浅谈生态清淤工艺

浅谈生态清淤工艺

金宗城

（常州恒越建设项目管理有限公司）

摘要：随着党的十八大把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业总体布局，党的十九大在全面总结经验、深入分析形势的基础上提出“五位 一体”总体布局的战略目标。河湖底泥内源污染物的释放将直接威胁沿湖及流域供水安全和生态安全，开展河湖水系综合整治，减少内源污染，实施生态清淤和水生态系统保护与修复，已成为湖泊水体生态修复的重要工作。生态清淤工艺就是对湖区底泥采用环保绞吸船清淤后，将底泥输送至加药脱水系统进行脱水固结处理，确保固结底泥，余水对周围环境无污染。本文主要以滆湖（武进）生态清淤试点工程施工为实例，探讨生态清淤工艺和质量控制的相关技术要求进行探讨分析。

关键词：底泥疏浚、底泥固结、余水处理

1 引言

根据滆湖北部、中部和南部不同区域的污染程度、疏浚要求和施工条件，北部湖区因其特殊的地理位置和区域经济发展要求，水环境治理尤为迫切，按照先上游、后下游的治理原则，滆湖（武进）生态清淤是定工程清淤范围为：取水口 1.5 km 范围及向湖心扩展 4km 范围。清淤规模为 71.2 万 m3，采用环保绞吸式挖泥船进行底泥疏浚，疏浚底泥通过管道输送至排泥区内，采用土工管袋进行固化处理。

采用环保绞吸式挖泥船将湖区底泥疏浚，通过输泥管道输送至排泥场，拖过加药脱水系统、土工管袋等进行底泥固结、余水处理等，底泥固化施工完成后破袋场坪并播撒草籽进行防护，避免水土流失。后期结合排泥区域土地规划利用情况，另行实施复垦工作。

2 生态清淤工艺

2.1 清淤设备选型要求

（1）对水体扰动小的、备有环保装置（环保刀头和油水分离器等）和较为先进的环保清淤式挖泥船。

（2）装备优良和施工效率高的施工设备。

（3）环保清淤船舶吃水深度应控制在 1.0m，避免因为施工船搁浅造成人员和设备的安全事故。同时要考虑刀头上部防气蚀保留水深控制在 1.2m 以内的挖泥船。

（4）必须保证船型宽度 7.0m 以上，并且满足船级社或者船舶检验局出具的船体密封 A 级航区以上要求，保证船体的稳定性和出现风浪时船舱的密封性能，以确保船只安全和控制施工精度。

根据清淤设备选型要求结合本工程相关情况，本工程采用环保绞吸式挖泥船作为此次湖区清淤疏浚的主要设备。经现场统算生产率可达 200m³/h，排泥浓度约为15~20%，余水处理量较大，对排泥场的淤泥需进行固结处理，使用效果良好。

2.2底泥疏浚施工工艺

挖泥船从现状深水区向浅水区进占开挖。疏浚之前应作好疏浚区的排查工作，清除水面障碍物。选好挖泥船的疏浚顺序，使挖泥船由深水区向浅水区疏浚，满足挖泥船的工况要求。

（1）绞刀定位：绞吸式挖泥船在清淤施工区内定位后，松放挖泥船船前斗桥绞车钢缆，绞刀头呈垂直扇形慢速下放入水，按设计开挖，再按照分层开挖厚度及深度数据，通过深度监控仪表操作，对绞刀放设深度进行精确复位，并调整绞刀头开挖倾角。

（2）绞刀开挖：即开始启动绞车液压马达，绞刀头低速旋转，切削挖掘淤泥。

（3）泥浆输送及排放：通过挖泥船上离心泵的作用吸取绞刀切削挖掘的淤泥，并提升、加压，泥浆通过排泥管线全封闭输送，泥浆在进泥口区域排放入排泥场。

（4）船体短线爬行、扇形横挖、直线前进：挖泥船在施工生产时，定位桩打设在湖底泥层中，实现对船体中心定位，并通过两个定位桩交替落桩，推动挖泥船位移，使船体在反作用力短线爬行。挖泥船依靠挖泥船前端左右绞车收放锚缆，使船身以船尾定位桩为中心，船长为半径，绞刀头左右扇形移动，实现挖泥船扇形横挖法作业。

2.3 底泥固结工艺

底泥脱水、固化以及处置工程存在系统性，连续性的特点，挖泥船将底泥输运至排泥场，通过底泥处置脱水，使得底泥能够减量化、稳定化、无害化和资源化，以便于后期底泥的进一步处置。

淤泥固结工艺技术指标比较表

土工管袋法脱水工艺相对环保，淤泥全程封闭在管袋和管路中，无淤泥暴露和泄露，可添加环保型脱水助剂，滤出液水质均能达到江苏省地方标准《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限制》（DB321072-2018）一级保护区的排放标准要求，淤泥可以资源化利用，固化周期短，日处理量大，无需建厂，无需大型设备投入，对于工期紧、超大方量的淤泥固化尤其具有优势，各生产环节连续性好，施工人员投入较少，能耗、运行费用及投资相对较低。

（1）淤泥吹填前先进行排泥区场地平整，按设计图纸在排泥区四周设置设排水沟、纵横道路。

     根据当地排泥场布置条件以及疏浚工程量，布置排泥场，四周设置设排水沟，排水沟底宽 1.2m，深 0.7m，坡比 1:0.5，排水沟坡面及沟底设置一层反滤土工布，上部及沟底设置袋装土压重。排泥场内部清基后场内设置纵横道路，满足施工过程中场内交通通行。

