西安城运公园兰湖清淤方案比选分析

魏 昕，屈 磊，李焕萍

（1.陕西丞海水务工程有限公司,陕西 西安 710000；2.西安经发基础设施建设工程有限公司,陕西 西安710000）

1 工程概况

近年来,兰湖受空气污染和工业废气影响,伴随雨水流入湖区,面源污染问题突出,加之湖区投饵养殖带来的污染负荷,沉入湖底的淤积物积少成多,水体日益恶化,水系生态紊乱,导致湖内水色变浑,水质变差,湖水时有腥臭气味散发,在一定程度上破坏了园内的宜人美景和市民的运动环境,长期下去,湖内还可能发生“蓝藻”“黑潮”等水质恶化现象,直接影响到城市运动公园的功能发挥。测算兰湖面积35000 m2,湖底淤积物厚约0.4 m～0.5 m,清淤方量约15000 m3。

2 兰湖清淤的总体要求

（1）公园正常运营,清淤作业过程必然要求环境友好。城市运动公园紧邻西安市人民政府,是西安市的一张活名片,也是市民每天休闲运动的必去场所,环境影响要求严格。大噪音、易外泄多污染、大场面的清淤作业不能满足公园正常运营和功能发挥的要求。

（2）复杂的场地条件,需要泥浆长距离传输。兰湖湖岸蜿蜒曲折,沿湖两岸密布着公园配套设施和绿化植被,泥浆处理设施场地选择受制约因素较多,可利用的场地较少,就需要长距离的泥浆传输,以减少泥浆处理设施场地的再选择。

3 兰湖清淤方案的比选

方案一：土方机械清淤是利用挖掘机、装载机等土方机械,在河边或水旁直接将淤泥挖掘出水面,再进行二次转运。适用于陆地、沼泽软地面及浅水区域作业,常见的水陆两用挖掘机的工作水深一般为不超过1.2 m,水线下最大挖掘深度为6 m,水线上最大卸料高度为8 m。适用于浅水河道整治和滩涂疏浚。根据实际工期及施工量要求配置多台设备提高作业效率,人工劳动强度低,对作业环境适应性较强。但是,对场地基础承载力要求高,开放式的作业方式,对周边环境影响较大,以传递的方式输运淤泥,易造成二次污染。

方案二：人工清淤是人工体力劳作的方式进行的底泥清挖方式,底泥、沉积物、垃圾等直接装入编织袋内转运到作业区域以外。适用于清淤量相较小、淤积厚度小,其他清淤机械无法进入的场地、中小河道或湖泊以及作业面狭窄区域的清淤工程。通常配合污泥泵或高压水枪对河道、湖底、池底进行清淤和冲洗。首先对清淤区域进行排水作业,在保证工人施工安全的前提下,排水程度根据配合清淤的设备确定。工人将淤泥直接装入编织袋中,将编织袋码放在岸边进行初步沥水,然后将淤泥转运。在根据清淤的实际需求,配合高压水枪对河道或河底进行冲洗,以达到彻底清除淤泥沉积的目的。人工清淤能够对清淤区域进行彻底的挖除,清淤精度高、能达到百分之百的清理。对清淤工作面要求低,机械难以达到的狭窄区域都可以作业,同时能够补足机械清淤通常无法达到的对淤泥的彻底清除缺点。但人工清淤效率低,工期要求长,同时需要将淤泥暴露在空气中,对周边环境影响大。

方案三：水下环保清淤是利用自动水下清淤机进行清淤作业,远距离操控,在水下清淤层、硬土层及斜坡等多种地形均可行走,而且可以360°无盲区清淤。适用于面积不大的城市人工湖、池塘等水底较为平坦的区域作业,作业水深一般在0.5 m～3 m之间。岸上远距离操纵,陆上、水下自动行走,自动化程度高,耗能少,节约人工,适宜于全天候作业。通过远程遥控,不需要对施工区域进行排水作业。根据现场清淤作业区域分区作业,通过遥控地毯式清淤作业,每幅相互搭接,保证清淤质量。自动水下清淤机后接输泥管道,直接将淤泥传送至淤泥脱水场地。淤泥脱水场地距水下清淤机较远时,距离超过输送距离时,需要在合适位置设置淤积池使用泥浆泵二次输送泥浆。水下环保清淤机进行清淤作业时无需排放湖水,对施工区域正常运行影响极小,且不受天气等因素的影响,对作业环境适应性强,人工远程遥控作业,人工劳动强度几乎没有。作业对水体扰动小,后接输泥管道,不会对施工区域及周边环境造成二次污染。但作业效率固定,施工量较大或工期紧张的情况下,需要配合其他清淤设备共同作业。

方案四：两栖作业船对湖泊、河槽、湿地以及陆地和水之间的边界地区进行清淤、收割、疏通、挖掘等作业。具有出色的漂浮载重能力,适合作业于敏感恶劣的湿地环境中,同时,具备高操作精度和灵活性,能在狭窄区域或有障碍物区域自由行动。最大清淤深度为3.5 m,既可以在无水条件作业,也可以在不排水（有水）条件下作业。两栖作业船的抽吸泵直接连接输泥管道,两栖作业船输送距离远,可直接将淤泥传送至淤泥脱水场地。环保绞吸清淤可根据施工区域环境以及施工需求,在水中进行精准清淤,对水体扰动小且不会造成二次污染。环保绞吸清淤不需要排水,能保障公园日常运营。

表1 清淤方案比选结果表

结合兰湖实现场情况,通过对比可知：

（1）土方机械清淤虽然工作效率高,但清淤精度差、清淤质量较难保证,无法满足彻底清除兰湖底泥沉积的问题。同时,土方机械作业对湖底衬砌也有损坏的可能。排水暴露淤泥的作业方式对环境及周边影响较大,臭气四逸会严重影响公园正常运营。由于运动公园场地限制,土方机械难以进入兰湖内作业,机械清淤方案不适用于本次清淤项目。

（2）人工清淤工作效率低,工期长、对周边环境影响大,不适合作为单独的清淤方式实施,但清淤精度高、清淤质量容易保证,配合高压水枪冲洗,可以将兰湖底部淤泥完全清除,更适合作为环保机械清淤的辅助方式,以达到更好的清淤效果。

（3）水下环保清淤利用自动水下清淤机,可以实现远程操控,减少人工作业。清淤作业对水体扰动小、不会造成二次污染,不影响公园日常运营。由于自动水下清淤机的工作效率较为固定,结合城市运动公园的社会属性,单独使用不能满足考虑本次清淤项目实施的工期要求。

（4）环保绞吸清淤使用两栖作业船作业,对作业区域水体扰动小、对周边环境几乎没有影响、不会造成二次污染,且不排水的作业方式更能保障公园日常运营。清淤精度、质量、效率高,同时,环保绞吸清淤与后续淤泥脱水固化工序的结合较好,降低施工难度、节省资源。

针对本次兰湖清淤的实际情况与对各种限制因素的综合考虑,可采用环保绞吸清淤与人工清淤结合的形式实施。

4 结语

通过四种清淤方案的比选分析,详细说明了各种清淤方案的优缺点,对河道清淤具有一定的指导意义。不过国家的环保政策的收紧,对散乱污加强监督,以及城市管理的高要求的大环境下,未来势必在环保清淤方面,要不断提升和创新清淤装备和技术。