(上海建工(浙江)水利水電建設(shè)有限公司，浙江 紹興 312000)

1 上海市河道基本情況

根據(jù)上海市水務(wù)局2019年1月發(fā)布的《2018上海市河道(湖泊)報(bào)告》，全市共有河道43104條，長(zhǎng)28778.36km，面積504.3799km2，河湖水面率9.92%。上海市河道按管理屬性可分為市管、區(qū)管、鎮(zhèn)鄉(xiāng)管、村級(jí)等四級(jí)，各管理等級(jí)河道特性統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 2018年上海市各管理等級(jí)河道特性統(tǒng)計(jì)

事實(shí)上，上海境內(nèi)市管河道除黃浦江、大治河及省界河道如太浦河、攔路港、紅旗塘等河道較寬外，大部分河道寬度在50～70m之間，如著名的蘇州河寬60m左右，而其余區(qū)管、鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級(jí)河道寬度在10～30m。由此可見(jiàn)，上海河道總體規(guī)模較小，而上海主要疏浚市場(chǎng)集中在區(qū)級(jí)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)河道，因此造成疏浚工藝長(zhǎng)期以來(lái)有其特殊性。上海市主要河道(湖泊)分布見(jiàn)圖1。

圖1 上海市主要河道(湖泊)分布

2 上海市中小河道疏浚市場(chǎng)規(guī)模及工藝現(xiàn)狀

2.1 市場(chǎng)規(guī)模

河道疏浚歷來(lái)是上海市水務(wù)局河道綜合整治中的重要內(nèi)容，各級(jí)水務(wù)部門(mén)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)一般每年都會(huì)安排專(zhuān)項(xiàng)資金進(jìn)行河道疏?；?年輪疏。近年來(lái),上海先后開(kāi)展了萬(wàn)河整治、美麗鄉(xiāng)村、黑臭河道治理、打通斷頭浜、劣Ⅳ類(lèi)水體治理等專(zhuān)項(xiàng)河道整治工程，河道疏浚財(cái)政投入可觀。

根據(jù)調(diào)研，青浦區(qū)2018年完成河道疏浚350萬(wàn)m3，常年需疏浚150萬(wàn)m3；閔行區(qū)常年150萬(wàn)m3；嘉定區(qū)常年200萬(wàn)m3；徐匯區(qū)(中心城區(qū))常年8萬(wàn)m3。據(jù)統(tǒng)計(jì)，上海16個(gè)區(qū)(7個(gè)中心城區(qū)，9個(gè)郊區(qū))常年共需疏浚河道土方約1500萬(wàn)m3，市場(chǎng)規(guī)?？芍^不小，其中大部分工程屬于郊區(qū)河道。

2.2 疏浚工藝現(xiàn)狀

2.2.1 排干疏浚

長(zhǎng)期以來(lái)，排干疏浚是目前上海市內(nèi)河中小河道疏浚的主流工藝。將河道筑壩排干后進(jìn)行水力沖挖的疏浚方法具有施工狀況直觀、質(zhì)量易于保證、垃圾清除徹底等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是需要臨時(shí)圍堰施工，影響汛期安全、河道通航及河道生態(tài)系統(tǒng)，且需要較大的排泥場(chǎng)，安全文明施工形象較差。水力沖挖河道實(shí)景見(jiàn)圖2。

2.2.2 船舶水下疏浚

上海市內(nèi)河中等規(guī)模河道，如市管、區(qū)管河道，一般兼具航運(yùn)功能，其水下疏浚主流工藝選擇反鏟式(抓斗式很少)挖泥船，絞吸式挖泥船在上海內(nèi)河疏浚工程中較少采用。這與鄰近的江蘇、浙江兩地有一定的差異。反鏟式挖泥船適應(yīng)性較強(qiáng)，但對(duì)水體干擾大，技術(shù)含量低，河道斷面質(zhì)量控制及檢測(cè)手段也比較落后。上海市蘇州河底泥疏浚實(shí)景見(jiàn)圖3。