（2）在整理好的场地进行土工管袋铺设。按设计要求需充填两层，管袋充填应该从场地中心开始第一个，第一个充填完成后再逐渐往两边延伸。管袋充填以前采用无伸缩性的绳子来固定，在进行上层管袋的固定时要额外的注意，刚开始充填时需要加强加密对管袋的固定，如果固定不牢，管袋有可能从上层滑落，则会造成不必要的意外与损失。

单层土工管袋固结后高度约 2m，根据排泥场地布置，拟设置 2 层土工管袋，固结后高度约 4m。先期场地平整至 2.7m高程，淤泥吹填固结后泥面高程约为 6.7m。

（3）环保清淤船抽吸上来的淤泥在线处理前，使用回转格栅去除泥水中的大颗粒杂质，同时淤泥均质池对淤泥的流量和浓度进行调节，保证后续匀衡浓度均匀进入在线处理设备。

（4）经过在线处理后的淤泥通过阀门和管道配送。淤泥配送的作用是将淤泥按现场情况的需要配送到指定的土工管袋中。

（5）在线处理后的泥浆灌入土工管袋，已与药剂充分反应，泥浆固体的沉降性得到显著提升。水在泵压力和重力作用下透过布袋滤出，99%以上的固体留在布袋中。2~4周后，土工管袋袋中淤泥含水率可达55%以下。

2.4 余水处理工艺

排泥场余水参照《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》（DB321072-2018）中一级保护区内标准执行，即总氮 TN＜10（12） mg/L，总磷 TP＜0.1mg/ L，悬浮物 SS＜30mg/ L，化学需氧量 COD＜40 mg/L，氨氮 NH3-N＜3.0（5.0）mg/L。

根据土工管袋脱水工艺前期试验结果，通过脱水助剂配方的优化，余水中总氮、总磷、COD、氨氮等指标均达到了太湖流域一级保护区内的排放标准，总磷、COD 指标甚至达到了地表Ⅲ类水标准，故管袋固结工艺产生的余水已符合达标排放要求，无需再进行二次处理。

（1）选用环境友好型助剂，以有机化合物为主的材料，并具有锁固重金属、防止浸水二次泥化等功能，符合《饮用水化学处理剂卫生安全性评价》（GBT17218-1998）有关要求，在经NSF认证的脱水助剂目录内的相关脱水助剂，未允许使用含阴离子PAM。施工前，将现场使用脱水助剂送至检测单位检测，检测结果符合要求方允许使用。

（2）采取湖底泥样进行药剂脱水效果试验，选出泥水分离效果最佳的药剂配合，试验完成经底泥及余水出水水质检测合格后，方可进行大规模施工。

（3）每日对余水排放口进行取样监测，使用检测试纸做好自检工作。

（4）根据相关规范及要求，每周至少一次余水检测送检检测。

（5）虽然管袋固结工艺产生的余水基本能符合上述达标排放要求，仍将采取一定的措施改善余水水质。在排泥场内设置余水沉淀池，增加余水物理沉淀时间，排泥场内的余水通过周边河道水系进行沉淀。

2.5 复垦及绿化

排泥区内淤泥固结后，人工破袋，反铲配合人工清理袋布。排泥场内固化土部分推平至破袋场坪区内，平整场地后，后期排泥区及场坪区上部播撒草籽。

3 质量控制

3.1 底泥疏浚质量控制

（1）在挖泥船开挖区段设立多组便于观测的水尺。水尺零点与挖槽设计底高程一致，并满足五等水准精度要求。每半小时测一次水位，随时了解水位变化情况。严格按施工图施工，严格执行一岗多测制度，并记录检测时的水深。

（2）在湖区设计开挖断面起讫点、弯道顶点设立清晰的标志，包括标杆、浮标或灯标等，以控制挖宽质量。施工标志符合《疏浚工程施工技术规范》的规定要求。

（3）放样点位误差：开挖边线，水下±1.0m，挖槽中心线±1.0m。

（4）施工开挖要保证按设计要求施工，施工前要由测量人员利用GPS进行精确定位后方能进行挖泥作业。挖泥船移动横向距离不能大于2m,纵向距离不能大于斗宽，下斗时斗位要重叠1/3～1/4个斗宽，确保挖泥施工无漏挖；施工过程中要不断观察水位变化和抓斗的触底深度；一个区域挖泥完成后，需要对该区域进行测量，确保满足施工设计要求。

3.2 底泥固结及余水质量控制

（1）淤泥流量与淤泥浓度在线监测系统，用来自动控制药剂与调理剂的投加量。操作人员应及时根据系统提示添加脱水助剂。

（2）项目施工前对湖底泥样进行药剂小试，选出泥水分离效果最佳的药剂配合。并脱水处理过程中，间断性抽检脱水固结效果，查看底泥经处理后后凝结成团时间，若发现底泥成团沉淀时间过长或未能成团，及时停止设备并分析原因，采取对应措施后方进行后续施工。

（3）固结、脱水过程，做好余水水质检测管理工作，做好余水日检、周检，相关班组做好“三检”制度。

4 结束语

生态清淤带来的水环境改善，可以使周围宜居环境与土地价值得到提升，增加地区投资吸引力，改善片区人居环境，为区域经济社会可持续发展创造必要的条件，促进经济社会的可持续发展，创造较好的生态效益、社会效益和经济效益。

参考文献

[1]滆湖（武进）生态清淤试点工程施工设计文件及相关图纸

[2]《水利工程施工质量检验与评定规范》，DB32/T 2334.2—2013

[3]《河湖生态疏浚工程施工技术规范》，DB323258-2017

[4]《水利水电建设工程验收规程》，SL223-2008