环保疏浚技术在城市河道清淤工程中的应用

乔善文 仲维啸 尤旺龙 张佳波 张辉煌

中建一局华江建设有限公司 北京 100161

摘要：为验证环保疏浚技术在城市河道清淤工程中的应用效果，结合漳州市浦头港水环境综合整治项目工程实践，对河道清淤工程方案及技术措施进行了试验和探索。结果显示：环保疏浚技术在城市河道清淤工程中具有良好的适用性。所总结的施工技术，可为未来同类工程提供借鉴。关键词：河道清淤；水环境治理；污泥资源化；环保疏浚

中图分类号：TU991.2 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2019)12-2198-02 DOI：10.14144/j.cnki.jzsg.2019.12.031

Application of Environmental Dredging Technology in Urban River Dredging ProjectQIAO Shanwen ZHONG Weixiao YOU Wanglong ZHANG Jiabo ZHANG Huihuang

CCFDG Huajiang Construction Corporation Limited, Beijing 100161, ChinaAbstract: To verify the application effect of environmental dredging technology in urban river dredging project, combined with the engineering practice of comprehensive improvement project of water environment in Putou Port of Zhangzhou City, the scheme and technical measures of river dredging project are tested and explored. The results show that the environmental protection dredging technology has good applicability in urban river dredging engineering. The construction technology summarized can provide reference for similar projects in the future.Keywords: river dredging; water environment control; sludge recycling; environmental dredging漳州市地处福建东南部，位于九龙江下游冲积平原中心地带上。市区内共有河道55条，长105.66 km，其中明渠长度94.68 km，暗渠长度10.98 km，主要分为三湘江、浦头湾和九十九湾三大流域。自2012年以来，漳州市虽全力组织力量，对市区河道进行了深化整治，但由于污染源未得到控制，内河水环境未得到改善。调研结果显示，目前漳州市区内%的河道生态严重受损，黑臭水体现象严重，生态环境单一，生物种群稀少，水体自净能力差。

基于此，漳州市内河水环境综合整治项目确立了“外源控制、内源治理、水生态修复”的技术路线。城市河道清淤工程是内源治理中的重要环节，不同于一般的水利工程疏挖，城市河道清淤工程属于环保疏浚工程，其要综合考虑社会效益、环境效益以及经济效益等因素。环保疏浚是在充分考虑环境效益的基础上进行高精度的疏挖。其具有施工精度要求高、疏挖深度和边界要求特殊、疏浚过程中采取措施尽量避免二次污染等特点[1]。

不同于湖泊，目前对于城市河道的环保疏浚没有现

成的规范、标准可以参考。城市河道的环保疏浚应该如何展开，使用什么样的清淤机械和工艺，清除的淤泥该如何处置都没有一个定论，有必要进行深入探究。为此，我们在漳州市浦头港流域水环境整治过程中，以葫芦潭（全长3 200 m，暗渠长度1 729 m，明渠长度1 471 m，河道宽度5～6 m）环保疏浚为载体，进行了一些试验和探索。

1 疏浚方案选择

目前环保疏浚方式主要有2种：干法疏浚和带水疏浚。干法疏浚具有质量易于保证，对设备、技术要求不高，产生的淤泥含水率低，易于后续处理等优点。但只适用于雨源型河流和小水量河流。因此目前带水疏浚应用较为广泛，但是其具有底泥量大、可能造成污染物在水中二次扩散等缺点。鉴于本工程城市内河河道较为狭窄，水流量较小，宜采用干法疏浚对河道进行环保疏浚。

考虑到本清淤施工工程量大、现场施工条件受，施工前期征（租）堆淤泥场地、文明施工围挡、设置集中出泥口、配合主管部门制订清淤车辆通行路线及时段的任务繁重、工期紧的特点，为确保工程目标的实现，施工组织的总体思路是：“及早开工、超前准备，突出重点，分段作业、优化资源配置、充分发挥资源效率”。在实现安全生产、环境保护施工目标的同时，尽可能缩短工期，减少对居民生活以及交通出行的干扰。

作者简介：乔善文（1990—），男，本科，助理工程师。通信地址：北京市丰台区西四环南路58号望园大厦3号楼中建一局华江技术部（100161）。电子邮箱：1107310782@qq.com收稿日期：2019-09-02

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󰀁乔善文、仲维啸、尤旺龙、张佳波、张辉煌:󰀁󰀁环保疏浚技术在城市河道清淤工程中的应用

2 施工要点

2.1󰀡集中出泥口施工技术

经现场探查发现，暗渠内树枝、块状砖体、石块等垃圾众多，且多处道路雨水篦及两岸居民生活污水直接接入暗渠，雨水篦内积淤严重。暗渠部分检查井被掩盖位置无法查明，部分暗渠检查井路线过长，不能满足施工条件要求。根据现场探查及论证，需设置集中出泥口并提前对道路雨水篦、污水井进行清淤。

