應(yīng)澤林，李淑紅

(1.紹興市水利局，浙江 紹興 312000；2.紹興市弘正水利工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司，浙江 紹興 312000)

河道底泥是河流水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其中含有大量的有機(jī)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)鹽、重金屬等，是一個(gè)重要的水體污染源。清除底泥可以減少對(duì)水體的污染，有效改善水環(huán)境[1-3]。

目前，國(guó)內(nèi)外最典型和實(shí)用的清淤方式主要有水力沖挖機(jī)組清淤、絞吸式挖泥船清淤、吸揚(yáng)式挖泥船清淤等[4-5]。然而，上述清淤方式隨之而來的是淤泥處置成為了制約清淤工程實(shí)施的最大瓶頸[6]。隨著城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，可供堆放淤泥的土地資源越來越少；另一方面，四處自然堆放的淤泥對(duì)土地、河道、空氣造成“二次污染”[7-8]。因此，為促進(jìn)河道清淤工作常態(tài)化、規(guī)范化和可持續(xù)發(fā)展，有必要實(shí)施淤泥固化處理。

1 柯橋區(qū)清淤固化處理一體化工藝

柯橋區(qū)地處錢塘江南岸，蕭紹平原東部，境內(nèi)河道縱橫，水網(wǎng)密布，現(xiàn)有河道總長(zhǎng)約1 600 km，水域面積55.28 km2，是名符其實(shí)的江南水鄉(xiāng)。近年來，柯橋區(qū)每年河道清淤方量達(dá)100萬(wàn)m3以上，促進(jìn)了全區(qū)水環(huán)境的改善。

為深入推進(jìn)濱海工業(yè)區(qū)開發(fā)建設(shè)，促進(jìn)工業(yè)區(qū)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)，完善工業(yè)區(qū)產(chǎn)業(yè)布局和市政配套，加快循環(huán)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園在口門丘的落戶進(jìn)程，根據(jù)濱海工業(yè)區(qū)總體規(guī)劃(見圖1)，對(duì)口門丘循環(huán)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)塊進(jìn)行泥漿固化處置。

圖1 泥漿處置區(qū)位圖

工程位于口門丘西片，西面靠近濱海大河，北面靠近標(biāo)準(zhǔn)海塘環(huán)塘河，東面靠規(guī)劃中的錢濱線，南面靠近循環(huán)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)一期工程，地塊面積167 114.1 m2。區(qū)塊內(nèi)現(xiàn)狀是泥漿堆放池，主要為河道清淤淤泥和建筑泥漿，還有少量砂漿廢渣。泥漿池最低處底高程為-6.80 mm(淤泥底)，最大高程為6.80 m(淤泥頂)。

柯橋區(qū)底泥固化采用如下工藝(見圖2)。

(1)清淤泥漿經(jīng)管道輸送至沉沙池，經(jīng)初步沉淀，分離出固體垃圾。

(2)經(jīng)過初步分離的泥漿運(yùn)至儲(chǔ)漿池中，加入泥沙聚沉劑和固結(jié)劑，經(jīng)機(jī)械強(qiáng)制快速攪拌，使泥漿和添加劑充分混合。

(3)將經(jīng)過添加劑處理后的泥漿送入壓濾機(jī)進(jìn)行固液壓濾分離，制作成含水率降在40%以下的泥餅。

(4)泥餅外運(yùn)進(jìn)行資源化利用，尾水經(jīng)處理后排放。

圖2 底泥清淤固化一體化工藝流程

該成套技術(shù)可對(duì)淤泥進(jìn)行即時(shí)脫水、減量，將清淤泥漿迅速分離成清水和泥餅，并可根據(jù)需要完成對(duì)重金屬、微生物、細(xì)菌等有害物質(zhì)的固結(jié)、消毒或鈍化。特別適合于處理量大、施工場(chǎng)地小、周邊土地資源稀缺的城市湖泊、河道清淤工程中對(duì)淤泥的減量化、無害化處理和資源化處置。河道淤泥直接從河底通過管道輸送至固化中心淤泥調(diào)節(jié)池，減少了淤泥放置的中間過程，節(jié)約了土地資源，避免了堆放場(chǎng)地周邊的環(huán)境污染。目前，該工藝在國(guó)內(nèi)逐步推廣應(yīng)用。

2 清淤固化取泥漿方案技術(shù)特點(diǎn)

河道清淤的方法很多，可分為水力沖填泥漿泵船取泥漿、采用鉸吸式采砂船取泥漿和采用鉸吸式挖泥船取泥漿。本工程取泥漿方案根據(jù)三種方案比較后選取。

方案1：采用水力沖填泥漿泵船取泥漿

圖3為采用水力沖填泥漿船取泥漿的工藝原理，每艘200～300 t級(jí)泥漿泵船泥漿掛5套300型泥漿泵，每套小型泥漿泵水下取土的土方為400 m3/套·d，則每200～300 t級(jí)泥漿泵船的出土量為2 000 m3/d。

