新型环保生态清淤技术在淮安市清浦老城区除涝综合整治工程中的应用

朱正强 陈红卫 李帆 胡锦嵩 胡锦原

摘要  在介绍生态清淤技术的基础上，重点分析了生态清淤技术在淮安市清浦老城区除涝综合整治工程中的應用，包括清淤机械选择、疏浚土运输、堆泥场设计和余水处理方法等。

关键词 生态清淤技术;城区河道整治;城市生态系统

中图分类号：TV851 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2018）06-105-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.06.049

Application of New Eco logical Dredging Technol ogy in Waterlogging Control Project in Qingpu District of Huaian

ZHU Zheng-qiang et al（Qingyan Garden in Huaian， Huaian， Jiangsu 223002）

Abstract Based on the introduction of the ecological dredging technology， the application of the ecological dredging technology in the waterlogging control project of Qingpu District of Huaian was emphatically analyzed， including the selection of dredging machine， the transportation of dredged soil， the design of mud pile field and the treatment of residual water.

Key words   Ecological dredging technology; Urban river regulation; Urban ecosystem

城市河道生态清淤治理水环境， 通过生态清淤设备和生态疏浚后淤泥处理等新技术新方法，做好河道清淤施工中环境保护，可改善河道水质，减少对水体环境影响，实现环保疏浚与环保清淤，对城市生态系统的建设具有重要意义。

1 项目区概况

淮安市清浦区位于苏北腹地，淮河下游，南临苏北灌溉总渠，西靠二河，东北以里运河为界。淮安市清浦老城区除涝综合整治工程范围内的主要外排河道为大运河、里运河、入海水道，内部主要排涝河道为文渠河、圩河、内城河、外城河。

目前4条主要排水河道沿线老旧小区生活污水直排入河，河道淤积严重，每到城区突降大到暴雨或汛期排涝时，老城区受涝严重;排涝河道沟通联系较少，水体流动性不强，缺乏活力，净化能力差，河道水质受到严重污染;沿线排涝建筑物设备老化，影响排涝效益的正常发挥，区域外排能力不足。

2  生态清淤技术

2.1 技术概述

生态清淤是主要以水质改善为目标的清淤工程，同时在清淤过程中能够尽可能避免对水体环境产生影响[1]。相对于一般清淤工程，生态清淤可以防止挖泥过程中污染底泥扩散;清淤设备具有较高的定位精度和挖掘精度;对输排系统进行改造，减少输泥过程中的泄漏，避免对环境产生二次污染;采取多种措施兼顾修复水生生态系统的更高目标;淤泥和尾水无害化、资源化利用。

2.2 清淤设备和淤泥处理

2.2.1 生态清淤设备 城市河道靠近居民区并存在大量建筑垃圾、生活垃圾等杂物，所需清淤设备首先对降低噪音要求较高，其次要确保周围建筑物的安全，再次应尽量减小对水体的扰动，这些特殊性对生态清淤的设备提出了更高的要求。常见的生态清淤设备如旋挖式河道清淤船，主要功能是通过搅动河底表层20～40 cm的淤泥层，然后由污泥泵直接输送到污泥水池;新型多功能挖泥船为多功能挖泥船，通过更换不同施工设备可以实现环保绞吸施工、吸泥、反铲挖泥及水下垃圾收集;生态环保清淤船为多功能环保绞吸船，以淤泥绞吸为主，集反铲清淤、抓斗清淤、耙子清理河道垃圾、打桩作业、清理水面油污等功能于一条船上，各功能在施工作业时可以相互转换，不同作业方式间可以进行切换。

2.2.2 生态疏浚后淤泥处理 吸除的底泥一般是带水的粒状或絮状物质，结构疏松，体积庞大，含水率较高，强度低，部分淤泥可能含有有毒有害物质，容易对周围水环境造成二次污染。目前底泥处置的方式主要有综合利用（堆肥、焚烧利用、制造建筑材料等）、填埋等[2]。淤泥脱水国内通常采用自然干化、机械脱水、污泥烘干及焚烧等方式处理，脱水所需设备有真空压滤机、板框压滤机、带式过滤机及离心脱水机等。发达国家脱水方式较多采用固化处理、分级压榨脱水、移动式连续脱水、高压脱水等。

2.3 最新的清淤技术

2.3.1 高浓度原位环保清淤方法 目前常用的环保清淤方法清淤出的淤泥浓度在15%～20%，水分子的体积要远大于土颗粒的体积，清淤泥浆的体积为颗粒的4～5倍。这些高含水泥浆往往需要较大的堆场进行放置，很多清淤工程因为堆场场地的问题而受到严重制约。高浓度原位环保清淤能够降低清淤过程中泥浆的增容率，在中间输送过程中可以使泥浆含水率得到降低，将淤泥直接变成可以用于填土的土材料使用。因此，为了节省占地和降低整个清淤和淤泥处理的成本，高浓度原位环保清淤技术已经成为未来的发展趋势。

