城市河道内源污染治理的方案比选及实施

李成花，单建军，王大伟

（1.淮河工程集团有限公司，江苏 徐州 221018；2.江苏瑞龙水利工程有限公司，江苏 宿迁 223800）

1 前言

河道的内源污染是河道水体水质恶化的重要来源，主要来自于河道岸线及水体里的垃圾以及河床底泥等。为了达到河道水环境治理目标，在控制河道外来污染源的同时，通过河道淤积物清理实现内源污染的削减，做到“双管齐下，内外兼施”。

2 项目工况

本工程需要清淤的主要有6 条河道：酱园浜河道全长约1870m，现状河底高程0.5m，河底宽度8～30m，河口宽度12～40m，呈两端宽、中间窄的状态。两岸均为混凝土、浆砌石或砖砌式硬质挡墙，建筑物大多临河而建，建筑物及人口密度均较大，岸上几乎无施工作业条件，周边主要道路有县前西街、人民西路、香榭街和五爱路，场内外交通较为便利，河道上现有大小跨河桥梁6 座，有多处跨河管线，影响大中型船只通行；江尖横浜全长约240m，河宽20～42m，河道两岸为硬质挡墙，周边主要为商业建筑，无淤泥处置场地。现有跨河桥梁2 座，河道两端均设有闸站，船只进场困难；李家浜全长约200m，河道宽度12～20m，两岸为硬质挡墙，绿化覆盖良好。周边主要为城市休闲娱乐区域，无淤泥临时贮存和处置场地，河道与梁溪河交汇口现有跨河建筑一座，河道中游处现有人行桥梁1 座，场内道路狭窄，不具备大型车辆进场条件，场外道路有盛岸路和春申路等道路，该区域为梁溪河和京杭大运河的交汇处，梁溪河和京杭运河均具备通航条件；蓉湖庄浜全长约260m，河道宽度15～28m，两岸为硬质挡墙，绿化覆盖良好，现有2 座小型跨河桥梁，两岸环境及交通条件与李家浜类似；锡丰浜全长约75m，河宽为9～25m，两岸均为直立式硬质挡墙，西岸为运河公园的绿地和道路，东岸紧邻运河公园音乐厅，河口处现有跨河建筑一座，船只进场困难；庙洚桥浜全长约60m，宽为12～20m。两岸为硬质挡墙，周边紧邻居民区建筑，河浜南侧现有泵站一座，工艺路跨河而建，船只难以进场。

3 清淤方案的比选

根据本工程和现场实际情况，技术可行的方案主要有干法断流清淤和湿法不断流清淤，其中干法断流清淤可采取水力冲挖清淤，湿法不断流清淤可采取绞吸船清淤。

清淤方案的选择遵循“目的决定、工况选型、降低成本、效益兼顾”的原则，在清淤目的明确后，要综合考虑生态环境、河道宽度、水深、土质、排泥场、设备调遣条件以及工程内容等要求。两种清淤方案的基本特点对比和适宜工况分析详见表1。

表1 两种清淤方案对比表

结合6 条河道实际情况，对于李家浜、蓉湖庄浜、锡丰浜、庙洚桥浜等断头支浜以及江尖横浜，船只难以入场，且河道较短，可采用水力冲挖法进行清淤，清淤淤泥通过输泥管输送至停靠在梁溪河或古运河的贮泥平板驳上，外运至指定场地或进行脱水及资源化利用；酱园浜河道相对较长，且整条河道无水利工程，可采用小型环保绞吸船或水力冲挖清淤，由于河道周边场地有限且周边居民较多，清淤泥浆临时堆场建设存在一定困难，综合考虑，同样选择水力冲挖法对酱园浜进行清淤，清淤泥浆在河道临时集浆池内进行初步沉淀后由泥浆车运送至指定地点进行处置或利用。

4 水力冲挖法施工

水力冲挖法清淤，即采用水力冲挖机组的高压水枪冲刷底泥，将底泥扰动成泥浆，流动的泥浆汇集到事先设置好的低洼区，由泥泵吸取，管道输送至泥驳或集泥池内。

4.1 清淤工艺流程

水力冲挖法清淤工艺流程详见图1。

图1 水力冲挖法清淤工艺流程图

4.2 管道路线布设

尽量考虑沿河道布设，避开居民区、商业区等，施工干扰小，管线交叉少，便于管理排障。并且沿河道敷设，管道、淤泥不上岸，泥浆跑冒滴漏影响小，便于管理。部分地段需要在岸上敷设，穿河、过路需要架空线路。对于运输距离较远的情况，可采取中途接力泵。场内泥浆运输管道采用泥浆泵专用加筋聚乙烯软管，管径为20～30cm。管线可并联布置，具体数量根据日产量、管径、增压泵、增压距离等因素综合考虑。重点部位如人车通道、景观植被，高架通过。爬高过低，硬性连接通过。普通变向，柔性管道通过。避免跑冒滴漏，保护环境，避免影响当地居民正常生产生活。

