河道清淤技术
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河道整治施工方法河道整治是为了提高河道的水质、水量和水流状态,达到保护环境、调节水资源的目的。
施工过程中,选择合适的方法对于河道整治的成效至关重要。
本文将介绍几种常见的河道整治施工方法。
一、河道清淤技术清淤是河道整治的关键步骤之一,它可以有效去除水中污泥、垃圾等杂质,恢复水道的通畅程度。
常见的清淤技术包括人工清淤、挖掘机清淤和水泥喷浆清淤等。
1. 人工清淤:这是一种传统的清淤方法,适用于小型或浅水河道。
工人使用长柄铲或挖斗将河道底部淤积的泥淖逐渐铲除,然后使用篮子或输送带将泥沙运离河道。
2. 挖掘机清淤:适用于大型或深水河道的清淤工作。
操作人员利用挖掘机的铲斗将河道底部的淤泥和垃圾挖除,然后将其装载到运输车辆中,最后运至指定地点进行处理。
3. 水泥喷浆清淤:这是一种在清淤过程中加入水泥浆料的方法。
将水泥浆料均匀喷洒在清淤区域,通过水泥的凝固作用,稳定河道底部的泥沙,提高河道的通畅度。
二、岸坡护面工程岸坡护面工程是为了防止河道岸坡的坍塌,同时美化河道景观。
常见的岸坡护面方法包括石笼护坡、混凝土护坡和植物护坡等。
1. 石笼护坡:将石子装入网状结构的石笼中,然后将石笼码砌在岸坡上,形成一个整体的护坡结构。
这种方法具有良好的透水性,可以保持岸坡的稳定性并促进植物的生长。
2. 混凝土护坡:施工人员将预制的混凝土块或板状结构堆叠在岸坡上,形成一个坚固的护坡墙。
这种护坡方法适用于较陡峭的岸坡,可以有效防止岸坡的坍塌和侵蚀。
3. 植物护坡:通过种植各种适应水生环境的植物来护坡,如芦苇、水生草等。
植物的根系可以固定土壤,防止岸坡的冲刷和崩塌,同时提供了良好的生态环境。
三、河道固底工程固底工程是为了加固河道底部的土壤或石块,提高河道的稳定性和承载能力。
常见的固底方法包括石子铺设、水泥浇筑和地基加固等。
1. 石子铺设:将不同规格的石子铺设在河道底部,形成一个坚硬的底床。
石子之间的间隙可以提供水流通道,降低水流的冲击力,同时也有利于水生生物的栖息和繁衍。
创新技术提升河道清淤效率在河道管理和维护中,清淤是一项至关重要的任务。
定期清理和清淤河道可以有效减少水流阻力,提高水质,促进水生态平衡,预防洪水等问题。
然而,传统的清淤方法通常效率低下且耗时耗力。
为了提高河道清淤的效率,一些创新技术被引入并取得一定的成功。
一、水下机械清淤技术水下机械清淤技术是将机械设备直接下沉到河床上,通过吸污和刮削等方式将淤泥颗粒从河床上移除。
这种技术相比传统的人工清淤具有明显的优势,不仅可以减少劳动力成本,而且能够提高清淤效率。
该技术主要分为两种:一种是使用吸泥船,利用泵吸的方式将淤泥抽到船上,再转运到指定地点进行处理。
另一种是使用沉管式清淤机,将机器直接下沉到河底,通过刮削和吸污的方式将淤泥吸入设备内部,再利用泵将淤泥排出。
水下机械清淤技术的优势在于可以适用于不同类型的水体,包括湖泊、河流和港口等。
同时,由于机器的操作性,清淤效率得到了极大的提升,大大缩短了清淤周期。
二、水下无人机清淤技术随着科技的不断发展,水下无人机清淤技术逐渐兴起。
这种技术利用无人机的操控系统将机器下沉到河道底部,并通过携带的清淤装置实施清淤作业。
与传统的人工清淤相比,无人机清淤技术具有更高的效率和更低的成本。
水下无人机清淤技术采用先进的遥控和导航系统,能够准确地感知河道的情况,并通过操纵机器臂等装置进行清淤作业。
该技术不仅可以处理淤泥,还可以拍摄和记录河床的实时情况,为后续的管理和监测提供重要数据。
