环保理念下的港口航道疏浚工程措施

李大鹏

天津港（集团）有限公司 天津 300456

1 河道疏浚施工设备选择

绞吸式挖泥船施工方法利用吸水管前端围绕吸水管装在船前的绞刀的旋转运动，将河底泥沙进行切割和搅动，在经吸泥管将绞起的泥沙物料进行泥水混合，形成泥浆，借助船上离心泵产生的强大的泵力使泥浆沿着吸泥管进入泥泵吸入端，经全封闭管道将泥沙物料输送至堆积场。绞吸式挖泥船具有挖泥、运泥和卸泥自行独立完成的施工特点，适合土质为沙壤土，淤泥，松散软塑黏土的内河、湖泊航道浚深。铲斗式挖泥船其工作机构与反向铲、正向铲挖土机类似。是一种非自航的单斗式挖泥船，开挖时，将斗桥的下端放入水下一定的深度，使之与疏浚土层相接触。然后在上导轮驱动下使斗链连续运转，带动斗链上的斗泥，挖泥后装入，再随斗链的转动提升出水面，并传送至塔顶部，经过上导轮改变方向后，斗内的泥沙在自身的重力下，倒入斗塔中的泥井。最后泥沙经过溜泥槽排出挖泥船的船舷外的泥驳船上的泥箱内。泥箱装满后，由泥驳船运输泥箱到汽车吊停放部位卸泥，泥驳船运输泥箱到岸边停放汽车吊部位后，由汽车吊吊运泥箱将泥卸入泥浆车内，由泥浆车在路上运输淤泥到下游弃土场进行堆放，易产生的运输二次污染。可用于狭小水域、港池、码头泊位，清理围垦和排除水下障碍等。适用挖卵石、碎石、大小块石、硬粘土、珊瑚礁、粗砂及胶结紧密的混合物，以及风化岩和炸后的岩石等。从施工流程比较来说，绞吸式清淤是一个挖泥、运泥、卸泥一体化施工的过程，可以一次连续完成，是一种效率高、成本低的挖泥船，是良好的水下挖掘机械，能有效清除污染源且不破坏何地原状土，对施工区周围水体影响小，输送系统采用长距离全封闭的管道输送技术，杜绝了常规清淤中产生的运输二次污染。而铲斗式清淤成本较高，工效较低，尤其是将淤泥从泥驳船中上船效率较低。比起铲斗式清淤更简单，相对施工环境影响较小[1]。

2 环保理念下港口航道疏浚泥土处理工程措施

2.1 泥土处理工程

泥土处理是整个港口疏浚工程施工方案设计的核心部分。合理的疏浚泥土处理方案不仅有助于节约工程成本，还能从根源上提升工程效率，且符合环保理念要求。疏浚泥土的特点在于含水量和孔隙比都比较高，再加上这项工程对水体污染的潜在影响比较大。当前的技术手段下，主要通过海洋倾倒和吹填利用2 种方式进行处置。海洋倾倒是一种最简单的泥土处理方案。顾名思义是直接将疏浚泥土倒入海洋当中，依靠海洋本身的吸纳能力将泥土中的有害物质全部吸收。但是在环保理念下，这种处理方式虽然简单，却会带来比较严重的海域污染，产生悬浮物，部分重金属元素也会进入海域当中，导致非常严重的毒害效应，对生态环境甚至会产生某些不可逆的影响。而吹填综合利用法则是将挖出的泥土利用排泥管、泥泵等设备输送至水下浅滩区域进行填筑，采用物理方法或化学方法进行综合规划。这种方式的优势在于能够发挥环境保护的功能，并且将这些材料转化为建筑可用材料，在综合利用的过程中避免疏浚土对航道再次产生淤积。但这种处理工程方法的技术要求比较高，可能会耗费更高的成本，在疏浚土处理技术未能有效规划的前提下，也有对生态环境产生二次污染的风险。

2.2 环境保护方案

综合考虑疏浚工程对环境造成的不利影响后，需要在方案设计环节进行针对性的环境保护。具体来看，由于疏浚土当中的悬浮物扩散对海洋环境造成的破坏程度比较大。因此，需合理设计作业时间，避免在海洋生物繁殖期或潮位较高的时期进行作业，在一定程度上可以起到保护海洋生态的效果。对于挖泥船产生的废气和废渣，则安排专门的接收处理船展开集中处理，同时控制尾气排放量和噪声污染。环境保护方案的整体要求在于控制设备作业过程中的环境污染程度，必要时选择某些环境设计优化方案。总而言之，无论采取怎样的疏浚设备和疏浚工艺都要考虑各个环节对环境产生的不利影响，避免污染物的大幅度扩散。而挖掘作业对于底栖生物的破坏情况同样严重，在条件允许的范围内改变水动力条件，减少有毒有害污染物的排放，也可以避免对环境产生负面影响[2]。

2.3 污泥资源化利用

疏浚清淤工程产生大量底泥，疏浚底泥的合理处置不但可避免二次污染，还可产生良好的经济效益。科研人员对污泥的资源化利用进行了多方探索，目前我国疏浚底泥的主要资源化途径包括直接土地利用、堆肥发酵处理、制备建材型材与填方利用等。底泥资源化利用前应对底泥理化性质进行细致分析，合理选择资源化途径，以防污染转移。含有PAM 的干化淤泥用于土壤改良与农(林)作物种植前应进行有害单体被作物吸收的毒理性试验，符合卫生标准后才可应用；对重金属污染底泥再利用前应进行修复处理。参照标准主要有GB4284—1984《农用污泥中污染物控制标准》与GB15618—1955《土壤环境标准》。针对底泥的资源化利用，学者开展了大量研究，而目前我国疏浚底泥资源化利用方式仍多为填方利用。原因如下：

（1）疏浚清淤工程多位于偏僻处，交通不便，若通过长距离运输至制砖厂等进一步处理，往往建筑型材成本较高。

（2）底泥污染情况若不符合国家原材料标准，欲开展资源化须进行预处理，进一步提高了成本。

（3）脱水后疏浚底泥量仍较大，制备绿化土或建筑型材后需要有较大的市场消纳。针对以上问题，研究人员对底泥的规模化再利用进行了有益尝试，如利用太湖与白洋淀疏浚土分别成功制备免烧砖等[3]。

3 结语

综上所述，本次研究对港口疏浚工程施工进行了优化和相关研究，并从环境保护的角度分析了设备应用和工艺选择过程中需要考虑的因素，同时提出了处理方案和工程设计方法。在今后的工程实践环节，需意识到港口疏浚对环境产生的污染和影响，提出针对性的环保方案，在施工前期准备、中期工程布置和后期方案验证等多个阶段确定最佳工作模式，提高工作质量，为我国港口疏浚行业提供技术支持。