河道疏浚淤泥处理技术研究
——以双喜河等河道疏浚为例

黄琦

上海浦东新区天佑市政有限公司 上海 201204

引言

目前，常用的河道疏浚淤泥处理技术主要有水下疏浚淤泥处理技术、排干疏浚淤泥处理技术和环保疏浚淤泥处理技术。其中，水下疏浚淤泥处理技术包括抓斗式、泵吸式、铰吸式三种，排干疏浚淤泥处理技术包括干挖清淤施工法和水力冲挖施工法两种。这些方法各有自身特点和优势，在河道疏浚淤泥处理中需结合实际情况合理选用。而在实际应用中，水力冲挖施工法要求在河道疏浚淤泥处理之前，作业人员需设置低凹位置，使用水利冲刷设备将河道内的淤泥进行有效冲洗，在这一过程当中被冲洗的泥浆会向提前设置好的低凹位置流动，在泥浆全部汇集后，工作人员可利用泥浆泵等方式对泥浆进行二次处理。该方法所需要的设备简单、操作方便，便利泥浆输送，且淤泥清理比较彻底，同时还没有运输环节，能防止二次污染现象发生，在一定程度上有利于节约成本，综合效益比较明显，其应用也变得愈加广泛。本文结合河道疏浚淤泥处理工程实例，探讨水力冲挖施工法的应用，并提出相应的施工技术措施，希望能为类似工程施工提供启示与借鉴。

一.工程概况

1.1 工程简介

本工程主要施工内容包括疏浚及开挖工程、设置泥库、泥库土方外运等，工程施工范围如表1所示。需要疏浚的河道包括双喜河、智慧河、花木穿心河、潘家沟，总计达4.7691m3，弃泥点选择三甲港光大泥库。

根据工程施工现场基本情况，例如，本工程河道护岸清理及疏浚多数为非规划河道，现场河道较窄。因此，本次施工采用水力冲挖的施工方法进行疏浚，对现场河岸清理采用人工结合小型机械的施工方案，并将清理土方运至固定地点后统一装运。水力冲挖施工中，利用原有河道设置集浆池，并排设管道集浆池的泥浆运至泥库，同时在现场空地处设置泥库。

二.河道疏浚淤泥处理技术的应用对策

河道疏浚淤泥处理技术主要依靠水力冲挖法，水力冲挖法需要依靠水力冲挖机组进行作业。水力冲挖机组由压力泵、泥浆泵、电力系统等组合而成。水力冲挖机组主要是采用水力去淤泥进行清理工作，高压泵吸取水源，借助高压下的水力通过高压水枪的喷射对河道内的淤泥达到清理效果，这一操作理念源自于自然界的水流冲刷现象。在对河道内的淤泥进行冲刷后，淤泥会随地势汇集到一处，进而工作人员采用泥浆泵对清理后的泥浆进行处理，并使用输泥管将淤泥输送至相应区域进行沉积。其作业流程如图2所示。

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图2 水力冲挖法施工工艺流程

本文主要是对水力冲挖的施工方法进行分析，工程平面布置如图1所示。本工程施工范围比较分散，涉及水力冲挖一共包括3条河道，且所涉及的河道范围较广，沿线进出道路情况一般，工程的总工期共240天。就目前施工方法而言，主要有河道水力冲挖老河床土方法及挖泥船作业法等。且各种类型的工程多，工程量大，施工周期比较短。因此在工期安排，施工方案确定，工程质量、安全、文明施工及管理等方面具有一定特殊性。

图1 工程平面布置图

1.2 工程施工方案确定

2.1 机组数量确定

为确保工程质量，防止延误工期，应在施工现场调查的基础上，对河道淤泥的处理工程进行预估，从淤泥的土方工程量、输泥管道的距离、施工电源供给等方面合理分析工期，以合理的对机组数量进行确定。首先结合土方量、土质类型、运输距离等指标，计算工期内的水力冲挖机组数量，以此为依据对施工日期进行推算，结合电源供给状况确定每台机组每天平均的“运行台班系数”。在完成这些工作的基础上，计算额定工程量下所需要的水力冲挖机组数量，在机组数量确定后，安排施工机械设备入场，并布置在各施工段，满足河道疏浚淤泥处理需要。