2.3.2 堆场淤泥快速排水技术 目前大多数内河清淤的淤泥都在堆场中堆放。淤泥堆场经过地基处理，解决其长期沼泽状态的问题后可用于建设、景观、农田利用的土地，而这一地基处理过程就是淤泥固结排水的过程。淤泥黏粒含量高，透水性差，在自重作用下的固结时间长，自重固结后的强度低，淤泥的快速排水固结问题成为一个亟待解决的问题。软黏土地基使用的真空预压法和堆载预压法，对于淤泥往往难以发挥良好的效果。淤泥含水率极高，处于流动状态，颗粒之间的有效应力非常低，在高压抽真空的状态下淤泥颗粒会和间隙水一起流动，从而使排水板出现淤堵而无法排水。如何解决排水系统的淤堵问题成为淤泥快速排水的关键，堆场淤泥快速排水技术是在淤泥内铺设多层多排水平排水通道，其层间距、排间距都在60～80 cm，以形成高密度泥下排水网络。将该网络与地面密封的水平排水管密封连接，再与射流排水装置连接后抽气抽水，可加快淤泥的排水速度[3]。

3 生态清淤技术在清浦老城区除涝综合整治工程中的应用

3.1 河道現状

项目区内河道近几年经过多次治理，由于每次都是局部整治，综合效果不明显。目前4条主要排涝河道淤积严重，过流断面缩小，排水能力不足，水质污染严重，河道平均淤深达1.0 m。此次工程涉及的排涝河道现状统计见表1。

3.2 生态清淤技术方案

3.2.1 清淤方式及主要工程量 圩河清淤1 430 m，淤泥量10 330 m3，建筑垃圾1 000 m3，采用新型环保清淤技术;内城河清淤1 430 m，淤泥量4 689 m3，建筑垃圾400 m3，采用水下淤泥泵冲淤（输水管2 000 m），高家巷泵站引河清淤230 m，淤泥量4 689 m3，采用人工开挖;外城河清淤2 240 m，淤泥量48 902 m3，建筑垃圾3 000 m3，西小闸拦污栅至淮海路段（约1 300 m），清淤方式为普通水下冲淤，淮海路至承德路段约940 m，采用新型环保清淤技术。

3.2.2 清淤机械选择 根据现行的《疏浚工程技术规范》，抓斗式或铲斗式挖泥船不适合疏浚流态状淤泥，链斗式、耙吸式、绞吸式挖泥船较适合疏浚流态状淤泥。但机械疏挖会对底泥产生很大的扰动，使底泥中的污染物大量释放到水中对水体造成很大的污染，且该方法不能疏挖含水率很高的表层流泥，因此不适合疏浚饮用水源水体的底泥。绞吸式疏挖是用水下环保铰刀在封闭的外罩内将底泥绞碎，再用泥浆泵将封闭外罩内的泥浆抽出水面。绞吸式疏挖对水质影响小，便于控制疏挖厚度，绞碎的底泥便于采用管道输送。铰刀及泥浆泵均安装于船上，便于在水面移动，铰刀和泥浆泵可连续作业，工作效率高。此次疏浚即采用美国IMS公司的绞吸式挖泥船疏浚，该设备配有世界上最先进的防扩散技术，很好地解决了疏浚作业对水体产生二次污染的问题。

3.2.3 疏浚土运输 考虑到生态清淤设备堆放地离河道有一定的距离，采用管道将绞吸的底泥输送到设备。为配套环保绞吸疏浚船的工作效率，排泥管管径为200 mm，排管时以沉管为主，由于输泥距离较长，管道运输中应加装接力泵，接力泵的间距根据接力泵的功率由施工单位确定。考虑到接力泵的补给，排泥管沿河岸铺设，以方便施工。

3.2.4 堆泥场设计 此次工程实际疏浚土约11万m3，考虑项目位于市区中心老城区地段，施工场地布置难度较大。原设计中确定新型工艺疏浚机械场地布置于清晏园西侧空地，在设备进场时，发现进出道路过于狭窄，运输设备车辆无法进入，周围古树名木较多，吊装难度较大，设备无法落地;该场地临近淮阴中学初中部，且又临近中考，设备噪音及污泥气味等，恐对学生学习造成不利影响。综合以上原因，经多方协调，地点调整至承德路东侧、闸口派出所北侧的已拆迁待用地块，淤泥转运至城外弃土区。

3.2.5 余水处理 此次工程中，余水处理采用物理加化学处理法，处理后的尾水符合排放标准，可直排入河道，不会发生余水污染事件。

4 结语

城市河道清淤是治理城市水环境，构建环境友好型生态城市的重要手段。城市河道作为城市内部重要基础设施，起着为城市防洪排涝以及引水的重要基础作用，必须加强城市河道淤泥治理工作。制定合理的河道清淤施工方案，采用新技术新方法，加强质量与安全管理，在河道清淤施工中做好环境保护工作，对于保证清淤工作的顺利进行以及城市生态系统的建设具有重要的意义。

参考文献

[1] 汤德意，沈杰.生态清淤及淤泥处置技术在水库整治中的应用[J].水利水电科技进展，2018，38（3）：70-75.

[2] 金雪林，薛路阳，金杰.生态清淤及淤泥快速处置一体化技术的应用[J].人民黄河，2013，35（9）：43-45.

[3] 苏华，倪守高，马伟峰，等.太湖清淤底泥离心脱水处理技术的可行性研究[J].江苏水利，2013（4）：14-16，19.