劉玲，謝飛，張曉琳

（濟(jì)南市水利建筑勘測設(shè)計研究院，山東濟(jì)南 250014）

濟(jì)南市小清河主城區(qū)段河道清淤方案優(yōu)選

劉玲，謝飛，張曉琳

（濟(jì)南市水利建筑勘測設(shè)計研究院，山東濟(jì)南 250014）

小清河是濟(jì)南市唯一排洪通道，對城市河道進(jìn)行清淤，需要在清淤船的種類、輸送設(shè)備、脫水技術(shù)、底泥處理等方面進(jìn)行方案比選優(yōu)化。通過不同方案比選，選擇適合小清河特點的方案，使小清河達(dá)到“水清、岸綠、景美、河暢”的環(huán)境，從而提升濟(jì)南市的城市形象。

環(huán)保清挖；輸送；生態(tài)脫水；底泥處理

小清河城市主城區(qū)段綜合治理工程完成后，多年未進(jìn)行清淤，隨著河道多年行洪、排澇沉積物的影響以及部分污水排放的影響，目前城區(qū)段河道淤積較為嚴(yán)重。為保證小清河治理成效，考慮到小清河河道清淤問題影響面較廣，工藝較為復(fù)雜，需進(jìn)行方案比選分析論證。

1 小清河概況

小清河濟(jì)南市段流經(jīng)槐蔭、天橋、歷城、章丘四個區(qū)，全長70.5 km，流域面積2 792 km2，是濟(jì)南市城區(qū)唯一的排洪通道。自2007—2012年，實施完成了小清河綜合治理工程，治理段自睦里閘至濟(jì)青高速公路橋，全長31 km。工程建成后河道防洪標(biāo)準(zhǔn)由20年一遇提高到100年一遇。河道干流實現(xiàn)全線截污，兩岸綠化及配套設(shè)施基本建成，景觀面貌大幅度提升，水質(zhì)得到了極大的改善。

2 河道淤積情況分析

2.1 淤積情況

小清河主城區(qū)段位于市區(qū)北部，自西外環(huán)橋至洪園閘，全長17 km，現(xiàn)已建成為游客游覽、市民休閑的公共場所，截至目前，已運(yùn)行6年多，根據(jù)濟(jì)南市勘察測繪研究院提供的《濟(jì)南市小清河淤泥規(guī)律研究方案論證測量報告》測量成果。測量范圍：二環(huán)西路橋到菜園橋東側(cè)，長16.7 km，淤積總量126萬m3，淤泥平均厚度0.97 m。其中林家橋東西兩側(cè)、西濼河入清口至還鄉(xiāng)店橋東河道范圍淤積量較大，淤積厚度為1.05～1.34 m。現(xiàn)狀淤積嚴(yán)重，對小清河的防洪、水生態(tài)環(huán)境、通航等影響較大，亟需進(jìn)行河道清淤。

2.2 淤積來源分析

1）小清河是濟(jì)南市唯一排水出路，且地勢最低，南北落差達(dá)100余米，支流比降較陡，各支流泥沙最終全部流入小清河，且小清河干流河道比降較緩（城區(qū)段河道比降在1/5 500～1/8 500），泥沙在干流沉積，由于多年沒有清淤，造成干流河道淤積嚴(yán)重。

2）由于河道支流長期向小清河內(nèi)排污，大量的污染物沉入河底，形成一層黑色浮泥，造成河道污泥淤積。

3）大量生活垃圾、污泥通過雨水管道排入小清河，造成河道淤積。

3 清淤方案比選

通常河道清淤有干槽施工和帶水作業(yè)兩種方式。傳統(tǒng)干槽施工需要洪園閘全部閘門提升放水再采用挖掘機(jī)進(jìn)行清挖，河道清挖后的淤泥無處存放和運(yùn)輸，因此采用干槽清挖方式已不可行，應(yīng)考慮帶水作業(yè)方式，考慮水上設(shè)備轉(zhuǎn)移和輸送。

帶水作業(yè)清淤方案技術(shù)研究路線為：按照清淤工作的整個過程，將其分成“清挖、輸送、脫水”三個主要環(huán)節(jié)，分環(huán)節(jié)進(jìn)行分析比較后對各環(huán)節(jié)的合理方案進(jìn)行優(yōu)化組合，形成整體方案后再進(jìn)行系統(tǒng)地比較分析，確定最終方案。

