沂河沂水段底泥處置及生態(tài)修復(fù)示范工程主要施工方法探討

王紅艷

（江蘇東方生態(tài)清淤工程有限公司 江蘇 無錫 214122）

1 工程概況

沂水縣沂河沂水段底泥處置及生態(tài)修復(fù)示范工程清淤位置位于沂水縣沂河沂水段項目區(qū)，固化站位于沂水縣騰飛路與沂河大道交叉口西側(cè)。

利用中船重工702研究所生態(tài)清淤及快速固化處置一體化技術(shù)開展沂水縣沂河沂水段底泥處置及生態(tài)修復(fù)示范工程第二標(biāo)段試驗工程，清淤面積約131400m2，清淤方量環(huán)保疏浚35000m3，疏浚底泥處理處置方量20000m3。工程內(nèi)容包括環(huán)保疏浚、疏浚底泥處理處置、垃圾篩分、快速退水及尾水凈化、干泥外運(yùn)等。

施工主要目的是清除河底受污染嚴(yán)重的淤泥以及河底部受污染嚴(yán)重的水層，拓深河道并進(jìn)行快速脫水固化及尾水凈化處理。

2 主要施工方法探討

2.1 主要技術(shù)難題及解決情況

針對傳統(tǒng)清淤存在擾動大、清淤精度差、淤泥處理周期長等難題，中船重工第七〇二研究所研發(fā)了生態(tài)清淤及快速固化處置一體化處置技術(shù)。該項技術(shù)于2010年2月8日通過了江蘇省發(fā)改委、水利廳組織的專家論證。

該技術(shù)的核心是集生態(tài)清淤與淤泥快速固化同步處置于一體，裝備機(jī)動性強(qiáng)，與國內(nèi)同類技術(shù)相比，具有清淤過程環(huán)保（對水體擾動小）、污染去除率高、不需排泥場（節(jié)約土地）、連續(xù)快速脫水（日產(chǎn)日清）、設(shè)備占地面積小、綜合成本低（與淤泥吸取成本相當(dāng)：淤泥即時固化無需土地租賃及堆場費，運(yùn)行成本主要由電費、環(huán)保絮凝劑、人工、設(shè)備折舊及維護(hù)等費用構(gòu)成）等優(yōu)點，有效解決了常規(guī)清淤需長時間占用大面積堆場且存在二次污染隱患的難題，所產(chǎn)淤泥可直接進(jìn)行固化作為回填土、燒結(jié)節(jié)能保溫磚，也可作為綠化營養(yǎng)土等。在湖泊、河道清淤領(lǐng)域，真正實現(xiàn)了生態(tài)化清淤、管網(wǎng)化輸送、工廠化處置、資源化利用、信息化管理、企業(yè)化運(yùn)作。

下面分別介紹技術(shù)難題及解決情況：

（1）無擾動生態(tài)清淤難

針對傳統(tǒng)清淤對淤泥擾動的的技術(shù)難點，本項目發(fā)明了生態(tài)環(huán)保絞刀頭實現(xiàn)低擾動的清淤，本技術(shù)能將底泥粉碎及泥漿輸送一氣呵成，可以避免使用其他部件引起的二次污染，通過計算流體力學(xué)方法，對環(huán)保絞刀頭清淤的原理進(jìn)行數(shù)值計算，研究原理的可行性以及是否確實無二次污染。

（2）清淤精度控制難

針對底泥污染集中在淤泥表層，傳統(tǒng)清淤過程存在不同程度的污染物清除不徹底、過挖量大等難題，項目發(fā)明了清淤作業(yè)裝置（清淤前后動態(tài)測量）、生態(tài)清淤導(dǎo)航裝置、生態(tài)清淤擴(kuò)散測量裝置的一種生態(tài)清淤方法。本方法利用高精度的GPS動態(tài)測量和超聲波測深儀實時測量清淤前水深和清淤后水深，生態(tài)清淤船上的清淤作業(yè)系統(tǒng)接受到超聲波測深儀的信息，根據(jù)清淤厚度要求，控制生態(tài)清淤吸頭下降到需要深度，作業(yè)后及時驗收清淤后的深度，同時對清淤吸頭引起的泥沙及懸浮物進(jìn)行測量評估，解決了現(xiàn)有挖泥船通過測量船定期測量不能實時修正清淤欠挖、超挖的問題。

（3）淤泥處理長期占地難

針對傳統(tǒng)淤泥固化處理需要占用大量泥漿排泥場并且周期長達(dá)2年～3年的難題，本項目發(fā)明了生態(tài)清淤及淤泥固化處置液體化工藝。生態(tài)清淤船吸取的泥漿通過管道送到淤泥處置站，先對泥漿進(jìn)行砂泥分離，分離后的泥漿濃縮后進(jìn)行機(jī)械脫水，機(jī)械脫水后的余水進(jìn)行二次進(jìn)化達(dá)標(biāo)排放，脫水泥料添加固化劑固化，固化土通過皮帶打到堆場。該技術(shù)具有清淤無擾動、無需泥漿堆場、清淤及處置一體化、占地面積小等優(yōu)點。

