柯桥区河湖清淤固化一体化运作

应泽林，李淑红

(1.绍兴市水利局，浙江 绍兴 312000；2.绍兴市弘正水利工程质量检测有限公司，浙江 绍兴 312000)

河道底泥是河流水生态系统的重要组成部分，其中含有大量的有机质、营养盐、重金属等，是一个重要的水体污染源。清除底泥可以减少对水体的污染，有效改善水环境[1-3]。

目前，国内外最典型和实用的清淤方式主要有水力冲挖机组清淤、绞吸式挖泥船清淤、吸扬式挖泥船清淤等[4-5]。然而，上述清淤方式随之而来的是淤泥处置成为了制约清淤工程实施的最大瓶颈[6]。随着城镇化的快速推进，可供堆放淤泥的土地资源越来越少；另一方面，四处自然堆放的淤泥对土地、河道、空气造成“二次污染”[7-8]。因此，为促进河道清淤工作常态化、规范化和可持续发展，有必要实施淤泥固化处理。

1 柯桥区清淤固化处理一体化工艺

柯桥区地处钱塘江南岸，萧绍平原东部，境内河道纵横，水网密布，现有河道总长约1 600 km，水域面积55.28 km2，是名符其实的江南水乡。近年来，柯桥区每年河道清淤方量达100万m3以上，促进了全区水环境的改善。

为深入推进滨海工业区开发建设，促进工业区经济转型升级，完善工业区产业布局和市政配套，加快循环生态产业园在口门丘的落户进程，根据滨海工业区总体规划(见图1)，对口门丘循环生态产业园区块进行泥浆固化处置。

图1 泥浆处置区位图

工程位于口门丘西片，西面靠近滨海大河，北面靠近标准海塘环塘河，东面靠规划中的钱滨线，南面靠近循环生态产业园区一期工程，地块面积167 114.1 m2。区块内现状是泥浆堆放池，主要为河道清淤淤泥和建筑泥浆，还有少量砂浆废渣。泥浆池最低处底高程为-6.80 mm(淤泥底)，最大高程为6.80 m(淤泥顶)。

柯桥区底泥固化采用如下工艺(见图2)。

(1)清淤泥浆经管道输送至沉沙池，经初步沉淀，分离出固体垃圾。

(2)经过初步分离的泥浆运至储浆池中，加入泥沙聚沉剂和固结剂，经机械强制快速搅拌，使泥浆和添加剂充分混合。

(3)将经过添加剂处理后的泥浆送入压滤机进行固液压滤分离，制作成含水率降在40%以下的泥饼。

(4)泥饼外运进行资源化利用，尾水经处理后排放。

图2 底泥清淤固化一体化工艺流程

该成套技术可对淤泥进行即时脱水、减量，将清淤泥浆迅速分离成清水和泥饼，并可根据需要完成对重金属、微生物、细菌等有害物质的固结、消毒或钝化。特别适合于处理量大、施工场地小、周边土地资源稀缺的城市湖泊、河道清淤工程中对淤泥的减量化、无害化处理和资源化处置。河道淤泥直接从河底通过管道输送至固化中心淤泥调节池，减少了淤泥放置的中间过程，节约了土地资源，避免了堆放场地周边的环境污染。目前，该工艺在国内逐步推广应用。

2 清淤固化取泥浆方案技术特点

河道清淤的方法很多，可分为水力冲填泥浆泵船取泥浆、采用铰吸式采砂船取泥浆和采用铰吸式挖泥船取泥浆。本工程取泥浆方案根据三种方案比较后选取。

方案1：采用水力冲填泥浆泵船取泥浆

图3为采用水力冲填泥浆船取泥浆的工艺原理，每艘200～300 t级泥浆泵船泥浆挂5套300型泥浆泵，每套小型泥浆泵水下取土的土方为400 m3/套·d，则每200～300 t级泥浆泵船的出土量为2 000 m3/d。

