河道环保绞吸式清淤施工技术

(1.浙江省疏浚工程有限公司，浙江 湖州 313000； 2.绍兴市曹娥江大闸管理局，浙江 绍兴 312000)

河湖库塘清淤是“五水共治”的重要任务。自浙江省全面开展河湖库塘清淤推进资源化利用工作以来，提倡遵循“安全、经济、环保、循环利用”的原则进行河湖库塘清淤工作。采用环保绞吸式挖泥船，通过对传统清淤工艺进行优化，能减少施工对环境的污染，提高开挖精度和质量。

1 工艺原理

环保绞吸式挖泥船采用自动化监控系统，由GPS全球定位仪实时监控船位；由深度监控仪表动态控制挖深及调节绞刀下放深度；回声测深仪通过回声测深信息反馈数据与深度监控仪表配合操作，调整绞刀的开挖深度，实现了挖深±5cm级精度监控。挖泥船密封开挖、薄层开挖和开挖系统通过速度限制实现低扰动清淤施工，专用环保绞刀配备导泥挡板、绞刀密封罩、绞刀水平调节器，控制有效开挖厚度在20～50cm之间，并使绞刀始终保持水平，绞刀外罩底边平贴湖底，外罩将绞刀扰动控制在罩内，使作业范围内的淤泥被泥泵充分吸入[1]，避免出现逃淤的情况，保证开挖断面质量。

挖泥船机舱内设置消音设施，并采用吸音板等吸声材料进行隔音，有效控制了施工噪声。排泥管道采用浮管、潜管和岸管组配，每隔一段距离配一节波纹橡胶管，防止管道因热胀冷缩而拉裂，以及泥浆在高流速的情况产生爆管现象，开挖淤泥经排泥管道运输至排泥场。

2 施工工艺操作要点

2.1 分区施工

环保绞吸式挖泥船施工区域划分为20个清淤区块，每个区块内再按100m×100m划分清淤单元。将区域内的各个清淤单元的交叉点坐标点输入至挖泥船上的GPS系统，并设定开挖顺序。

2.2 分条开挖

清淤前在泥层中打设定位桩，实现对挖泥船的中心定位。清淤作业时挖泥船配备定位系统，以扇形横挖法进行分条开挖。通过定位桩台车的液压轴臂伸缩来完成船体短线推进和定位桩台车在船尾滑道内相对船体的位移。借助挖泥船前端绞车收放锚缆，使挖泥船以船尾定位桩为圆心、船长为半径，绞刀头左右以扇形移动，实现扇形横挖法作业[2]。

为避免漏挖和相邻区块塌方残留，根据挖泥船横摆有效宽度来设计分条宽度，条幅间搭接需超过2m。

2.3 低扰动环保清淤施工

采用低扰动清淤法施工，利用环保型绞吸式挖泥船优越的自动化程度和环保机械性能，可降低浮淤扩散概率，避免二次污染超出限制范围，同时保证清淤效率。其技术特点体现在密封开挖、薄层开挖和开挖速度控制。

a.密封开挖。采用一种装配有导泥挡板、绞刀密封罩、绞刀水平调节器的专用环保绞刀进行开挖。使用绞刀水平调节器可实现在清淤深度变化的同时使绞刀始终保持水平状态[1]。绞刀外罩在清淤时底边平贴湖底，将绞刀扰动范围控制在密封罩内，有效防止了因扰动使底泥颗粒向水体扩散，并确保淤泥被泥泵充分吸入，提高施工效率，避免了二次污染。

b.薄层开挖。根据工程淤泥层厚度及环保绞刀有效开挖厚度，分层开挖。薄层开挖可提高开挖精度和开挖效率。开挖厚度的确定建立在泵吸浓度、额定转速、绞刀净深协调平衡的基础上。需避免出现泥量过大产生逃淤或者泥量过小产生效率太低的情况发生[3]。

c.开挖速度控制。环保绞刀头具有调节功能，可实现在一定范围内角度和高程的变化开挖，使绞刀底边始终紧贴湖底，实现密封吸挖淤泥，保证淤泥充分有效清除。同时需控制绞刀开挖绞速，在一定的绞刀转速条件下，只适合于开挖淤泥。在实际的清淤施工中可根据经验参数，将绞刀转速设定在合适的区间内[3]。同时对绞刀压力实施监控，使绞刀在合适的压力下工作，从而保证开挖断面质量。

2.4 淤泥输送

采用管道输送结合接力泵船加压技术，即湖区的管道全部为水下潜管，并在合理地点串联接力泵船加压，实现淤泥的全封闭、远距离输送。该技术在实现淤泥远距离排放的同时，可最大限度降低施工对景区旅游造成的影响，同时杜绝了淤泥输送过程中产生的二次污染。

3 质量控制

a.清淤时操作人员需监控挖宽、前移量，并与边线样桩及中心桩进行相互校核，防止漏挖、欠挖。采取分条开挖时，条幅与条幅之间搭接1～2m。

b.清淤开挖期间，水尺每小时观测一次，每天校核一次，并由专人负责观测。挖泥船操作人员需随时了解水位变化情况，并做好观测记录，确保水位基面的准确性。

c.利用挖泥船上由绞刀压力表、回声测深仪、深度监控仪及GPS全球定位仪等设备组合成的精密质量监控系统，可实现实时调整绞刀开挖深度功能并进行全过程挖深控制，确保挖深与湖区清淤挖深计划及分布图精密吻合。

d.在绞刀头设计有密封罩，使绞刀搅动范围始终控制在密封罩内，防止搅动淤泥后产生悬浮质扩散。挖泥船开挖时清理出的垃圾物，及时运至业主指定地点堆放。

e.需定期进行检测挖深和断面复测，建议每前进10m进行挖深检测，每前进100m进行断面复测，必要时增加测量次数[1]。

f.清淤施工过程中，利用自动化质量检测系统，通过GPS实时记录绞刀开挖轨迹，进行平面和高程控制。同时通过挖深指示仪和操作台系统仪表全方位控制工程施工质量，并辅以测竿或测深锤人工校核。

g.根据工程淤泥厚度、作业水深、排距等情况，通过试挖综合选定合理的绞刀转速、推进速度、分层开挖厚度、生产流速等基本操作参数，采用薄层清淤法和低转速清淤技术，严格控制淤泥因扰动扩散污染。

4 结 语

该技术通过挖泥船密封开挖、薄层开挖和限制开挖速度等措施，实现了低扰动清淤施工。同时采用全封闭管道输送淤泥，避免了二次污染，采用自动化监控系统动态控制挖泥船挖深，提高了开挖精度，值得在河湖库塘清淤施工中大力推广。