三、水下真空吸污技术水下真空吸污技术是一种全新的清淤技术,通过真空吸污装置将河道的淤泥颗粒吸入设备内部,再进行处理和运输。
该技术可以高效地清理淤泥,减少了对水体的干扰,并且可以在短时间内完成大面积的清淤作业。
这种技术的关键在于真空吸污装置的设计和应用。
吸污装置通常由排水泵、吸管和储存容器等组成,通过负压原理将淤泥颗粒吸入设备内部,再利用管路系统将淤泥转运到指定地点。
水下真空吸污技术具有操作简单、清淤效率高等优势,适用于各类水体的清淤作业。
常用河道清淤技术_河道清淤设备常用河道清淤技术1.1 排干清淤对于没有防洪、排涝、航运功能的流量较小的河道,排干清淤指可通过在河道施工段构筑临时围堰,将河道水排干后进行干挖或者水力冲挖的清淤方法。
排干后又可分为干挖清淤和水力冲挖清淤两种工艺。
a.干挖清淤: 作业区水排干后,大多数情况下都是采用挖掘机进行开挖,挖出的淤泥直接由渣土车外运或者放置于岸上的临时堆放点。
倘若河塘有一定宽度时,施工区域和储泥堆放点之间出现距离,需要有中转设备将淤泥转运到岸上的储存堆放点。
一般采用挤压式泥浆泵,也就是混凝土输送泵将流塑性淤泥进行输送,输送距离可以达到200~300m,利用皮带机进行短距离的输送也有工程实例。
干挖清淤其优点是清淤彻底,质量易于保证而且对于设备、技术要求不高;产生的淤泥含水率低,易于后续处理。
b.水力冲挖清淤: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,将泥浆输送至岸上的堆场或集浆池内。
水力冲挖具有机具简单,输送方便,施工成本低的优点,但是这种方法形成的泥浆浓度低,为后续处理增加了难度,施工环境也比较恶劣。
一般而言,排干清淤具有施工状况直观、质量易于保证的优点,也容易应对清淤对象中含有大型、复杂垃圾的情况。
其缺点是,由于要排干河道中的流水,增加了临时围堰施工的成本; 同时很多河道只能在非汛期进行施工,工期受到一定限制,施工过程易受天气影响,并容易对河道边坡和生态系统造成一定影响。
1.2 水下清淤水下清淤一般指将清淤机具装备在船上,由清淤船作为施工平台在水面上操作清淤设备将淤泥开挖,并通过管道输送系统输送到岸上堆场中。
水下清淤有以下几种方法。
a.抓斗式清淤: 利用抓斗式挖泥船开挖河底淤泥,通过抓斗式挖泥船前臂抓斗伸入河底,利用油压驱动抓斗插入底泥并闭斗抓取水下淤泥,之后提升回旋并开启抓斗,将淤泥直接卸入靠泊在挖泥船舷旁的驳泥船中,开挖、回旋、卸泥循环作业。
河道整治施工工艺河道整治是指通过采取一系列技术措施,对河道进行改造和修复,以提高河道的水质和水环境,保护生态系统,防止洪涝灾害等。
而在河道整治施工过程中,合理的工艺是保证施工质量的重要保证。
下面将介绍河道整治施工中常用的工艺方法。
一、清淤工艺清淤是河道整治的重要环节,其目的是清除河道中的淤积物,恢复河道的正常水力条件。
常见的清淤工艺包括:1.机械清淤:通过使用挖掘机、铲车等机械设备将淤泥、石块等物质清除。
这种方法速度较快,效果较好,但对环境影响较大,需要合理控制废弃物的处理,防止对附近生态环境造成污染。
2.水力冲刷:利用高压水流对淤泥进行冲刷,将其冲刷到较远的地方。
这种方法对环境影响较小,但适用于较浅的河道,对于深度较大的河道效果较差。
3.人工清淤:通过人工手段对河道进行清除,包括挖掘、撬动等方法。
这种方法适用于狭窄、复杂的河道,但其工艺周期较长,效率较低。
二、岸坡修整工艺岸坡修整是为了防止河道岸坡的坍塌、滑坡等问题,以提高岸坡的稳定性和安全性。
常见的岸坡修整工艺包括:1.护坡工艺:采用不同材料进行岸坡护面,如砼护面、石方护面等,以增加岸坡的抗冲刷能力。
2.植被修复:通过种植适宜的植被,如草坪、灌木、乔木等,增加岸坡的稳定性,减少岸坡的侵蚀。