方案2：采用铰吸式采砂船取泥浆

图4采用铰吸式采砂船采砂，每(艘)采砂船配4艘3 000 t泥浆运输船运输，再用φ500管输送到吹填现场，出土量为6 000 m3/d。

方案3：采用4010型铰吸式挖泥船取泥浆(见图5)

图5为4010型铰吸式挖泥船取泥浆工艺流程，其出土量为3 000 m3/d。

图3 水力冲填泥浆泵船取土原理

图4 铰吸式采砂船取土原理

图5 4010型铰吸式挖泥船取土原理

3 清淤固化取泥浆方案比选

(1)采用水力冲填泥浆泵船取泥浆

每一艘200～300 t级泥浆泵船泥浆挂5套300型泥浆泵，每套300型泥浆泵所需的功率为35 kW/套(泥浆泵22 kW、高压清水泵7.5 kW、潜水泵2.2 kW、照明3.3 kW)，每套小型泥浆泵水下取土的土方为400 m3/套·d，则每200～300 T级泥浆泵船的出土量为2 000 m3/d。按3艘200～300 t级泥浆泵船计算，则每天的出土量为0.6万m3，理论上预计130 d共能完成土方78万m3。

采用200～300 t级泥浆泵船取土，特别适用于粉砂土和淤泥取土，由于这种泥浆泵船本地资源极为丰富，设备及操作人员保有量充足，补给方便，能确保工程目标的实现，通过竞争有利于降低工程造价。

(2)采用铰吸式采砂船取泥浆

铰吸式采砂船采砂，每1艘采砂船需配4艘3 000 t泥浆运输船运输，运到岸上码头，然而用φ500管输送到吹填现场。每艘采砂船及配套4艘3 000 t泥浆运输船运输，其出土量为6 000 m3/d。按1艘采砂船计算，则每天的出土量为0.6万m3，理论上预计130 d共能完成土方78万m3。

采用这种铰吸式采砂船取土，特别适用于粒径较大的砂性土取土，尤其适用于河底高程要求较高的疏浚工程。由于这种铰吸式采砂船目前保有量很少，离工程所在地的距离较远，运土成本高，受潮汐影响较大，船舶定位无法保障，施工风险较大，不能确保工程目标的实现。

(3)采用4010型铰吸式挖泥船取泥浆

4010型铰吸式挖泥船，其出土量为3 000 m3/d。按2艘铰吸式挖泥船计算，则每天的出土量为0.6万方，理论上预计130 d共能完成土方78万方。

采用这种铰吸式挖泥船取土，特别适用于粘土或淤泥质粘土取土，对河底高程要求较高的疏浚工程特别适用。由于这种铰吸式挖泥船铰刀对土层的搅动较大，其影响扩散范围为1∶40，假如铰吸深度为10 m，则土层的影响范围为400 m，对海塘影响很大，目前在曹娥江及钱塘江海塘附近被禁止采用。而且这种铰吸式挖泥船的铰刀易被粉砂土压住，船体移动性较差。目前市场上这种铰吸式挖泥船保有量很少，施工风险较大，难确保工程目标的实现。

综合以上因素，通过比较，最终选择方案1作为本工程的取泥浆推荐方案。

4 结 论

通过对采用水力冲填泥浆泵船取泥浆、采用铰吸式采砂船取泥浆和采用4010型铰吸式挖泥船取泥浆三种取泥浆方案进行比较分析，在粉砂土和淤泥取土中，由于这种泥浆泵船市场资源极为丰富，设备及操作人员保有量充足，补给方便，能确保工程目标的实现。最终确定水力冲填泥浆泵船取泥浆作为取泥浆施工方案。

柯桥区河湖清淤固化一体化工艺将河道淤泥直接从河底通过管道输送至固化中心淤泥调节池，减少了淤泥放置的中间过程，节约了土地资源，避免了堆放场地周边的环境污染。特别适合于处理量大、施工场地小、周边土地资源稀缺的城市湖泊、河道清淤工程中对淤泥的减量化、无害化处理和资源化处置。