定填埋场堆放，7天无侧限抗压强度大于100kPa，28天无侧限抗压强度大于150kPa，前一周如果下大雨需要遮盖防雨布防潮，4周后可以利用挖掘机压实堆高。

脱水泥料也可作其它资源化利用，如烧制环保节能砖（压强达到100kg/cm2）、轻质陶粒以及制作有机肥、绿化营养土等。

2.3 新技术、新材料、新设备、新工艺和施工科研情况

（1）生态清淤环保铰刀头

生态清淤环保铰刀头作为本项目的专利技术得到运用，其主要原理为通过高速旋转式铰刀和清淤环保罩，高速旋转式铰刀将河底淤泥及硬土在环保罩内绞碎，再通过砂浆泵及时吸入管道。实践证明能有效防止底泥在清除过程中的二次污染。

（2）生态清淤船

生态清淤船采用生态清环保铰刀头，作业装置能够实现薄层精确清淤，该船作业集清淤前后测量、清淤、效果评估一体的智能清淤平台，适合于河湖治理要求的水下薄层精确清淤。

（3）淤泥快速脱水装置

利用大长径比离心机，添加自行研发的环保絮凝剂，对淤泥浆快速脱水，脱水后的泥料含固率高。

（4）脱水、固化集成站

将淤泥快速脱水和淤泥固化有效集成一体化处理站，实现了淤泥脱水固化一体化，做到日产日清，大大缩短了清淤、堆放、固化的时间。

3 结语

沂水县沂河沂水段底泥处置及生态修复示范工程第二标段工程的施工使我们进一步积累了城市河道清淤的经验，也发现尚有不足之处需要不断改进提高。台车式环保绞吸船是成功的，满足了较宽河道的施工要求，最大可能地保证了施工连续性，但清淤船上岸时的吊装还是受到一定限制，在繁忙道路上，吊装安全风险较大，下阶段我公司将继续开发适合城市不同河道特点施工的船形。

沂河沂水段河道清淤和淤泥处理施工方案的探讨，确定了合理、经济、有效、可行的城市河道清淤和淤泥处理施工方案，工程完成后，将为城市水系建设、沿岸景观、亮化美化奠定坚实的基础，同时对于开展类似的城市河道清淤工作，具有重要的借鉴和指导意义。※

[1]何国富，刘伟，徐慧敏.最新景观水体修复方法及生态示范工程案例[J].第三届全国河道治理与生态修复技术交流研讨会专刊,2011.

[2]张立明.浅谈城市河道清淤对策[J].江苏水利,2012（02）.

[3]王娜，孔卫东.河道清淤施工方案设计[J].河北工程技术高等专科学校学报，2010（04）.