3.加固工艺:利用加固材料、钢筋等进行岸坡的加固,以增加岸坡的抗倾斜能力。
三、河床整治工艺河床整治是为了提高河道的水流能力和水质,以减少洪水积涝和环境污染。
常见的河床整治工艺包括:1.疏浚清淤:通过清除河床中的淤泥、石块等物质,恢复河床的正常断面形态和水流能力。
2.河床加固:通过加固河床的底部和两岸,以增加河床的承载能力和稳定性。
3.生态恢复:通过引入水生植物、沉积物等,改善河床的水质和生态环境,增加生物多样性。
四、河道景观工艺河道整治不仅仅是为了改善水质和防止洪涝灾害,还要考虑到河道的景观效果,提高城市的整体形象和居民的居住环境。
常见的河道景观工艺包括:1.绿化美化:通过种植花草树木、设置景观石等,营造绿化景观,增加河道的美观度。
河道清淤施工技术要点一、施工前准备工作:1.现场勘测:对要清淤的河道进行全面的勘测,了解河道的地貌、水深、水流速度等情况,为清淤施工的规划和设计提供依据。
2.施工方案设计:根据河道的不同条件和要求,制定合理的施工方案,包括清淤的区域范围、深度和方法等。
3.人员和设备准备:根据施工方案的要求,配备合适的人员和设备,包括清淤机械、浮船、抽水泵等。
二、清淤的方法和工艺:1.机械清淤:对于较大规模、较深河道的清淤工程,通常采用机械清淤的方法。
根据河道的深度和清淤的要求选择合适的机械进行作业,如挖掘机、装载机等。
通过机械的操作,将河道底部的淤泥、石块等物质清理出来,恢复河道的通畅。
2.人工清淤:对于一些较浅的河道或河道附近淤泥较多的区域,可以采用人工清淤的方法。
人工清淤主要通过人员手工刨缸、铲泥等方式进行,清理河道的淤泥和杂物。
3.高压水清淤:对于一些复杂的河道或有难以清理的淤泥物质,可以使用高压水进行清淤。
通过高压水喷射的力量,将淤泥松动,并借助水流将其冲刷出来。
三、施工后的处理:1.淤泥处理:清淤后产生的淤泥要进行合理的处理,避免对环境造成污染。
可以采用填埋、浸沉以及转运到合格的处理场所等方式进行处理。
2.河道修复:为了保持河道的长期通畅,施工后还需要对河道进行修复工作。
主要包括加固岸边、修复岸坡、种植护岸植被等措施,防止河道再次淤积。
四、注意事项:1.安全防护:清淤施工过程中,要注意安全防护工作,确保工作人员的人身安全。
同时,要进行现场安全教育,加强安全意识。
2.环境保护:在施工过程中,要注意对周边环境的保护,避免对生态系统造成不必要的损害。
同时,要合理利用清淤后的淤泥等资源,实现资源化利用。
3.施工监测:清淤施工完成后,要进行相关的监测工作,确保施工后河道的通畅,并及时发现和处理施工中的问题。
以上是河道清淤施工技术要点的详细介绍。
在实际的清淤施工中,要根据具体的情况和要求选择合适的方法和工艺,确保施工的质量和效果,同时注重环境保护和安全防护工作。
中小型河道治理中的清淤及淤泥处理技术
随着城市化进程的加快,中小型河道治理日益受到重视,而河道淤积也日益严重,严重影响了河道的水质、水流、生态环境等,因此清淤及淤泥处理技术显得尤为重要。
一、清淤
1.机械清淤:利用各种机械设备,如挖掘机、铲车等进行清淤。
机械清淤速度较快,但对于无法开挖的复杂场地、水位太深的地方等较为困难。
2.人工清淤:手工清理,适用于淤泥较浅的场地,需要大量人力,效率较低,但使用简单,成本较低。
3.水下吸淤:利用水下作业的机械进行清淤。
因水下作业的特殊性,在操作时对环境的影响很小,并能够清理到较深的淤泥,但设备成本较高。
4.生态清淤:利用生物、植物等生态手段进行清淤,以减少对水生态环境的破坏,但清淤效率较低,需要长时间维护。
二、淤泥处理
经过清淤后,产生的大量淤泥需要进行处理,具体技术如下:
1.压缩处理:将淤泥经过简单的压制,使其减少体积,便于运输和处置。
压缩处理技术简便易行,不需要多余设备,但不适用于所有淤泥,并且对运输距离也有一定限制。
2.填埋处理:将淤泥倾倒至特定填埋场或污泥池中,但这种方法会造成场地的浪费、地下水污染等问题。
3.焚烧处理:将淤泥通过高温焚烧,使之转化为可再利用的物质,但对环境的影响较大,需要特殊的设备。
4.土地利用:将淤泥通过土地利用的方式进行处理,例如利用淤泥进行绿化、渔塘鱼池养殖、农田施肥等。
这种方式不仅解决了淤泥问题,还带来了一定的经济效益和环境效益。
综上所述,针对中小型河道治理中的清淤及淤泥处理技术,需要根据具体情况选择合适的方法进行处理,既要达到治理效果,又要减小对环境的影响。
清淤安全技术措施清淤是指对河道、水域、池塘、下水道等进行淤泥及杂物的清理工作。
清淤工作具有一定的危险性,需要采取科学的安全技术措施来保障工作人员的安全。
以下是清淤工作中常用的安全技术措施。
1. 确定作业范围和淤泥情况:在进行清淤工作之前,必须进行详细的勘察和测量,确定清淤作业的范围和淤泥的情况。
同时,还需了解河道或水域周围的地质条件、水流情况等相关信息,为后续清淤工作提供科学依据。
2. 制定详细的清淤方案:根据勘察结果,制定清淤方案。
清淤方案应包括施工的具体步骤、所需的设备和材料、安全措施以及施工期限等。
确保工作人员有明确的工作流程和安全操作指南。
3. 佩戴个人防护装备:清淤作业需要工作人员进入污泥、淤泥等恶劣环境中,因此必须佩戴合适的个人防护装备。
包括耐酸碱的胶鞋、防滑手套、防护面具、防护服等。
个人防护装备能有效保护工作人员的安全。
4. 提供有效的通风系统:在清淤现场,由于淤泥会产生大量有害气体,如硫化氢等,因此必须提供有效的通风系统。
通风系统能够及时排除有害气体,确保作业现场的空气清新。
5. 配备救生设备:清淤作业过程中,可能会发生意外情况,如人员落水、突然变化的水流等。
所以必须配备必要的救生设备,如救生圈、安全绳、救生衣等,以便及时救援。
6. 设置警示标志和安全标识:在清淤作业现场,应设置明显的警示标志和安全标识。
例如警示牌、警戒线、安全提示标识等,用以提醒其他人员注意安全,避免无关人员靠近工作现场。
7. 定期进行安全培训:清淤作业需要工作人员具备一定的专业知识和技能,同时也需要了解遇到突发情况时的应急处理方法。
定期进行安全培训,提高工作人员的安全意识和应急反应能力。
8. 监测水质状况:在清淤作业中,应对周围水域的水质进行监测。
如果水质超标,超过工作人员能忍受的范围,必须采取相应措施,如更换防护装备、调整作业方式等。
9. 建立应急预案:针对可能发生的事故和突发情况,清淤作业单位应建立完善的应急预案。
中小型河道治理中的清淤及淤泥处理技术中小型河道的清淤及淤泥处理是当前城市化进程中面临的一个重要环保问题。
随着城市化的不断发展,河道淤积、污染等问题日益凸显,给城市环境和水资源带来了严重的影响。
如何有效地进行中小型河道的清淤及淤泥处理成为当前急需解决的环保难题。
本文将重点介绍中小型河道治理中清淤及淤泥处理的技术及方法,以期为相关领域的研究和应用提供一些参考。
一、中小型河道清淤技术1.机械清淤技术机械清淤技术是目前应用较为广泛的一种清淤技术。
其主要通过挖掘机、吸沙船等机械设备进行清理,效率高,适用范围广。
但是由于机械清淤存在一定的时间成本和金钱成本,因此需要在实际操作中根据具体河道的情况进行综合考量。
生物清淤技术采用生物菌剂、植物等生物材料对淤泥进行降解和分解,从而实现清淤的目的。
这种清淤技术对环境友好,具有一定的生态效应,但是其处理周期较长,需要一定的时间。
