周麗偉

(中國(guó)水利水電第五工程局有限公司，成都，610066)

1 工程概況

沙涌位于廣州黃埔區(qū)，是東江北干流的一級(jí)支流，沙涌自廣深公路向南，穿越村莊后匯入東江橫滘涌，集雨面積2.16km2，長(zhǎng)約1.91km。沙涌?jī)砂豆S、民房眾多，其上游950m已被覆蓋為暗渠，下游是明暗相間，明渠段有554m，暗渠為408m。其中明渠段寬度為6m～38m，現(xiàn)狀底高程在－1.39m～－0.36m。沙涌屬于感潮河道，即受到西、北、東江的洪水影響，又受來自伶仃洋的潮汐作用，洪潮混雜，水流流態(tài)復(fù)雜。沙涌污染嚴(yán)重，是廣州市152條(黃埔區(qū)14條)黑臭河涌之一。

沙涌屬于感潮河道，底泥層深厚，最深處淤泥深達(dá)3m－4m。特別是表層浮泥有機(jī)質(zhì)含量高、密度小，在水流、潮汐動(dòng)力沖擊或水體生物擾動(dòng)下極易懸浮，不僅造成水體渾濁，更重要的是引發(fā)底泥中大量污染物再次釋放，加重水體污染負(fù)荷，河道的景觀效果和水生態(tài)環(huán)境都非常差，急需治理。

2 治理技術(shù)路線和施工工藝流程

針對(duì)沙涌黑水水體現(xiàn)狀，治理技術(shù)路線是要以流域?yàn)轶w系，以河涌為單元，遵循“適用性、綜合性、經(jīng)濟(jì)性、長(zhǎng)效性和安全性”等原則，提出采取“控源截污、清淤疏浚、調(diào)水補(bǔ)水、生態(tài)修復(fù)”[1]等綜合措施，消除水體黑臭，逐步恢復(fù)河流生態(tài)。

2.1 治理施工工藝流程

工藝流程如圖1所示。

圖1 治理施工工藝流程

2.2 工藝原理

首先通過對(duì)河道堤岸現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，了解堤岸基礎(chǔ)施工情況，綜合分析河道施工可能對(duì)堤岸穩(wěn)定造成的影響，確定適宜的施工標(biāo)高。同時(shí)對(duì)河道底泥進(jìn)行柱狀取樣，分析底泥分層結(jié)構(gòu)，了解高腐質(zhì)浮泥層厚度。

施工時(shí)首先采用水力沖挖配合吸污車進(jìn)行河道表層高腐質(zhì)浮泥的清理，視河道受污染情況、堤岸結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)情況，控制清淤厚度，一般清淤深度不超過1.5m。

清淤后，復(fù)核標(biāo)高，分段導(dǎo)截流。河底首先鋪設(shè)一層土工格柵，土工格柵寬度3m，搭接寬度不小于25cm，搭接縫采用1m寬鍍鋅鋼絲網(wǎng)片進(jìn)行加強(qiáng)鋪設(shè)并與格柵可靠連接。其上雙向鋪設(shè)兩層土工布，土工布寬度6m，搭接長(zhǎng)度不小于1.5m。雙層土工布上再次鋪設(shè)一層土工格柵，鋪設(shè)方式同底部格柵層。

土工材料鋪筑結(jié)束后，在河道兩側(cè)澆筑混凝土結(jié)構(gòu)做為蓋重壓頂，同時(shí)為清淤后的堤岸結(jié)構(gòu)提供側(cè)向結(jié)構(gòu)支撐和護(hù)腳。底部土工材料通過與河底接觸，形成表面張力，有一定的承載浮力，配合兩側(cè)蓋重壓頂和土工材料本身良好的抗拉性，為河道反濾層鋪設(shè)提供了持力層。

反濾層采用豆石砂混合料層、級(jí)配碎石層構(gòu)成。其中豆石砂混合料層厚度20cm，級(jí)配碎石層厚度25cm。反濾層鋪設(shè)采用人工配合小型機(jī)具進(jìn)行。

3 施工要點(diǎn)

3.1 現(xiàn)狀調(diào)查

了解現(xiàn)場(chǎng)施工條件，選定適宜的施工機(jī)具；調(diào)查河道周邊環(huán)境及基本水文情況，制定導(dǎo)截流方案；了解河道兩岸堤岸結(jié)構(gòu)形式及基礎(chǔ)情況，通過柱狀取樣了解河道底泥分層結(jié)構(gòu)，確定清淤深度及壓頂蓋重體量及結(jié)構(gòu)形式。

3.2 底泥清淤

河道表層浮泥水分含量高，有機(jī)質(zhì)含量高、密度小，在水體動(dòng)力擾動(dòng)、水體生物擾動(dòng)或水流沖擊作用下極易懸浮，不僅造成水體渾濁，更重要的是引發(fā)底泥中大量污染物再次釋放，加重水體污染負(fù)荷。所以，河道高腐質(zhì)浮泥層的清淤對(duì)河道生態(tài)修復(fù)效果至關(guān)重要[2]。通過柱狀取樣的分析結(jié)果，確定浮泥層清淤厚度，采用吸污車清淤，局部采用人工水力沖挖配合施工。