圖3 蘇州河底泥疏浚

2007年啟動(dòng)的蘇州河環(huán)境整治三期工程，在先期的中試實(shí)驗(yàn)中，絞吸式挖泥船也曾實(shí)驗(yàn)使用，但因蘇州河垃圾較多、絞刀頭部容易堵塞等原因最終棄用。考慮到蘇州河底泥存在嚴(yán)重污染，為減少水體二次污染，施工中對(duì)反鏟式挖機(jī)頭部加裝環(huán)保罩來(lái)提高環(huán)保效果。

2.2.3 其他新工藝

前不久,上海市中心城區(qū)如徐匯區(qū)在龍華港、蒲匯塘項(xiàng)目中采取了先用挖泥船清理河底固態(tài)垃圾,再用絞吸式挖泥船進(jìn)行清掃式施工的方案；而在日暉港等項(xiàng)目中采取了生態(tài)清淤方案,整個(gè)方案的主要設(shè)備包括氣泵吸泥船、脫水船以及駁運(yùn)船等,整個(gè)挖運(yùn)流程在河道內(nèi)即可完成，不需要占用岸上空間。但類(lèi)似新工藝的嘗試尚未大規(guī)模推廣。

2.2.4 底泥處置方式

完整的河道疏浚工程還包括河道底泥的處置。上海市淤泥處置大多采用直接泥塘吹填的方式，泥塘用地一般為工程鄰近的農(nóng)村低洼地或魚(yú)塘，自然晾干。遇特殊情況，如蘇州河三期工程因底泥污染問(wèn)題，底泥外運(yùn)至臨近東海的老港垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行封閉填埋，水上運(yùn)距達(dá)100多km。當(dāng)然，也有結(jié)合圈圍造地工程直接消納內(nèi)河疏浚土方的案例，但隨著圍海造地工程的不斷減少，現(xiàn)在已很少采用。上海市浦東白蓮涇河道淤泥填埋場(chǎng)實(shí)景見(jiàn)圖4。

圖4 浦東淤泥填埋場(chǎng)實(shí)景

3 上海市中小河道疏浚存在的問(wèn)題小結(jié)

3.1 單體疏浚工程規(guī)模較小，設(shè)計(jì)理念缺乏創(chuàng)新，綜合單價(jià)偏低

上海河道綜合整治工程立項(xiàng)一般以單條河道作為批復(fù)對(duì)象，受制于投資規(guī)模，單條河道也往往分期整治，每期長(zhǎng)度常在2～3km左右，逐年先后完成。河道疏浚作為附屬工程實(shí)施，和主體結(jié)構(gòu)參與完工驗(yàn)收評(píng)定，工期較緊張，其疏浚規(guī)模一般不大，少則幾萬(wàn)立方米，多則幾十萬(wàn)立方米。

此外，疏浚工藝及淤泥處置方式設(shè)計(jì)缺乏創(chuàng)新，因循守舊，多年來(lái)，動(dòng)輒水力沖挖+泥塘填埋，國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)工藝采用較少。因此，常年疏浚工藝技術(shù)水平低下，其綜合單價(jià)在50元/m3左右。但近年來(lái)各類(lèi)成本大幅上升，泥塘租地越發(fā)昂貴，疏浚綜合單價(jià)也偏低。

3.2 疏浚專(zhuān)業(yè)單位嚴(yán)重匱乏，疏浚裝備投入不足

與全國(guó)水利大省不同，由于歷史原因，上海市場(chǎng)內(nèi)河疏浚專(zhuān)業(yè)承包單位嚴(yán)重匱乏，現(xiàn)狀水利施工企業(yè)基本無(wú)自有疏浚設(shè)備。上海航道局雖然綜合實(shí)力強(qiáng)大，但旗下多為大型疏浚裝備，從事大江大河疏浚工程，適合中小河道的疏浚設(shè)備也投入不足。上海內(nèi)河疏浚多采用市場(chǎng)化運(yùn)作模式，臨時(shí)租賃的各類(lèi)疏浚船舶，設(shè)備一般比較陳舊，技術(shù)落后。