化学清淤技术采用化学试剂对淤泥进行溶解、降解或者变性处理,从而达到清淤的目的。
这种清淤技术处理速度快,但是相对来说对环境影响更大,需要谨慎使用。
1.淤泥资源化利用淤泥中含有大量的有机物质和养分元素,可以用于农田肥料、土壤改良剂等产品的生产。
通过科学的处理和加工,可以使淤泥得到资源化利用,减少对环境的影响。
2.淤泥焚烧处理淤泥焚烧处理是一种将淤泥进行高温焚烧的方法,使淤泥中的有机物质被破坏和氧化,从而实现对淤泥的处理。
这种方法处理效果明显,但是对环境影响较大,需要谨慎使用。
淤泥填埋处理是将淤泥进行填埋,埋藏在地下进行处理。
这种方法处理简单,但是对土地资源存在一定的占用和污染风险,需谨慎使用。
三、中小型河道治理实践1.综合应用多种技术手段中小型河道的清淤及淤泥处理需要综合考虑多种技术手段,以了解实际情况进行合理选择。
在实践中,可以根据具体情况采用机械清淤、生物清淤、化学清淤等技术进行综合应用,从而达到更好的清淤效果。
在淤泥处理中,需要进行科学合理的处理,避免对环境造成额外污染。
河道清淤工程施工技术一、前言河道清淤工程是指对河流和水体的底泥、淤泥等淤积物进行清理和清除的工作。
清淤工程具有很高的环境保护意义,可以改善水质,提高水体的容积,减轻水灾危害等,因此在城市化和工业化进程中,河道清淤工程备受重视。
本文将介绍河道清淤工程的施工技术,包括前期准备工作、清淤方法、施工流程等内容。
二、前期准备工作1. 环境评估:在进行河道清淤工程前,需要对周围环境进行评估,包括水质、土壤环境等情况。
确定清淤工程对周围环境的影响,制定相应的环境保护措施。
2. 勘察设计:进行河道清淤工程前,需要进行勘察设计工作,确定清淤的范围、深度、方式等。
根据实际情况确定清淤的具体方案。
3. 施工人员培训:对参与清淤工程的施工人员进行培训,包括清淤设备的操作方法和安全注意事项等。
4. 设备准备:根据勘察设计确定清淤工程所需的设备和工具,进行设备采购和准备工作。
三、清淤方法1. 机械清淤:机械清淤是指利用挖掘机、清淤船等机械设备进行河道清淤工作。
机械清淤效率高,适用于大面积、深度较深的清淤工程。
2. 水力清淤:水力清淤是指利用水流和液压原理进行清淤工作。
常用的水力清淤方法包括吹沙、喷水清淤等。
3. 人工清淤:人工清淤是指利用人工进行清淤工作。
适用于小面积、深度较浅的清淤工程。
四、施工流程1. 准备施工:在进行清淤工程前,需要对工程现场进行准备工作,包括搭建施工平台、设置警示标志等。
2. 测量测深:对河道进行测量测深工作,确定清淤的具体深度和范围。
3. 清淤作业:根据清淤方法选择相应的设备进行清淤作业,将底泥、淤泥等淤积物清理干净。
4. 安全施工:在清淤作业过程中,要严格遵守安全操作规程,确保施工安全。
5. 质量验收:完成清淤工程后,对清淤效果进行质量验收,确认工程是否符合设计要求。
五、安全防护1. 施工人员要穿着符合安全要求的工作服,戴好安全帽、手套等防护用具。
2. 施工现场要设置明显的警示标识,提醒过往车辆和行人注意安全。
河道清淤的方法
河道清淤的方法:
①在开始清淤前首先需要对河道进行全面调查包括测量水深了解河床地形掌握淤泥分布情况;
②根据调查结果制定详细施工方案确定清淤范围清淤量以及采用何种机械设备和技术手段;
③选择合适时间窗口避开洪水期及鱼类繁殖期等敏感时期减少对生态环境的影响;
④采用抓斗式挖泥船适用于中小型河流操作灵活能够深入狭窄弯曲河道作业;
⑤绞吸式挖泥船适合开阔水域作业通过绞刀搅松河底淤泥再用吸管抽取至运输船上;
⑥耙吸式挖泥船自带舱容可以一边挖掘一边装载淤泥然后直接运往指定处理地点;
⑦对于浅水区域或不适合大型船只进入的地方可以使用水力冲挖法用高压水枪冲刷淤泥;