3.3 分段導(dǎo)截流

結(jié)合河道原有的節(jié)制閘系統(tǒng)，控制潮水位對(duì)施工河道的影響。施工河道采用分段人工土袋圍堰配合強(qiáng)排水泵提供施工條件。根據(jù)河道的水流方向、來水量，確定分段圍堰的結(jié)構(gòu)及布置形式；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)抽排情況，確定水泵型號(hào)和數(shù)量。

3.4 土工材料層鋪設(shè)

由于不完全清淤，直接在底泥中間層上鋪筑反濾料，可能造成反濾料下沉混入底泥。反濾結(jié)構(gòu)厚度不一造成材料浪費(fèi)，不均勻的反濾層結(jié)構(gòu)、下沉受底泥污染的反濾料也會(huì)直接影響反濾功能，直接影響河道修復(fù)效果[3]。所以在反濾料鋪設(shè)前，先行鋪設(shè)土工材料層，充分利用土工格柵加筋、土工布透水透氣不透底泥的特點(diǎn)，形成一層有一定承載力，保證反濾料不受污染的界面。

首先鋪設(shè)一層土工格柵，土工格柵寬度3m，搭接寬度不小于25cm，搭接縫采用1m寬鍍鋅鋼絲網(wǎng)片進(jìn)行加強(qiáng)鋪設(shè)并與格柵可靠連接。其上雙向(橫向、縱向)鋪設(shè)兩層土工布，土工布寬度6m，搭接長(zhǎng)度不小于1.5m。雙層土工布上再次鋪設(shè)一層土工格柵，鋪設(shè)方式同底部格柵層。

3.5 蓋重壓頂施工

土工材料層與底泥層接觸后，由于表面張力會(huì)有一定的承載力，為避免直接鋪設(shè)反濾料層，結(jié)構(gòu)重量帶動(dòng)土工材料層一起向河道中心滑移、下沉，下部未清理底泥受擠壓從河道兩側(cè)上翻，在河道兩側(cè)設(shè)置蓋重壓頂。蓋重壓頂結(jié)構(gòu)尺寸視河道寬度、反濾層結(jié)構(gòu)厚度而定，以30m寬河道為例，結(jié)構(gòu)尺寸寬3m、高1.5m，沿河道兩側(cè)連續(xù)布置。蓋重壓頂既解決了上述問題，同時(shí)為兩側(cè)堤岸結(jié)構(gòu)提供了側(cè)向支撐和護(hù)腳。

3.6 反濾層鋪設(shè)

先鋪設(shè)豆石砂混合料層，后鋪設(shè)級(jí)配碎石層。材料進(jìn)場(chǎng)前，應(yīng)通過自落式小型攪拌設(shè)備充分?jǐn)嚢?，均勻混合；進(jìn)場(chǎng)后集中堆放于便于小型機(jī)械倒運(yùn)的臨時(shí)點(diǎn)，再采用小型裝載機(jī)將材料倒運(yùn)至河邊，最后人工裝至手推車運(yùn)至攤鋪面。人工采用釘耙及鐵鍬滿鋪河床底部，豆石砂混合料攤鋪厚度20cm，級(jí)配碎石攤鋪厚度25cm。

反濾料應(yīng)拌合均勻，級(jí)配合理。施工按中間后兩邊的順序進(jìn)行。如發(fā)現(xiàn)砂窩或碎石成堆現(xiàn)象，應(yīng)該將該處砂子或石子挖出，分別填入級(jí)配好的砂石。根據(jù)實(shí)際鋪設(shè)情況，適當(dāng)灑水以保持砂充分填充于石縫中，如有缺少部位進(jìn)行補(bǔ)砂處理。

圖3 治理前后效果對(duì)比

4 治理效果

沙涌通過底泥的清淤，快速降低黑臭水體的內(nèi)源污染負(fù)荷，采用原位穩(wěn)定底泥的工法，按照土工材料層鋪設(shè)→蓋重壓頂施工→反濾層鋪設(shè)等創(chuàng)新型工法施工，利用土工格柵與濾層阻隔作用，既保證了河涌水體與地下水體的正常交換，又快速將底泥中污染物與上覆水體分隔，大大減少了底泥中污染物向水體釋放[3]。再通過2萬m3/d的一體化凈水設(shè)施處理后，排放入沙涌的補(bǔ)源工程。沙涌的水環(huán)境，水生態(tài)，水景觀都得到了非常大的改善(見圖2)。

圖2 底泥原位修復(fù)施工工藝

治理后沙涌水體的透明度提高了14cm，氨氮下降40%，溶解氧穩(wěn)定在3mg/L以上，氧化還原電位穩(wěn)定在85mV以上，已經(jīng)基本消除了黑臭，部分水質(zhì)指標(biāo)已經(jīng)高于地表Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語

沙涌黑臭河道治理，采用原位穩(wěn)定底泥工法，按照土工材料層鋪設(shè)→蓋重壓頂施工→反濾層鋪設(shè)等創(chuàng)新型工法施工，利用土工格柵與濾層阻隔作用，快速將底泥中污染物與上覆水體分隔，減少了底泥中污染物向水體釋放，使水環(huán)境、水生態(tài)、水景觀都得到快速的改善。其施工工法值得在珠三角地區(qū)感潮河道治理中推廣。