2.2 主要施工方法

（1）工藝流程

根據(jù)該工程底泥的特點和清淤工程量大小，在原有工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，擴(kuò)大生產(chǎn)能力和效率，增加泥漿濃縮沉淀工序，使整個工藝具有針對性，同時提高脫水設(shè)備的效率。主要工藝流程是通過環(huán)保疏浚→砂泥分離→濃縮沉淀→機(jī)械脫水→淤泥固化→尾水達(dá)標(biāo)排放，工藝流程圖如下：

（2）施工方法

施工方法由環(huán)保疏浚、疏浚底泥處理處置、淤泥固化及資源化利用四部分組成。

（3）生態(tài)清淤

開發(fā)新型生態(tài)清淤船，利用600m3/h環(huán)保絞吸船將泥漿經(jīng)3km管道輸送至岸上進(jìn)行后續(xù)處理。

（4）淤泥快速脫水

清淤泥漿通過砂泥分離裝置去除固體物，如碎石、漁網(wǎng)、塑料紙、貝殼、腐爛水生植物等，砂泥分離裝置處理量為150m3/h的砂泥分離機(jī)4臺。固體物通過下坡板送到堆料區(qū)，并由鏟車運(yùn)送到填埋區(qū)。

泥漿水（粒徑0.5mm以下）用泵打到1#濃縮沉淀池，添加淤泥處理劑1，沉淀池的處理量為150m3/h。

沉淀池的沉淀淤泥輸送至離心機(jī)組進(jìn)行固液分離，開發(fā)大流量高效離心機(jī)，選用40m3/h處理能力的離心機(jī)1臺。脫水后的泥料（含固率55%以上）再進(jìn)行后續(xù)固化，沉淀池的上清液達(dá)標(biāo)排放。

脫水后的上清液再用泵打到2#濃縮沉淀池。處理后的尾水達(dá)標(biāo)排放，尾水可作為絮凝劑和反沖洗的中水，少量淤泥回流至一號調(diào)節(jié)池進(jìn)行循環(huán)處理。

（5）淤泥固化及資源化利用

脫水泥料通過皮帶輸送機(jī)送到淤泥固化池，添加一種固化劑進(jìn)行固化處理，最后通過鏟車運(yùn)到指定填埋場堆放，7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于100kPa，28天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于150kPa，前一周如果下大雨需要遮蓋防雨布防潮，4周后可以利用挖掘機(jī)壓實堆高。

脫水泥料也可作其它資源化利用，如燒制環(huán)保節(jié)能磚（壓強(qiáng)達(dá)到100kg/cm2）、輕質(zhì)陶粒以及制作有機(jī)肥、綠化營養(yǎng)土等。

2.3 新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新工藝和施工科研情況

（1）生態(tài)清淤環(huán)保鉸刀頭

生態(tài)清淤環(huán)保鉸刀頭作為本項目的專利技術(shù)得到運(yùn)用，其主要原理為通過高速旋轉(zhuǎn)式鉸刀和清淤環(huán)保罩，高速旋轉(zhuǎn)式鉸刀將河底淤泥及硬土在環(huán)保罩內(nèi)絞碎，再通過砂漿泵及時吸入管道。實踐證明能有效防止底泥在清除過程中的二次污染。

（2）生態(tài)清淤船

生態(tài)清淤船采用生態(tài)清環(huán)保鉸刀頭，作業(yè)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)薄層精確清淤，該船作業(yè)集清淤前后測量、清淤、效果評估一體的智能清淤平臺，適合于河湖治理要求的水下薄層精確清淤。

（3）淤泥快速脫水裝置

利用大長徑比離心機(jī)，添加自行研發(fā)的環(huán)保絮凝劑，對淤泥漿快速脫水，脫水后的泥料含固率高。

（4）脫水、固化集成站

將淤泥快速脫水和淤泥固化有效集成一體化處理站，實現(xiàn)了淤泥脫水固化一體化，做到日產(chǎn)日清，大大縮短了清淤、堆放、固化的時間。

3 結(jié)語

沂水縣沂河沂水段底泥處置及生態(tài)修復(fù)示范工程第二標(biāo)段工程的施工使我們進(jìn)一步積累了城市河道清淤的經(jīng)驗，也發(fā)現(xiàn)尚有不足之處需要不斷改進(jìn)提高。臺車式環(huán)保絞吸船是成功的，滿足了較寬河道的施工要求，最大可能地保證了施工連續(xù)性，但清淤船上岸時的吊裝還是受到一定限制，在繁忙道路上，吊裝安全風(fēng)險較大，下階段我公司將繼續(xù)開發(fā)適合城市不同河道特點施工的船形。

沂河沂水段河道清淤和淤泥處理施工方案的探討，確定了合理、經(jīng)濟(jì)、有效、可行的城市河道清淤和淤泥處理施工方案，工程完成后，將為城市水系建設(shè)、沿岸景觀、亮化美化奠定堅實的基礎(chǔ)，同時對于開展類似的城市河道清淤工作，具有重要的借鑒和指導(dǎo)意義。※

[1]何國富，劉偉，徐慧敏.最新景觀水體修復(fù)方法及生態(tài)示范工程案例[J].第三屆全國河道治理與生態(tài)修復(fù)技術(shù)交流研討會專刊,2011.

[2]張立明.淺談城市河道清淤對策[J].江蘇水利,2012（02）.

[3]王娜，孔衛(wèi)東.河道清淤施工方案設(shè)計[J].河北工程技術(shù)高等專科學(xué)校學(xué)報，2010（04）.