⑧在某些特殊情况下如城市内河还可能采用人工清淤方式用铲子网兜等工具手动清理;
⑨抽取上来的淤泥需进行分类处理有机质丰富可用于农田施肥重金属超标则需固化填埋;
⑩为防止二次污染淤泥运输过程中需加盖封闭车厢避免沿途洒落污染环境;
⑪施工期间需定期监测水质变化情况及时调整施工强度避免对水生生物造成过大干扰;
⑫最后在工程结束后要对河道两岸植被进行修复恢复生态平衡提升整体景观效果。
中小河道清淤及淤泥处理技术我国中小河道淤积现象比较普遍,河道原有的调蓄洪水和防灾减灾的能力有所减弱。
近几年国家加强了中小河道和农村河道的治理力度,其中清淤工程作为主要措施被广泛实施。
以江苏省为例,在2003—2014 年期间,已投资超过40 亿元进行河道清淤,累计清淤量超过35 亿m3。
目前河道清淤已经从过去的仅以提高河道防洪、排涝和灌溉能力[2]的传统水利工程目标向生态水利目标拓展,也就是说在很多河道清淤工程的目标中都含有减少河道内源污染,为河道水质改善提供保障的工程目的。
历史上,农村河道的清淤工程多是基于人工体力劳作的方式来完成,而大型清淤装备、清淤船只也基本上是为了港口、航道或大江大河的大规模疏浚工程而建造,无法进入中小河道进行施工,因此中小河流清淤工程一般没有非常合适的清淤装备进行施工。
与农村河道清淤相关的另一个问题就是淤泥的处理问题。
过去农村河道广泛存在“挖河泥”的冬季作业,并有将挖出来的河泥进行沤肥后作为肥料使用的习惯,这种习惯很自然地解决了淤泥的去向问题。
而现在由于乡镇企业的发展导致了一些农村河道遭受了工业污水排放的污染,而农村生活方式的变化也使得一些小型工业废弃物、生活垃圾被弃置于河道之中。
由于这些原因,一些河泥成为“污泥”,其性质不再适宜直接还田或经过沤肥后作为肥料使用。
另一方面,农业生产中化肥的使用越来越普遍,也使得原先用河泥沤制的肥料逐渐丧失了需求。
过去我国在航道、港口和大规模的内河疏浚工程较多,形成了相应的技术方法和机械设备。
“十五”期间,围绕河湖治理时底泥中污染物的去除问题开展了较多的“环保清淤”工程,即,指将河湖底泥中聚集的污染物通过清淤方式移出湖泊、河流的工程。
环保清淤与工程清淤的差异在于清淤的底泥厚度很薄,比如太湖环保清淤工程其底泥为20~40cm的居多,因此,对清淤设备本身的定位、操作系统的精度要求很高。
太湖、滇池等富营养化湖泊都开展了围绕去除底泥中富含的氮、磷营养而实施大规模的环保清淤工程。
而城市河道也普遍展开环保清淤工作,广州在召开亚运会之前,为了改善河道水质,对城市河涌进行了普遍清淤,上海的苏州河、南京秦淮河等城市河道都普遍实施了清淤工程。
相对于湖泊而言,城市河道的环保清淤工程可稍微粗放一些,因为河道本身的流动性和交换的特点,施工的精度和二次污染防治的要求都没有湖泊敏感。
目前环保清淤工程在淤泥的处理方面普遍采用了堆场堆放的模式,清淤产生的泥浆先进入堆场存放,在沉淀以后进行土地还原或者进行处理利用。
而对于中小河道以及农村河道的清淤工程到底应该如何实施,使用什么样的清淤机械和工艺,清出来的淤泥应该如何处理,在目前尚无一个比较规范或者公认的方法。
针对这一问题,本文收集和梳理了我国河道尤其是中小河道的清淤方法,以及淤泥处理利用的技术和方法,对各种方法的优缺点及适用范围进行了分析,希望能够为中小河流、农村河道的清淤工程提供一些技术借鉴。
1 常用河道清淤技术目前的河道清淤工程,大多数具有水质改善的目的,因此尚属“环保清淤”范围。
另外,在工程上有“疏浚”和“清淤”两个较为接近的术语,为了区别于航道、港口等大规模疏浚工程,笔者建议将中小河道、农村河道的清、挖工程统一称为“清淤”,突出清除底泥中污染物的概念和解决淤积问题的工程目的。
