淤泥脫水固化在圍堰加高工程中的應用

趙銅軍，孫俊

（中交天航環保工程有限公司，天津　300450）

淤泥脫水固化在圍堰加高工程中的應用

趙銅軍，孫俊

（中交天航環保工程有限公司，天津300450）

摘要：結合太湖梅梁湖生態清淤具體工程實例，采用雙側等間隔打樁、雙側懸掛安全網、單側固定防滲土工布等多種施工工藝相結合的方法，探討土工管袋脫水固化技術在圍堰加高工程中的應用。工程實驗證明該方法有較高的實用和推廣價值。

關鍵詞：土工管袋；脫水固化；圍堰加高；環保疏浚

中圖分類號：U655.541

文獻標志碼：A

文章編號：2095-7874（2015）03-0058-03

doi：10.7640/zggWjs201503012

收稿日期：2014-11-18

作者簡介：趙銅軍（1972—），男，山東萊陽人，工程師，從事港口航道及環保疏浚工程管理。E-mail：ztj0219@163.com

App lication of sludge dehydration curing in cofferdaMextension project

ZHAO Tong-jun,SUN Jun
（CCCC-TDC EnvironmentalEngineering Co.,Ltd.,Tianjin 300450,China）

Abstract：Combined with the Meiliang Lake ecological dredging engineering projectexample in Taihu Lake,the totalecological dredging with double side interval such as piling,double side suspension safety net,unilateral fixed antiseepage geotextile and various construction technologies,we discussed the application of geotechnical tube bag dehydration curing technology in the cofferdaMheightening project.Engineering practice proved that themethod has greatpracticaland promotion value.

Key words：geotechnical tube bag；dehydration curing；cofferdaMheightening；environmental protection dredging

0　引言

環保疏浚是清除湖泊內源污染、減小河湖污染負荷的重要手段。在環保疏浚工程中，會有大量高含水率的疏浚底泥產生，如果疏浚地區降雨量大，疏浚底泥不能快速干化、減容，會長時間占用土地資源，影響工程進度和投資，而疏浚底泥的脫水減容也是疏浚土資源化利用的前提條件。

傳統的排泥場自然脫水直接通過泥漿自然沉降、余水排出的方式，此方式簡單，但占地較多。由于堆場中的底泥裸露，與周圍環境直接接觸，如果堆場余水處理不達標，會對周邊水體造成二次污染[1]。然而大多數的生態清淤項目處于經濟發達城市區域，常常面臨堆場制約問題，同時建設方越來越強調以一種更加環保的方式處置底泥。

無錫市位于經濟發達的太湖流域，周邊土地越來越具有商業價值，因此生態清淤工程的堆場問題也逐漸暴露出來。一方面敞開式的傳統堆場增加了環境風險，提高了水環境治理成本；另一方面每項生態清淤工程都將涉及到土地征用補償等問題，會遇到各種的阻力，建設方急切期望施工單位占用更少的土地完成生態清淤項目。

中交天航環保公司成功開發了土工管袋脫水固化新技術，克服了大規模河湖污染底泥堆放問題，而且更加環保、節能，得到了廣泛應用。該技術是集進水土分離及污泥脫水固化處理為一體，實現全自動化管理的新技術。與傳統工藝相比較，其處理性能更穩定，工藝更簡單，效果更優越，總投入及處理成本更底，更有市場競爭力。

本文結合太湖梅梁湖生態清淤工程實例，采用雙側等間隔打樁、雙側懸掛安全網、單側固定防滲土工布等多種施工工藝相結合的方法，嘗試將土工管袋脫水固化技術應用到堆場圍堰加高工程中，并總結一套利用淤泥脫水固化加高堆場圍堰的施工工藝。

1　工程概況

1.1工程設計

梅梁湖生態清淤2011年度工程五標段，清淤方量約73.91萬m3，其中土工袋充填1.1萬m3用于白旄圍堰加高，加高圍堰長度約1 512 m，在現有圍堰標高的基礎上加高1.6 m，以滿足堆場容量要求。