2.2 弃土区规划与施工

在选定弃土区时，应考虑多方面的因素，弃土区需要满足水力冲挖机组的作业需求，且泥浆实际扬尘小于或等于10米的情况下，单泵施工的输泥管线长度应控制在约120米。弃土区应尽量少占用耕地，充分利用附近低洼地或池塘，使用弃土进行填平造田，或结合附近道路工程建设和砖瓦生产基地合理布置弃土区。弃土区围堰断面一般采用梯形，同时加强围堰质量控制，分层填平与夯实，做好质量检查与验收工作。

2.3 水源和电源供给

水力冲挖机组疏浚1m3土，需用水2.5-3.0m3。常用横滚法、竖截法、回归法、外补法、综合法供水，以满足河道疏浚施工用水需要。在电源的供给上，由于机组的运转需要额度较大的电力维持，因此电源应采用80-100kVA用电，且同一电源供给只能配备2台机组用电，由于机组的用电额度较大，在对变压器进行设置时，应选择较机组位置偏远（大约800米）的距离。

2.4 河床冲挖

疏浚施工前进行测量，严格遵循施工图纸和国家水准点控制要求，分段设置符合国家相关标准和要求的临时水准点，控制引接的闭合误差在±12√Lmm之间。然后进行扫床作业，发现小木桩等障碍物应该及时清理。然后进行河床冲挖施工，在河床冲挖施工中，既要掌握合理的施工顺序，同时还要把握冲挖技术要点。

（1）河床冲挖工序。对河床进行冲挖的工序分为先深后宽、先槽后坡，由河道中间向两侧边坡冲挖的方式，如图3(a)所示，通常用于清淤疏浚施工。另一种是由上至下，先坡后槽，由两侧边坡向河道中间冲挖，如图3(b)所示，通常用于拓宽疏浚工程施工。

图3 河床冲挖的施工工序

（2）河床冲挖技术要点。冲挖施工是确保施工效率，提升工程质量的关键。为此，必须把握施工技术要点。要确保泥浆泵的工作位置，一般也称为吸浆口应该比冲挖点要深一些，且不少于50cm。从而有利于加快泥浆流速，提高含泥量。合理控制泥浆泵与冲挖土体的距离，不得相距太远，无杂物的土体一般控制在10m以内为宜。如果某些地段有杂物，距离可适当大一些，以达到保护工作机组的目的，同时方便对杂物进行清理，在对泥浆的输送过程当中，要采用集流槽输送。在对河床进行冲刷时，高压水枪与冲挖点要适当的拉开距离，有效的距离能够增加高压水枪的压力，从而提高施工效率。其次在进行土方冲挖时，喷射水柱与标准坡面夹角不得大于15°，削坡时夹角应该接近零度。不得对岸冲挖坡面土方，防止对坡面造成损伤，避免影响工程施工质量。一个作业段施工完成后，经检验质量合格后才能进入下一作业段施工，对于分段进行冲挖作业的河道，在对输泥管道进行位置规划时，应保障管道的顺畅，以防止淤泥在管道内发生堵塞，同时要对管道质量进行把控，对漏泥、漏水现象及时的发现并采取相关措施，保障输泥管道的运输质量。管道的出泥口要合理的进行延伸，防止泥浆的冲击力对围堰进行冲击，以此保障施工作业安全。此外还要根据水力冲挖淤泥工作设计日工作量，合理确定输送管道和输送路线，注重集浆池围堰填筑，保证截水回流的合理性，完善弃泥区泥库围堰构筑。

2.5 弃土区排水

排水位置要避开泥浆与输泥管道，从而有利于排水工作顺利进行。通常来讲排水口是根据输泥管道的数量来设置的，且排水管道的直径要大于输泥管道的直径，在操作过程当中要注重排水口的加固工作，保证管口牢固，注重节约成本，方便进行维修与养护。运行过程中，排水口的高度要随时进行调整，排水管道与泥浆地面的高度应维持在30-50米之间，且排水区应靠近河道，以保障水源的利用，此外排水的质量也要进行控制，水质应尽量清澈，减少甚至杜绝将泥浆带去河道的现象，避免对河道带来污染与破坏。