现在的清淤工程具有系统化施工的特点,在清淤之前应该进行初步的底泥调查。
通过测量明确河道底床的形状特征,通过底泥采样分析明确底泥中污染物的特点和是否超过环境质量标准。
中小河道,尤其是农村河道工程量偏小,这些前期工作很容易被忽视,但实际上先进行一些简单的前期工作对整个工程的顺利实施并得到预期效果会有极大的帮助。
在前期工作的基础上,根据淤积的数量、范围、底泥的性质和周围的条件确定包含清淤、运输、淤泥处置和尾水处理等主要工程环节的工艺方案,因地制宜选择清淤技术和施工装备,妥善处理处置清淤产生的淤泥并防止二次污染的发生。
由于近些年我国港口、航道、内河以及湖泊清淤工程众多,疏浚、清淤技术得到长足发展,装备能力也大大提升,但能够进入中小河道和农村河道的专用船只和设备却并不常见。
最常用的中小河道清淤技术可分类如表1 所示。
1.1 排干清淤对于没有防洪、排涝、航运功能的流量较小的河道,排干清淤指可通过在河道施工段构筑临时围堰,将河道水排干后进行干挖或者水力冲挖的清淤方法。
排干后又可分为干挖清淤和水力冲挖清淤两种工艺。
a.干挖清淤: 作业区水排干后,大多数情况下都是采用挖掘机进行开挖,挖出的淤泥直接由渣土车外运或者放置于岸上的临时堆放点。
倘若河塘有一定宽度时,施工区域和储泥堆放点之间出现距离,需要有中转设备将淤泥转运到岸上的储存堆放点。
一般采用挤压式泥浆泵,也就是混凝土输送泵将流塑性淤泥进行输送,输送距离可以达到200~300m,利用皮带机进行短距离的输送也有工程实例。
干挖清淤其优点是清淤彻底,质量易于保证而且对于设备、技术要求不高; 产生的淤泥含水率低,易于后续处理。
b.水力冲挖清淤: 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,将泥浆输送至岸上的堆场或集浆池内。
水力冲挖具有机具简单,输送方便,施工成本低的优点,但是这种方法形成的泥浆浓度低,为后续处理增加了难度,施工环境也比较恶劣。
一般而言,排干清淤具有施工状况直观、质量易于保证的优点,也容易应对清淤对象中含有大型、复杂垃圾的情况。
其缺点是,由于要排干河道中的流水,增加了临时围堰施工的成本; 同时很多河道只能在非汛期进行施工,工期受到一定限制,施工过程易受天气影响,并容易对河道边坡和生态系统造成一定影响。
1.2 水下清淤水下清淤一般指将清淤机具装备在船上,由清淤船作为施工平台在水面上操作清淤设备将淤泥开挖,并通过管道输送系统输送到岸上堆场中。
水下清淤有以下几种方法。
a.抓斗式清淤: 利用抓斗式挖泥船开挖河底淤泥,通过抓斗式挖泥船前臂抓斗伸入河底,利用油压驱动抓斗插入底泥并闭斗抓取水下淤泥,之后提升回旋并开启抓斗,将淤泥直接卸入靠泊在挖泥船舷旁的驳泥船中,开挖、回旋、卸泥循环作业。
清出的淤泥通过驳泥船运输至淤泥堆场,从驳泥船卸泥仍然需要使用岸边抓斗,将驳船上的淤泥移至岸上的淤泥堆场中。
抓斗式清淤适用于开挖泥层厚度大、施工区域内障碍物多的中、小型河道,多用于扩大河道行洪断面的清淤工程。
抓斗式挖泥船灵活机动,不受河道内垃圾、石块等障碍物影响,适合开挖较硬土方或夹带较多杂质垃圾的土方; 且施工工艺简单,设备容易组织,工程投资较省,施工过程不受天气影响。
但抓斗式挖泥船对极软弱的底泥敏感度差,开挖中容易产生“掏挖河床下部较硬的地层土方,从而泄露大量表层底泥,尤其是浮泥”的情况; 容易造成表层浮泥经搅动后又重新回到水体之中。
根据工程经验[3-5],抓斗式清淤的淤泥清除率只能达到30% 左右,加上抓斗式清淤易产生浮泥遗漏、强烈扰动底泥,在以水质改善为目标的清淤工程中往往无法达到原有目的。