1.2施工難點

1）工序復雜，技術要求高。底泥通過環保疏浚挖泥船封閉管線充灌入土工管袋內進行脫水，排距較遠，需挖泥船、接力泵船、泥漿泵與土工管袋充填施工密切配合。同時，沉淀效果取決于絮凝劑輸送管道的設計濃度流量與清淤船泥漿濃度是否相匹配，這都對施工工藝有較高要求。

2）施工效率低。圍堰狹窄，管袋容積小，排距長，間歇施工，工效低。

3）安全管理難度大。在堰上進行管袋充填，一邊是泥塘，一邊是太湖，安全隱患大，安全防護要求高。

4）施工工期較緊。要求必須在45 d內完成管袋圍堰加高工程。

2　圍堰加高方案設計與施工準備

2.1方案設計

利用土工管袋充填進行圍堰加高的總體設計如圖1所示。

圖1　圍堰加高示意圖Fig.1 Sketch of heightening the cofferdam

本工程原有圍堰頂面寬度不一、高低不平，個別地方僅4.7 m左右，采用5 m×30 m的土工管袋。沿泥塘一側每隔5 m預留寬度為0.3 m的排水溝，排水溝底高程比圍堰中間場地低0.05 m，向泥塘側設計一定坡度，保證濾水流入泥塘。

2.2施工準備

2.2.1場地平整

施工中采用小型推土機配合人工進行圍堰平整，去除圍堰上帶尖角的石子、鐵絲等雜物，狹窄段使用圍堰里吹填土或外運土進行拓寬加固，整平完畢后由小型挖掘機對圍堰頂面進行碾壓，以保證圍堰的平整密實。

2.2.2土工布鋪設

在平整后的圍堰上鋪設1層200 g /0.3 mM/ 200 g復合土工布（兩布一膜），土工布連接處長度不少于300 mm，向內側圍堰鋪設至水面下1 m，外側（沿湖）從防護樁底部整體折疊繃在木樁上（高度2 m），防止管袋濾水排向太湖。對于土工布之間連接采用縫紉機進行人工縫合，2塊土工布縫合時預留約30 cm間隙；3塊及以上土工布連接時，預留20 cm的豎向接口不縫合，待橫向接口縫合完成后再進行豎向接口的縫合。

2.2.3打設防護樁

為了固定土工管袋、穩固圍堰，沿白旄堆場圍堰兩側打插木樁，木樁直徑200 mm、長4 m，插入圍堰2 m、外露2 m。打樁之前根據設計位置進行放樣，確定每根木樁的具體位置。臨湖側插入間距為1.5 m，泥塘側根據現場實際插入間距控制在2.5 m左右。同側木樁之間架設安全防護網。

2.2.4管線組裝與布設

按照設計方案對已組裝完成的排泥管線進行布設，在管口上坡30 m處架設三通，隨后連接攔污箱，并通過DN450-150 mm變徑管線接入泥漿泵，再與加藥管絮凝劑匯合到直徑150 mm管道里（鋼管）流向土工管袋。

陸地上采用直徑150 mm管線沿湖側堰頂進行鋪設，沿途用鐵絲固定在防護樁上。分支管口在離充填管口就近合適位置布設等徑三通，分支軟管采用直徑200 mm皮龍管，一頭連接分水口，使用鐵絲綁定，另一頭連接土工管袋，使用長40 cm，直徑200 mm的PVC管連接進行管袋吹填。

2.2.5施工設備選擇

根據現有施工船舶計劃及船機性能，工程投入1艘環保挖泥船（浚湖號）、1艘接力泵船（環保泵船1號）、2臺6PN型（泥漿泵功率22 kW，排泥管直徑150 mm）泥漿泵及1套移動加藥設備進行管袋吹填作業。