4.3 围堰及排水

临时围堰可采用土石围堰或用编织袋堆垒，其结构形式应符合规范要求。围堰两侧采用沙袋垒筑，中间填以阻水的粘土或黄土等，其中所取土为堆场建设所开挖的黄土。为保证围堰不被水流冲垮以及更好的阻水性能，在围堰的迎水侧和围堰与驳岸连接处采用彩条布或塑料薄膜等隔水。沙袋在垒筑时必须保证排列密实、整齐，相互咬合，土坝水下部分砂袋为2×4交错压茬土袋封口方式，叠至水面以上时，改为2×3交错压茬土袋方式，围堰比最高水位高0.5～0.8m，保证顶宽2.5m，迎水面坡度为1∶0.5，背水面为1∶0.3。

围堰筑成之后，先使用大口径B 型离心水泵直接排出主要积存水体，然后再采用“普通明沟和集水井排水法”排出残余积水和地下渗水。对于水质污染严重、含沙量较大的水体，可采用PW 型污水泵进行分层明沟法抽排，污水泵安置在排水不畅的区域。

清淤过程中，还要及时在主渠道底挖掘、保持“龙沟”，必要时再向两岸开挖支沟，排出局部积水、淤土内涵水和地下渗水等，保障清淤工程顺利进行。按照规范要求，排水沟的沟底要始终保持低于淤积层挖掘面0.3m 以上，并设有0.2%～0.5%的纵坡，使水流畅通。

集水井一般情况下需每隔20～30m 设一个，便于淤土内涵水和地下渗水汇集，再用污水泵排到主沟中。排水要连续运转，力争在尽可能短的时间内将水体排出，直至淤积层清理完毕后停止。

4.4 清淤施工

河道在排水和表面清基完成后即可对淤泥区进行分块分段用水力进行冲挖，即水流经高压泵产生压力，通过水枪喷出一股密实的高速水柱，切割、粉碎土体，使之湿化、崩解，形成泥浆和泥块的混合物，再由立式泥浆泵及其输泥管吸送。冲挖法清淤采用水力挖塘机组进行，该机组主要由三部分组成：立式泥浆输泥系统、清水冲泥系统和配电箱系统，设备简单，操作方便，便于组织大规模施工。每台高压水泵配备2 支高压水枪。清基时在河道低洼开挖导流沟，以收集地下水、导流补充水及回流水。开挖初期直接用高压清水泵从附近河道或围堰外河段抽取水，接至高压水枪进行冲挖。高压水枪冲挖下来的泥浆被固定在浮桶上的泥浆泵抽出，抽出的泥水混合物排放至集泥池中进行初步沉淀。

泥浆泵将泥浆收集、泵送至集泥池进行初步沉淀以提高泥浆浓度，以利于提高渣浆泵的加压和抽送效率。渣浆泵的选型应结合日需工作量及泥浆泵的输送量进行考虑，既能满足工期要求，又能及时将泥浆抽出防止泥浆漫溢出集泥池。

集泥池排水由高压清水泵直接抽取作为冲挖循环水使用，不足水量仍从河道中抽水补充。施工中必须严格控制冲挖区内水位高程，以满足泥浆泵的工作性能。

4.5 泥浆收集沉淀池设置

泥浆收集沉淀池最好在河道两岸就近多点设置，循环使用，提高沉淀效果，提高泥浆浓度。能利用河道设置的则不再另行租用土地，降低造池成本，减少对周围居民影响，但需要导流措施。

导流措施主要是针对设置河道泥浆收集池而言。根据河道设计流量，并考虑安全度汛要求，选择HDPE 双壁波纹排水管。

4.6 清淤后残余垃圾清理

清淤后，若河道内枯烂树枝、生活垃圾、建筑垃圾较多，清淤完成后，遗留垃圾由人工捡拾，再使用运输车辆装车外运，集中处理。

4.7 清淤实施保证措施

为保证岸坡稳定，防止岸坡塌方，清淤过程中主要采取以下措施：

（1）预防措施。轴线方向开挖，狭窄河段严禁用高速水流横向掏挖；临河建筑物河段，岸基预留安全距离，必要时“以吸代挖”。

（2）监控措施。在连续长距离有护岸措施地段、近岸有堆载和建筑物等地段，清淤1m 深可能对岸坡有影响的，加强水平位移、沉降监测，施工过程中发现问题及时采取补救措施。

（3）应急措施。备放木桩、编织袋、块石等应急物资，雨季施工一旦发现有岸坡坍塌问题，能及时采取补救措施。

本工程对范围内的6 条河道完成的清淤施工工程量祥见表2。

表2 清淤施工工程量表

5 总结

本工程遵循“目的决定、工况选型、降低成本、效益兼顾”的原则，在清淤目的明确后，综合考虑生态环境、河道宽度、水深、土质、排泥场、设备调遣条件以及工程内容等要求。结合工程特点和现场实际情况，针对本工程范围内的6 条河道，经比选采用水力冲挖清淤方法，淤泥采用管道、槽罐车运输，并采取相应措施保证岸坡稳定，顺利完成38010m3的清淤任务，保证整个项目的水环境治理目标如期完成，同时也为类似的城市内河治理项目提供借鉴与参考■