3.3 疏浚底泥處置矛盾更加突出

隨著城市化進(jìn)程的加快及國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)保的日益重視，在寸土寸金的上海，泥塘借地越來(lái)越難且成本高，疏浚土方消納是上海市各區(qū)目前普遍反映難度最大、最集中的問(wèn)題。而且，為節(jié)約成本，泥塘借地后一般要挖深4～6m，修筑的圍堰安全如無(wú)法保障，一旦潰壩將直接威脅到周邊環(huán)境，造成惡劣的社會(huì)影響事件。征用的泥塘淤泥吹填后土地至少閑置2年以上，后期地塊如要開(kāi)發(fā)利用，處理成本也較高，導(dǎo)致土地資源浪費(fèi)。

4 當(dāng)前國(guó)內(nèi)國(guó)際河道疏浚先進(jìn)理念及工藝介紹

4.1 疏浚工程規(guī)模逐漸擴(kuò)大

近年來(lái)，各級(jí)政府紛紛投入巨資對(duì)河道進(jìn)行綜合治理，河道疏浚工程蓬勃興起。疏浚市場(chǎng)也逐漸發(fā)生演變，由過(guò)去作為結(jié)構(gòu)工程附屬、工程項(xiàng)目偏小、工期要求緊張向打包疏浚、擴(kuò)大工程規(guī)模發(fā)展。如浙江省嘉興市北部湖蕩整治及河湖連通工程(秀洲片)PPP項(xiàng)目涉及36個(gè)湖蕩，項(xiàng)目疏浚工程量為1402萬(wàn)m3，其中河道清淤量為91萬(wàn)m3，湖蕩清淤量為1311萬(wàn)m3，疏浚工程總價(jià)約8億元。

4.2 河道疏浚先進(jìn)裝備及技術(shù)

河道疏浚現(xiàn)代挖泥船先進(jìn)技術(shù)體現(xiàn)在先進(jìn)的施工控制技術(shù)、先進(jìn)的挖掘機(jī)具、現(xiàn)代化管理技術(shù)，如挖泥船 GPS定位技術(shù)、水下地形測(cè)量及成圖技術(shù)、挖泥船操作集成控制技術(shù)以及現(xiàn)代電子通信技術(shù)等。經(jīng)過(guò)調(diào)研，適合上海中小河道疏浚的幾種先進(jìn)裝備有以下幾種。

4.2.1 荷蘭IHC海貍4010型絞吸式挖泥船

該船(見(jiàn)圖5)為成熟的定型絞吸式疏浚船舶，技術(shù)先進(jìn)，大小適中，適合中等規(guī)模的市管、區(qū)管內(nèi)河通航河道，如蘇州河。

圖5 絞吸式挖泥船(可環(huán)保改裝)

4.2.2 荷蘭ICE螺旋吸頭疏浚泵

螺旋吸頭疏浚泵鉆頭采用阿基米德螺桿泵原理，當(dāng)螺旋鉆的頭部掃過(guò)河床時(shí)，泥漿懸浮在螺旋鉆的內(nèi)部，通過(guò)螺旋的轉(zhuǎn)動(dòng)向泵的吸入口移動(dòng)，泵的每一次運(yùn)行都會(huì)清除10～20cm厚的泥漿?？赏ㄟ^(guò)挖機(jī)改裝，便利操作，適合規(guī)模較小的農(nóng)村或城區(qū)內(nèi)河疏浚。圖6為螺旋吸頭疏浚泵工作照片及底泥處理步驟。

圖6 螺旋吸頭泵疏浚及底泥處理解決方案

4.2.3 生態(tài)清淤機(jī)器人

德國(guó)某公司研發(fā)了一種生態(tài)清淤方法，即采用現(xiàn)代化的淤泥抽吸裝置(清淤機(jī)器人)，在岸邊遙控操作，對(duì)河體內(nèi)直接進(jìn)行淤泥抽吸，淤泥清理過(guò)程中只產(chǎn)生極少量臭味，對(duì)周?chē)参锷鷳B(tài)體系不會(huì)造成破壞。該裝置可拆卸組裝，適合交通不便的封閉水體或黑臭河道生態(tài)清淤。圖7為清淤機(jī)器人工作示意圖。

4.2.4 底泥處置新技術(shù)