3　土工管袋脫水固化

3.1施工工藝流程

根據本工程特點，采用環保絞吸式挖泥船連接封閉管線進行疏浚施工[2]，清除污染底泥，并通過泥漿泵及加藥設備進行絮凝等一系列處置后，

充填入土工管袋進行固化以達到加高圍堰目的。

具體施工工藝流程如圖2所示。

圖2　施工工藝流程Fig.2 Construction process

3.2土工管袋充填

3.2.1施工流程

本工程第一層土工管袋的充填單元分成3個，從第一單元依次順序吹填施工。具體施工單元劃分如表1所示。

表1　施工單元工程量表Table 1 Construction unitquantity

土工管袋鋪設完畢并固定合格后，打開污泥泵以及藥劑添加泵開始充填，控制充袋流量，避免出現擺袋現象。

1）組織工人沿管線方向分塊進行土工管袋高程控制。當吹填高度到達設計高度2.2 m左右時，關閉該支管控制閘閥，進行管袋瀝水。

2）當吹填的土工管袋達到80％時，進入補吹階段后，開始下一部分土工管袋的鋪設、固定和連接工作。

3）第一層土工管袋吹填完畢并達到固結標準后，進行二層管袋吹填，對于第一層土工管袋相鄰位置的凹槽可選擇荊笆或相似骨料加黏土進行填平處理。

3.2.2土工管袋充填施工注意事項

1）開工前對施工區底泥樣品進行檢測分析，確定淤泥中各成分含量，并做絮凝劑實驗以確定最佳投藥量。本工程中確定的絮凝劑加藥量為0.76 kg/m3，實際操作中按0.14％比例配置藥劑，并根據實際絮凝效果，適時調整加藥比例。

2）絮凝藥劑溶解時應嚴格控制藥劑投加速率，保證藥劑溶解充分，防止顆粒的互相粘連而使溶解操作失敗。

3）絮凝劑中PAM分子鏈在溶液中受剪切力作用會發生分子鏈斷裂降解[3]，影響絮凝性能，因此攪拌轉速一般應控制在50～250 r/min。

4）施工中應認真記錄泥漿流量及管道內泥漿濃度變化，并根據濃度、排泥管線與加藥管線長度的變化，及時調整藥劑投加量，以保證管袋充填效果。

5）土工管袋充填到一定程度后，管袋表面被細小泥沙顆粒形成的“濾餅薄層”所覆蓋，阻礙了管袋內水分的進一步滲出，應安排專人定時對充填管袋進行“敲打”，破碎管袋表面的瀝水阻礙層，保證管袋的透水效率。

4　結語

本工程將土工管袋脫水固化工藝應用到堆場圍堰加高工程中，在國內疏浚領域尚屬首次。不僅通過圍堰加高實現了堆場容量的增加，而且本工程的順利實施也為圍堰加高提供了新的施工方法，同時拓展了土工管袋淤泥固化工藝的適用領域，對于同類河湖污染底泥的環保疏浚工程具有較高的實用和推廣價值。

參考文獻：

[1]朱喜，胡明明.中國淡水湖泊藍藻暴發治理與預防[M].北京：中國水利水電出版社，2014. ZHU Xi,HU Ming-ming.Control and prevention for blue algae blooming in China freshwater lake[M].Beijing:ChinaWaterPower Press,2014.

[2]《疏浚工程手冊》編委會.疏浚工程手冊[M].上海：交通部上海航道局，1994：964-1 052. Editorial committee of Dredging Engineering Manual.Dredging engineeringmanual[M].Shanghai:CCCC Shanghai Dredging Co., Ltd.,1994：964-1 052.

[3]李大強.聚丙烯酰胺絮凝劑對污泥脫水性能的影響[J].安徽農學通報，2012（8）：162-163. LIDa-qiang.Effectof polyacrylamide flocculant to the function of sludge dewatering[J].AnhuiAgriculturalScience Bulletin,2012(8): 162-163.