b.泵吸式清淤: 也称为射吸式清淤,它将水力冲挖的水枪和吸泥泵同时装在1 个圆筒状罩子里,由水枪射水将底泥搅成泥浆,通过另一侧的泥浆泵将泥浆吸出,再经管道送至岸上的堆场,整套机具都装备在船只上,一边移动一遍清除。
而另一种泵吸法是利用压缩空气为动力进行吸排淤泥的方法,将圆筒状下端有开口泵筒在重力作用下沉入水底,陷入底泥后,在泵筒内施加负压,软泥在水的静压和泵筒的真空负压下被吸入泵筒。
然后通过压缩空气将筒内淤泥压入排泥管,淤泥经过排泥阀、输泥管而输送至运泥船上或岸上的堆场中。
泵吸式清淤的装备相对简单,可以配备小中型的船只和设备,适合进入小型河道施工。
一般情况下容易将大量河水吸出,造成后续泥浆处理工作量的增加。
同时,我国河道内垃圾成分复杂、大小不一,容易造成吸泥口堵塞的情况发生。
c.普通绞吸式清淤: 普通绞吸式清淤主要由绞吸式挖泥船完成。
绞吸式挖泥船由浮体、铰绞刀、上吸管、下吸管泵、动力等组成。
它利用装在船前的桥梁前缘绞刀的旋转运动,将河床底泥进行切割和搅动,并进行泥水混合,形成泥浆,通过船上离心泵产生的吸入真空,使泥浆沿着吸泥管进入泥泵吸入端,经全封闭管道输送(排距超出挖泥船额定排距后,中途串接接力泵船加压输送) 至堆场中。
普通绞吸式清淤船及绞刀如图1 所示。
普通绞吸式清淤适用于泥层厚度大的中、大型河道清淤。
普通绞吸式清淤是一个挖、运、吹一体化施工的过程,采用全封闭管道输泥,不会产生泥浆散落或泄漏; 在清淤过程中不会对河道通航产生影响,施工不受天气影响,同时采用GPS 和回声探测仪进行施工控制,可提高施工精度。
普通绞吸式清淤由于采用螺旋切片绞刀进行开放式开挖,容易造成底泥中污染物的扩散,同时也会出现较为严重的回淤现象。
根据已有工程的经验[4,6],底泥清除率一般在70%左右。
另外,吹淤泥浆浓度偏低,导致泥浆体积增加,会增大淤泥堆场占地面积。
d.斗轮式清淤: 利用装在斗轮式挖泥船上的专用斗轮挖掘机开挖水下淤泥,开挖后的淤泥通过挖泥船上的大功率泥泵吸入并进入输泥管道,经全封闭管道输送至指定卸泥区。
斗轮式挖泥船及斗轮如图2 所示。
斗轮式清淤一般比较适合开挖泥层厚、工程量大的中、大型河道、湖泊和水库,是工程清淤常用的方法。
清淤过程中不会对河道通航产生影响,施工不受天气影响,且施工精度较高。
但斗轮式清淤在清淤工程中会产生大量污染物扩散,逃淤、回淤情况严重,淤泥清除率在50% 左右,清淤不够彻底,容易造成大面积水体污染。
1.3 环保清淤环保清淤包含两个方面的含义,一方面指以水质改善为目标的清淤工程,另一方面则是在清淤过程中能够尽可能避免对水体环境产生影响。
环保清淤的特点有: ①清淤设备应具有较高的定位精度和挖掘精度,防止漏挖和超挖,不伤及原生土; ②在清淤过程中,防止扰动和扩散,不造成水体的二次污染,降低水体的混浊度,控制施工机械的噪音,不干扰居民正常生活; ③淤泥弃场要远离居民区,防止途中运输产生的二次污染。
环保清淤的关键和难点在于如何保证有效的清淤深度和位置,并进行有效的二次污染防治,为了达到这一目标一般使用专用的清淤设备[7],如使用常规清淤设备时必须进行相应改进。
专用设备包括日本的螺旋式挖泥装置和密闭旋转斗轮挖泥设备。
这两种设备能够在挖泥时阻断水侵入土中,故可高浓度挖泥且极少发生污浊和扩散现象,几乎不污染周围水域。
意大利[8]研制的气动泵挖泥船用于疏浚水下污染底泥,它利用静水压力和压缩空气清除污染底泥,此装置疏浚质量分数高,可达70% 左右,对湖底无扰动,清淤过程中不会污染周围水域。
国内目前所使用的环保清淤设备多为在普通挖泥船上对某些挖泥机具进行环保改造,并配备先进的高精度定位和监控系统以提高疏浚精度、减少疏浚过程中的二次污染,满足环保清淤要求[7]。