疏浚土的處理和利用源于20世紀(jì)70年代，疏浚土是一種資源而不是廢棄物這一理念已被社會(huì)廣泛接受。國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的是采用離心脫水機(jī)或壓濾機(jī)進(jìn)行脫水固化，固化后土體含水率可達(dá)到30%以下，可以直接運(yùn)輸或資源再生利用。板框式固液壓濾脫水機(jī)及固化后土體見(jiàn)圖8。

圖7 清淤機(jī)器人工作示意圖

5 上海市內(nèi)河中小河道疏浚的幾點(diǎn)建議

5.1 擴(kuò)大疏浚工程規(guī)模，適度提高綜合單價(jià)

疏浚工程通常作為河道綜合整治工程的一部分，受重視程度較低，工程投資規(guī)模一般不大。建議在日后的河道綜合整治中，結(jié)構(gòu)工程與河道疏浚剝離，河道疏浚盡量避免分期實(shí)施?；騾^(qū)域內(nèi)成片河道疏浚作為獨(dú)立工程內(nèi)容進(jìn)行批復(fù)，統(tǒng)一規(guī)劃，以擴(kuò)大工程規(guī)模，推進(jìn)疏浚技術(shù)革新。

圖8 板框式固液壓濾脫水機(jī)及固化后土體

5.2 積極培育本市疏浚專(zhuān)業(yè)單位，購(gòu)買(mǎi)先進(jìn)技術(shù)裝備

上海內(nèi)河疏浚市場(chǎng)應(yīng)避免私人化、個(gè)體化，應(yīng)鼓勵(lì)并培育一支專(zhuān)業(yè)化且具備較強(qiáng)實(shí)力的疏浚企業(yè)，具備一定的技術(shù)裝備及持續(xù)科研投入能力，以匹配上海國(guó)際化大都市的城市形象。

5.3 疏浚工藝應(yīng)大膽引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)或成熟經(jīng)驗(yàn)

當(dāng)前應(yīng)積極探索一體化的“河道疏浚+淤泥處置”生態(tài)環(huán)保方案，力求技術(shù)先進(jìn)、綠色節(jié)能、生態(tài)環(huán)保，達(dá)到淤泥減量化、無(wú)害化及資源再生利用的目的。如：針對(duì)河道建筑垃圾較多，可采用“垃圾清障船+絞吸式挖泥船+淤泥固化”的組合方案，研究開(kāi)發(fā)水上淤泥固化船，以減少岸上土地征用。

5.4 政府統(tǒng)籌協(xié)調(diào)解決疏浚土方固化、處置及應(yīng)用

土方消納原先主要由各個(gè)施工企業(yè)自行解決，但今后難以為繼，應(yīng)上升到更高層面進(jìn)行全市統(tǒng)籌規(guī)劃和協(xié)調(diào)處理。比如，在全市范圍內(nèi)建立若干個(gè)集約化的淤泥固化工廠，一定范圍內(nèi)的淤泥集中進(jìn)行干化處理，緩解泥塘粗放回填的各種壓力。處理后的干土統(tǒng)一調(diào)配，充分利用上海市先進(jìn)的大數(shù)據(jù)智慧管理系統(tǒng)，多部門(mén)聯(lián)合統(tǒng)籌應(yīng)用于道路回填、園林綠化、生態(tài)廊道等。

6 結(jié) 論

上海市內(nèi)河中小河道疏浚多年來(lái)因河道較小，投資規(guī)模不大，且綜合單價(jià)較低，其疏浚開(kāi)挖及底泥處置長(zhǎng)期沿用傳統(tǒng)工藝，與新時(shí)代生態(tài)環(huán)保的要求存在一定差距。因此，本市水務(wù)相關(guān)部門(mén)、設(shè)計(jì)及施工企業(yè)，應(yīng)統(tǒng)籌考慮河道底泥疏浚及處置，根據(jù)不同的河道屬性及工況條件，大膽采用國(guó)際國(guó)內(nèi)先進(jìn)技術(shù)，引進(jìn)先進(jìn)裝備，打好“藍(lán)天、碧水、凈土”保衛(wèi)戰(zhàn)。