3.1 淤泥清挖

1）絞吸式挖泥船清挖。絞吸式挖泥船是近年來常見、使用最廣泛的一種水力式挖泥船，它的清挖、輸送、干化、淤泥處理等疏浚工序可以連續(xù)完成。其工作原理是利用吸水管前端環(huán)保絞刀和密封罩裝置，將河底泥沙進(jìn)行切割和攪動，再經(jīng)吸泥管將絞起的泥沙物料，借助強(qiáng)大的泵力，輸送到儲泥場，整個施工過程采用水下施工，對于超過額定排距的，設(shè)接力加壓泵站，進(jìn)行長距離泥漿輸送，至儲泥場。挖泥船清挖的泥漿含泥量在15%左右。

2）浮船機(jī)械清挖。浮船機(jī)械清挖是在傳統(tǒng)機(jī)械清淤的基礎(chǔ)上改進(jìn)的一種清挖方法，將挖掘機(jī)械置于浮船上，利用浮船在水面上進(jìn)行挖泥清淤，浮船尺寸20 m×20 m×1.5 m，長臂挖掘機(jī)一臺，普通挖掘機(jī)兩臺。浮船清淤施工時，兩臺挖掘機(jī)停放在浮船兩端，普通挖掘機(jī)用于清淤施工固定浮船及輔助浮船移動、行走，長臂挖掘機(jī)進(jìn)行清淤施工。

3）遙控水下清淤車清挖。搖控水下清淤車是一種全自動遙控水下清淤專項設(shè)備，在小型河道及池塘中應(yīng)用較多。清淤車不受河水深淺限制，可直接在水下作業(yè)，遙控距離400 m。其工作原理是利用八字型螺旋攪力刀具對淤泥絞割，泥漿泵把挖掘的泥漿吸入并提升，通過輸泥管道輸送至儲泥場。對于超過額定排距的，設(shè)接力加壓泵站，進(jìn)行長距離泥漿輸送，至儲泥場。泥漿中含泥量在15%～20%左右。

以上3種清挖方案比較見表1。

表1 清挖方案比選表

3.2 輸送

清挖產(chǎn)生的泥漿輸送通常有管道輸送和駁船輸送兩種方式。其中管道輸送又分為水面輸泥管道和地面輸泥管道兩種方式。小清河現(xiàn)狀河道兩岸碼頭、支流入口、跨河道路、橋梁、景觀石岸坡等工程設(shè)施制約著地面輸泥管線貫通，已經(jīng)不適用于本項目，下面對駁船輸送和水面輸泥管道方案進(jìn)行分析比較。

1）泥駁船輸送淤泥。泥駁船是一種目前較為先進(jìn)、廣泛應(yīng)用于河道淤泥運(yùn)輸?shù)墓ぞ?。泥駁各參數(shù)應(yīng)滿足橋梁安全、各橋梁凈寬及凈空的要求。泥駁將泥漿運(yùn)至淤泥處理場，通過自配泥漿泵將泥駁中的淤泥送至相應(yīng)堆放及處理構(gòu)筑物內(nèi)。

2）水上輸泥管。為避免淤泥運(yùn)輸帶來的二次污染和對沿河兩岸環(huán)境的破壞，采用水面進(jìn)行輸泥。清淤船抽吸出淤泥后，在水面布置可移動輸泥管和接力泵，通過輸泥管排放至儲泥場。

以上兩種輸送方案比選見表2。

表2 輸送方案比選表

3.3 脫水

由于河道清淤挖出的淤泥或泥漿含水率較大，需要進(jìn)行脫水處理。淤泥脫水處理的方法主要包括自然脫水干燥法、機(jī)械脫水法、生態(tài)土管系統(tǒng)處理法等。其中自然脫水干燥法就是晾曬，該辦法一般適用于環(huán)境要求不高、淤泥方便堆置的市外工程，不適用于本工程。機(jī)械脫水法和生態(tài)土管系統(tǒng)處理法兩種方法比選見表3。

3.4 方案選擇

根據(jù)小清河治理后的現(xiàn)狀情況，結(jié)合清挖、輸送、脫水等3個工藝環(huán)節(jié)的方案比選，擬定兩種清淤流程。

1）“絞吸式挖泥船清挖+水上鋼管輸泥+生態(tài)土工管袋脫水”的總體工藝流程。該流程輸泥階段又分為長距離輸泥和短距離輸泥兩種方案。

（1）長距離輸泥：把儲泥場設(shè)在小清河下游，濟(jì)青高速公路橋跨小清河附近，中間設(shè)與挖泥船泥泵性能匹配的接力泵接力輸泥。

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1009-6159（2016）-11-0013-02

劉玲（1975—），女，工程師