西安城運公園蘭湖清淤方案比選分析

魏 昕，屈 磊，李煥萍

（1.陜西丞海水務工程有限公司,陜西 西安 710000；2.西安經發基礎設施建設工程有限公司,陜西 西安710000）

1 工程概況

近年來,蘭湖受空氣污染和工業廢氣影響,伴隨雨水流入湖區,面源污染問題突出,加之湖區投餌養殖帶來的污染負荷,沉入湖底的淤積物積少成多,水體日益惡化,水系生態紊亂,導致湖內水色變渾,水質變差,湖水時有腥臭氣味散發,在一定程度上破壞了園內的宜人美景和市民的運動環境,長期下去,湖內還可能發生“藍藻”“黑潮”等水質惡化現象,直接影響到城市運動公園的功能發揮。測算蘭湖面積35000 m2,湖底淤積物厚約0.4 m～0.5 m,清淤方量約15000 m3。

2 蘭湖清淤的總體要求

（1）公園正常運營,清淤作業過程必然要求環境友好。城市運動公園緊鄰西安市人民政府,是西安市的一張活名片,也是市民每天休閑運動的必去場所,環境影響要求嚴格。大噪音、易外泄多污染、大場面的清淤作業不能滿足公園正常運營和功能發揮的要求。

（2）復雜的場地條件,需要泥漿長距離傳輸。蘭湖湖岸蜿蜒曲折,沿湖兩岸密布著公園配套設施和綠化植被,泥漿處理設施場地選擇受制約因素較多,可利用的場地較少,就需要長距離的泥漿傳輸,以減少泥漿處理設施場地的再選擇。

3 蘭湖清淤方案的比選

方案一：土方機械清淤是利用挖掘機、裝載機等土方機械,在河邊或水旁直接將淤泥挖掘出水面,再進行二次轉運。適用于陸地、沼澤軟地面及淺水區域作業,常見的水陸兩用挖掘機的工作水深一般為不超過1.2 m,水線下最大挖掘深度為6 m,水線上最大卸料高度為8 m。適用于淺水河道整治和灘涂疏浚。根據實際工期及施工量要求配置多臺設備提高作業效率,人工勞動強度低,對作業環境適應性較強。但是,對場地基礎承載力要求高,開放式的作業方式,對周邊環境影響較大,以傳遞的方式輸運淤泥,易造成二次污染。

方案二：人工清淤是人工體力勞作的方式進行的底泥清挖方式,底泥、沉積物、垃圾等直接裝入編織袋內轉運到作業區域以外。適用于清淤量相較小、淤積厚度小,其他清淤機械無法進入的場地、中小河道或湖泊以及作業面狹窄區域的清淤工程。通常配合污泥泵或高壓水槍對河道、湖底、池底進行清淤和沖洗。首先對清淤區域進行排水作業,在保證工人施工安全的前提下,排水程度根據配合清淤的設備確定。工人將淤泥直接裝入編織袋中,將編織袋碼放在岸邊進行初步瀝水,然后將淤泥轉運。在根據清淤的實際需求,配合高壓水槍對河道或河底進行沖洗,以達到徹底清除淤泥沉積的目的。人工清淤能夠對清淤區域進行徹底的挖除,清淤精度高、能達到百分之百的清理。對清淤工作面要求低,機械難以達到的狹窄區域都可以作業,同時能夠補足機械清淤通常無法達到的對淤泥的徹底清除缺點。但人工清淤效率低,工期要求長,同時需要將淤泥暴露在空氣中,對周邊環境影響大。

方案三：水下環保清淤是利用自動水下清淤機進行清淤作業,遠距離操控,在水下清淤層、硬土層及斜坡等多種地形均可行走,而且可以360°無盲區清淤。適用于面積不大的城市人工湖、池塘等水底較為平坦的區域作業,作業水深一般在0.5 m～3 m之間。岸上遠距離操縱,陸上、水下自動行走,自動化程度高,耗能少,節約人工,適宜于全天候作業。通過遠程遙控,不需要對施工區域進行排水作業。根據現場清淤作業區域分區作業,通過遙控地毯式清淤作業,每幅相互搭接,保證清淤質量。自動水下清淤機后接輸泥管道,直接將淤泥傳送至淤泥脫水場地。淤泥脫水場地距水下清淤機較遠時,距離超過輸送距離時,需要在合適位置設置淤積池使用泥漿泵二次輸送泥漿。水下環保清淤機進行清淤作業時無需排放湖水,對施工區域正常運行影響極小,且不受天氣等因素的影響,對作業環境適應性強,人工遠程遙控作業,人工勞動強度幾乎沒有。作業對水體擾動小,后接輸泥管道,不會對施工區域及周邊環境造成二次污染。但作業效率固定,施工量較大或工期緊張的情況下,需要配合其他清淤設備共同作業。

方案四：兩棲作業船對湖泊、河槽、濕地以及陸地和水之間的邊界地區進行清淤、收割、疏通、挖掘等作業。具有出色的漂浮載重能力,適合作業于敏感惡劣的濕地環境中,同時,具備高操作精度和靈活性,能在狹窄區域或有障礙物區域自由行動。最大清淤深度為3.5 m,既可以在無水條件作業,也可以在不排水（有水）條件下作業。兩棲作業船的抽吸泵直接連接輸泥管道,兩棲作業船輸送距離遠,可直接將淤泥傳送至淤泥脫水場地。環保絞吸清淤可根據施工區域環境以及施工需求,在水中進行精準清淤,對水體擾動小且不會造成二次污染。環保絞吸清淤不需要排水,能保障公園日常運營。

表1 清淤方案比選結果表

結合蘭湖實現場情況,通過對比可知：

（1）土方機械清淤雖然工作效率高,但清淤精度差、清淤質量較難保證,無法滿足徹底清除蘭湖底泥沉積的問題。同時,土方機械作業對湖底襯砌也有損壞的可能。排水暴露淤泥的作業方式對環境及周邊影響較大,臭氣四逸會嚴重影響公園正常運營。由于運動公園場地限制,土方機械難以進入蘭湖內作業,機械清淤方案不適用于本次清淤項目。

（2）人工清淤工作效率低,工期長、對周邊環境影響大,不適合作為單獨的清淤方式實施,但清淤精度高、清淤質量容易保證,配合高壓水槍沖洗,可以將蘭湖底部淤泥完全清除,更適合作為環保機械清淤的輔助方式,以達到更好的清淤效果。

（3）水下環保清淤利用自動水下清淤機,可以實現遠程操控,減少人工作業。清淤作業對水體擾動小、不會造成二次污染,不影響公園日常運營。由于自動水下清淤機的工作效率較為固定,結合城市運動公園的社會屬性,單獨使用不能滿足考慮本次清淤項目實施的工期要求。

（4）環保絞吸清淤使用兩棲作業船作業,對作業區域水體擾動小、對周邊環境幾乎沒有影響、不會造成二次污染,且不排水的作業方式更能保障公園日常運營。清淤精度、質量、效率高,同時,環保絞吸清淤與后續淤泥脫水固化工序的結合較好,降低施工難度、節省資源。

針對本次蘭湖清淤的實際情況與對各種限制因素的綜合考慮,可采用環保絞吸清淤與人工清淤結合的形式實施。

4 結語

通過四種清淤方案的比選分析,詳細說明了各種清淤方案的優缺點,對河道清淤具有一定的指導意義。不過國家的環保政策的收緊,對散亂污加強監督,以及城市管理的高要求的大環境下,未來勢必在環保清淤方面,要不斷提升和創新清淤裝備和技術。