2.6 质量控制及安全防护

冲挖河床应严格遵循施工技术规范要求进行，确保每道工序质量合格。重视弃土区平整度控制，对输泥管道与排水管道的出口进行合理规划，确保管道的平整度。

水力冲挖机组操作人员要加强自身学习，提高设备操作技能，对施工图纸合理应用，提前对工程进行预估，结合实地情况对河道疏浚的工程开展进行合理规划，选择恰当的施工方式，并加强工序质量控制。对于完成的工段应该立即进行测量和检查，发现存在问题时需立即纠正。此外还要加强施工过程的安全把控，在工作开展中需要对河道进行断流时，必须对河道进行断流，同时加强截流施工坝的防护，避免坍塌现象发生。施工前严格检查弃土区围堰工程质量，施工过程要安排专门工作人员加强巡视和检查，并进行养护维修，避免围堰倒塌。所有电工必须持证上岗，所有电器设备施工中必须严格配备安全防护设施，并保证用电安全。水力冲挖机组施工人员要加强自身学习，提高专业技能和施工水平，增强责任心，严格遵守操作规程，按要求佩戴安全服，保证施工安全。

2.7 生态环保措施

随着环保理念的深入发展，各项工程的开展中都深刻融入了这一理念，在疏浚河道的工作开展当中，淤泥等垃圾会不可避免的出现，为响应生态环保理念，要在施工工程的周围进行防护，坚持废弃物的再利用原则，防止污染现象的发生。在机组的运作中，操作人员要对机械设备进行严格操作，确保泥浆的正确排放，同时做好日常垃圾清理工作，各种车辆实行密闭运输，防止污染环境。本工程中为保证车辆运输不对周边环境造成污染，在固定的运输区间内要安排卫生人员进行环境卫生管理，对车辆运输中产生的垃圾及时的进行清理。

三.河道疏浚淤泥处理技术的应用效果

该河道疏浚淤泥处理中，通过水力冲挖法的应用，不仅顺利完成淤泥处理任务，而且取得比较明显的效果。

3.1 减少土地资源占用量

采用水力冲挖法进行河道疏浚淤泥处理，利用管道输送淤泥和土壤，不会出现耕地被占用现象，有利于保护河道周围农作物。同时，堆积的土地平整之后，当年就可以耕种。管道还能将土体输送到较远的地方，有利于平整低洼地和废旧沟渠，在一定程度上能增加耕地面积。部分沉积后的土壤可用于深埋换填绿化种植土、土建工程等，进而减少耕地开挖面积，在一定降低土地资源占用量。

3.2 有利于保护周围环境

传统清淤方法会对周围环境带来一定程度的污染与破坏。而水力冲挖法的应用，既能顺利完成河道疏浚淤泥任务，还能对淤泥进行再利用，将其用于深埋换填绿化种植土、道路工程施工等，从而变废为宝。该方法不仅确保河道疏浚清淤效果，为附近居民营造生态、舒适、优美的生活环境，同时也降低对周围环境的污染与破坏，有利于保护周围生态，环境效益比较明显。

3.3 降低工作人员劳动强度

通过利用水力冲挖机组，工作人员劳动强度明显降低。例如，一台水力冲挖机组安排8-9人操作，人员进行轮班操作，机组便可实现24小时无间歇工作，随着机组运转的加快，日工作量会得到明显提升。基于此水力冲挖机组的利用不仅降低工作人员劳动强度，还大大提高施工作业效率。

3.4 节约工程施工成本

水力冲挖疏浚与机械开挖疏浚相比较，水力冲挖成本仅为机械开挖处理成本的1/3，这其中包括围堰工程、供电设施、排水费用等，大大节约工程施工成本。

3.5 社会效益比较明显

水力冲挖机组的使用，节省了大量的人力，实现了对淤泥的远距离运输，有效解决淤泥和流沙处理的难题，不仅降低劳动强度，还能保障施工人员安全。同时该方法还可以节约土地资源，降低工作人员劳动强度，节约施工成本，是河道疏浚淤泥处理方法的创新，赢得施工单位与河道沿线居民的一致好评，社会效益比较明显。

四.结束语

水力冲挖法符合河道疏浚淤泥处理技术的需求，且在工程开展中能够取得良好的效果。基于此，水力冲挖机组的运用是十分必要的，在具体的工程开展中，工作人员要对现场进行全面调查，做好施工方案设计，并提高施工人员素质，严格按要求开展施工，加强河道疏浚淤泥处理全过程管理，确保每道工序质量合格。从而顺利完成河道疏浚淤泥处理任务，促进水力冲挖法得到更好应用，有效提升河道疏浚淤泥处理质量和效益。