本工程的集中出泥口施工点均在城区中，地下管线情况复杂，为防止对原有市政管线造成破坏，组织技术人员使用全站仪对全段水管、电缆、通信光缆等市政管线进行勘察，结合交通情况，在暗渠沿线每100 m设置1个集中出泥口。因暗渠内的施工防护措施，照明管线、报警应急管线、水泵出水管等施工管线都需要占用集中出泥口的一部分空间，因此将集中出泥口开口尺寸设计为沿管线方向长4 m，垂直管方向宽3 m。

暗渠内施工属于有限空间施工，安全问题尤为重要。由于检测到暗渠内氢气、氨气、甲烷等易燃易爆气体严重超标，为了保证施工安全，在人工破除暗渠顶板时，一律采用水钻取孔，再人工破除的方式施工，防止火星的产生。集中出泥口处设置有施工人员上下坡道（坡比1∶0.3），坡道设置300 mm×300 mm防滑条。

在集中出泥口开挖完成后，由专业人员穿好防护服、靴，并佩戴正压式空气呼吸器氧气瓶、便捷式防爆灯。对暗渠内进行“四害”消杀后，再进入渠内进行送风管路安装，轴流风机通风24 h以后由专业检测人员佩戴氧气瓶及检测设备，并携带活体动物进入渠内再次检测空气质量，确定暗渠内空气环境满足人员进入暗渠条件后，将活体动物（鸡、兔）留在渠内，方可组织人员进入暗渠内进行作业。作业人员进入渠内后，一旦发现活体动物行动迟缓、焦躁不安、行为异常等情况时，须立即撤离。轴流风机送风量计算公式如下：

Q ＝K×m×q×（1＋ p） （1）式中：Q——所需风量；

K——风量备用常用系数，常取1.1～1.2； m——洞内同时工作的最多人数；

q——洞内每人每分钟所需要的新鲜空气量，通常按 照3 m3/min 计算； p——漏风系数。

现渠内假设最大值有20人同时进行清淤工作，取k＝1.1，m＝20。采用φ200 mm的PVC管，每百米漏风率一般可控制在2%以下，取P＝1.02，则Q＝67.3 m3/min。

2.2󰀡围堰分段施工技术

根据本工程的工期要求，为了充分发挥资源效率，节约工期，采用了围堰分段作业的方法进行施工。在土方清

淤前，根据清淤区的大小、形状、泥层厚度等情况，为利于质量、进度和土方平衡控制。将整个河道清淤区域按开挖长度等分成长100 m的清淤单元，每个清淤单元设置1个围堰，待围堰成形，采用水泵排出河道内的全部积水，对污染底泥进行挖除。

围堰堰顶宽1.0～5.0 m，堰顶高程最高在水位以上0.5 m。坡比为1∶（1.0～2.5），迎水面方向水面以下部分采用抛填。为阻断两岸驳岸挡墙缝隙渗水回流到围堰中，在围堰的迎水侧和围堰与驳岸连接处采用彩条布或塑料薄膜等进行隔水处理。

另一方面，为了在缩短工期的同时完成安全生产目标，在围堰地基松软部分，沿围堰设φ100 mm的松木桩，木桩入土深度在1 m以上，木桩间距0.5～0.8 m，横向采用

φ6 mm钢筋拉接，纵向设木挡，并采用铁丝绑扎的方法加强围堰的结构强度。

2.3󰀡环保疏浚施工技术2.3.1 底泥疏浚技术

底泥疏浚深度是环保疏浚的核心参数[2]，施工中必须严格控制清淤深度。在挖除污染层底泥的同时，尽量减少对非污染层底泥的超挖，疏挖过深可能会导致深层的污染物释放到水体中，打破原有河道底泥和水中氮、磷的溶解平衡，使得疏挖之后的水体中的氮、磷含量增高，进一步增加生态修复难度[3]。

为精确确定底泥疏浚深度，在各分段清淤区清表排水后，每隔20 m使用全站仪对底泥断面进行测量，测得河道底泥厚度为0.6～1.3 m。同时对底泥进行柱状采样，根据底泥物理特征进行现场分层并取样，初步确定底泥疏浚深度，进一步采用实验室方法分析底泥中氮、磷、重金属及其他污染物质的分布随底泥深度变化的规律，确定了底泥疏浚深度为0.3～0.6 m，最终绘制出挖方断面图。

为避免疏挖过程中污泥泄露产生二次污染，工程采用出水径150 mm的多级离心泵抽淤，并严格按照挖方断面图的设计截面、标高要求进行开挖，控制疏挖深度误差不超过5 cm。多级离心泵将淤泥水平泵送至距离达250 m外的泥浆罐车内进行外运（泵送泥浆含淤泥量不高于30%）。

目前福建1 m3淤泥的处理费用在10元左右，相比一般的工程疏浚，环保疏浚减少了60%以上的底泥处理量，不仅节约了一半以上的工期，而且比工程疏浚还节约了近120万元的淤泥处理费用。

2.3.2 污泥固化利用技术

污染底泥以有机质为主体，同时含有大量重金属、病原体及寄生虫（卵），如果不能有效地处置污染底泥，污染底泥对环境造成的二次污染危害相比未治理的将会更大。另一方面，污染底泥富含的氮、磷元素和重金属也为