方案2：采用鉸吸式采砂船取泥漿

圖4采用鉸吸式采砂船采砂，每(艘)采砂船配4艘3 000 t泥漿運(yùn)輸船運(yùn)輸，再用φ500管輸送到吹填現(xiàn)場(chǎng)，出土量為6 000 m3/d。

方案3：采用4010型鉸吸式挖泥船取泥漿(見圖5)

圖5為4010型鉸吸式挖泥船取泥漿工藝流程，其出土量為3 000 m3/d。

圖3 水力沖填泥漿泵船取土原理

圖4 鉸吸式采砂船取土原理

圖5 4010型鉸吸式挖泥船取土原理

3 清淤固化取泥漿方案比選

(1)采用水力沖填泥漿泵船取泥漿

每一艘200～300 t級(jí)泥漿泵船泥漿掛5套300型泥漿泵，每套300型泥漿泵所需的功率為35 kW/套(泥漿泵22 kW、高壓清水泵7.5 kW、潛水泵2.2 kW、照明3.3 kW)，每套小型泥漿泵水下取土的土方為400 m3/套·d，則每200～300 T級(jí)泥漿泵船的出土量為2 000 m3/d。按3艘200～300 t級(jí)泥漿泵船計(jì)算，則每天的出土量為0.6萬(wàn)m3，理論上預(yù)計(jì)130 d共能完成土方78萬(wàn)m3。

采用200～300 t級(jí)泥漿泵船取土，特別適用于粉砂土和淤泥取土，由于這種泥漿泵船本地資源極為豐富，設(shè)備及操作人員保有量充足，補(bǔ)給方便，能確保工程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，通過競(jìng)爭(zhēng)有利于降低工程造價(jià)。

(2)采用鉸吸式采砂船取泥漿

鉸吸式采砂船采砂，每1艘采砂船需配4艘3 000 t泥漿運(yùn)輸船運(yùn)輸，運(yùn)到岸上碼頭，然而用φ500管輸送到吹填現(xiàn)場(chǎng)。每艘采砂船及配套4艘3 000 t泥漿運(yùn)輸船運(yùn)輸，其出土量為6 000 m3/d。按1艘采砂船計(jì)算，則每天的出土量為0.6萬(wàn)m3，理論上預(yù)計(jì)130 d共能完成土方78萬(wàn)m3。

采用這種鉸吸式采砂船取土，特別適用于粒徑較大的砂性土取土，尤其適用于河底高程要求較高的疏浚工程。由于這種鉸吸式采砂船目前保有量很少，離工程所在地的距離較遠(yuǎn)，運(yùn)土成本高，受潮汐影響較大，船舶定位無法保障，施工風(fēng)險(xiǎn)較大，不能確保工程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

(3)采用4010型鉸吸式挖泥船取泥漿

4010型鉸吸式挖泥船，其出土量為3 000 m3/d。按2艘鉸吸式挖泥船計(jì)算，則每天的出土量為0.6萬(wàn)方，理論上預(yù)計(jì)130 d共能完成土方78萬(wàn)方。

采用這種鉸吸式挖泥船取土，特別適用于粘土或淤泥質(zhì)粘土取土，對(duì)河底高程要求較高的疏浚工程特別適用。由于這種鉸吸式挖泥船鉸刀對(duì)土層的攪動(dòng)較大，其影響擴(kuò)散范圍為1∶40，假如鉸吸深度為10 m，則土層的影響范圍為400 m，對(duì)海塘影響很大，目前在曹娥江及錢塘江海塘附近被禁止采用。而且這種鉸吸式挖泥船的鉸刀易被粉砂土壓住，船體移動(dòng)性較差。目前市場(chǎng)上這種鉸吸式挖泥船保有量很少，施工風(fēng)險(xiǎn)較大，難確保工程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

綜合以上因素，通過比較，最終選擇方案1作為本工程的取泥漿推薦方案。

4 結(jié) 論

通過對(duì)采用水力沖填泥漿泵船取泥漿、采用鉸吸式采砂船取泥漿和采用4010型鉸吸式挖泥船取泥漿三種取泥漿方案進(jìn)行比較分析，在粉砂土和淤泥取土中，由于這種泥漿泵船市場(chǎng)資源極為豐富，設(shè)備及操作人員保有量充足，補(bǔ)給方便，能確保工程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。最終確定水力沖填泥漿泵船取泥漿作為取泥漿施工方案。

柯橋區(qū)河湖清淤固化一體化工藝將河道淤泥直接從河底通過管道輸送至固化中心淤泥調(diào)節(jié)池，減少了淤泥放置的中間過程，節(jié)約了土地資源，避免了堆放場(chǎng)地周邊的環(huán)境污染。特別適合于處理量大、施工場(chǎng)地小、周邊土地資源稀缺的城市湖泊、河道清淤工程中對(duì)淤泥的減量化、無害化處理和資源化處置。