（下转第 2202页）

建筑施工·第41卷·第12期

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󰀁陈来飞:󰀁󰀁热塑性透明结合料在自然色路面中的应用研究探讨

表5 自然色试验段性能检测

项目试验段2完成时3个月后完成时3个月后结构病害————15󰀁s渗水/mL＞1󰀁500＞1󰀁500＞1󰀁500＞1󰀁500摆值63626262压实度/%99.099.299.099.2大孔隙结构有助于路面抗滑性能的形成和保持。路面性能的检测结果表明该路面能够用于非机动车道，并且由于热塑性结合料以及大孔隙路面结构对路面弹性的作用，该自然色路面舒适度较高。

试验段33 结语

本文通过研究一种新型热塑性透明结合料的性能，通过比较研究该结合料和改性沥青结合料的性能，以及通过其混合料性能和试验段的研究，得出以下几点结论：

1）该热塑性透明结合料能够满足沥青路面对结合料和混合料的性能要求。

2）研究验证了该结合料应用于排水路面和自然色路面的施工性能，同时研究验证了该路面的耐久性。

3）该热塑性透明结合料生产的自然色路面能够显示铺装材料本来的颜色，且该路面具有优异的透水和抗滑性能，同时在路面舒适度上有一定的优势。

1）该自然色路面的路面颜色为铺装石料的颜色，体现了路面美观和融于自然环境的特质。原因在于该结合料为无色，采用试验段设计的方案，道路铺装中没有添加会影响路面颜色的材料，因此路面铺装完成后能够显示铺装材料本来的颜色和状态。

2）验证了该结合料采用试验设计级配的施工和易性，能满足拌和、摊铺、碾压等要求，因为该试验段设计的孔隙率更大，施工和易性更高，且结合料热稳定高，故不会出现高温离析的情况，能同时满足施工和性能的要求。

3）路面性能检测表明了该自然色路面极优异的透水性能和抗滑性能，因为其设计孔隙率更高，在渗水、抗滑及舒适度上具有优势。

3个月后检测结果表明路面没有结构性病害，并且路面保持了优异的透水和抗滑性能，表明了该自然色路面优异的耐候性。这是由于：一方面大孔隙的结构使该路面具有高透水性，使路面在雨水作用下有自清洁作用；另一方面

[1] 徐文辉.绿道规划设计理论与实践[M].北京:中国建筑工业出版社,

2010.

[2] 王招材.讨论与城市互动的城市绿道规划[J].城市规划.2012,36(10):

110-116.

（上接第2199页）

其资源化利用提供了一定的客观条件。因此为了达到环境保护的施工目标，必须对污染底泥进行处置。

工程采用福建港湾新材料有限公司研发实验室检测中心研制的GWHS-35粉体纳米软土固化剂对污染底泥进行固化处置，将淤泥含水率控制为180%，固化剂掺量控制为90 kg/m³，对养护好的固化土无侧限抗压强度进行检测。检测结果为：养护1、3、5、7 d后，固化土无侧限抗压强度分别为22.0、40.4、52.9、61.7 kPa。

检测发现养护5 d之后，固化土的抗压强度就达到了P.O 52.5水泥的抗压强度，能够满足工程使用需求。本项目利用淤泥固化土作为周边建设工程的建筑回填土等，减少了抛石、石料等不可再生资源的使用；淤泥资源化利用后，施工过程中不存在土石方大量运输造成的扬尘、弃块等问题，同时避免了污泥弃置对环境造成的二次污染。

降至0.34、8.24 mg/L。水体由Ⅴ类水质改善为Ⅲ—Ⅳ类水质，水体富营养化和黑臭情况基本得到控制。

4 结语

本工程以环保疏浚为指导思想进行施工。一方面，采用了干法疏浚的方法对城市河道进行环保清淤，相比工程清淤，不仅为后期水生态修复工程提供了一个良好的基础，而且节约了工期和淤泥清理费用。另一方面，对开挖污泥进行固化处置，回用作为周边工程的回填土、种植土等，减少了资源浪费，同时还避免了污泥弃置产生的二次污染。清淤工程实施3个月后，基本消除了富营养化和黑臭水体情况，研究结果可以为城市黑臭水体治理、流域生态修复提供借鉴作用。

[1] 莫孝翠,杨开,袁德玉.湖泊内源污染治理中的环保疏浚浅析[J].

3 施工效果

项目委托具有专业资质的第三方单位对清淤工程前后葫芦潭水质进行检测。结果显示，清淤工程实施3个月后，葫芦潭水环境恶化得到了有效遏制。水体中代表富营养化的关键指标——总氮、总磷含量分别由2.62、33.8 mg/L

人民长江,2003(12):47-49.

[2] 张丹,张勇,何岩,等.河道底泥环保疏浚研究进展[J].净水技术,

2011,30(1):1-3.

[3] 龚春生.城市小型浅水湖泊内源污染及环保清淤深度研究:以南京

玄武湖为例[D].南京:河海大学,2007.

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