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1城市中小河道現狀

我國的河流分布廣、數量多，流域面積達到10000萬m2以上的中小型河流有50000多條[1],城市中小河流擔負著防洪排澇、景觀旅游、生態平衡等多種功能，是城市建設的重要組成部分。但是隨著城市化進程速度的加快，城市經濟發展迅速，人口快速增長，城市中小河流的污染、淤積情況也在不斷加劇，水質不斷降低，主要有以下表現:（1）許多中小河流長期接納城市污水，城市河道淤積嚴重，局部地段河底較高、甚至封堵，淤泥污染嚴重，河水生態系統遭到破壞，不利于水體的自我修復；（2）由于城市中小河流上游截流等原因致使補給水源較為匱乏，客水量小，所以稀釋能力差，加上水流不暢，交換能力和自凈能力下降，致使污染物大量沉積，形成淤泥，淤泥中污染物長期淤積于河床底部又再次釋放引起內源污染。同時，河道淤積也會導致河道的行洪能力降低，災害風險提升，一旦到了汛期，遇到大雨暴雨時，極有可能引發雨水漫溢，甚至導致洪災[2]。因此城市中小河流清淤工作刻不容緩。

2清淤技術分析

城市中小河道的清淤方法與大江大河、港口航道的清淤方法有所不同，其具有河道窄、河水淺、單個斷面清淤工程量小、河道兩岸建筑物多、大型機械船通行困難、清淤對象含有各種垃圾等特點。根據這些特點，常被用于城市中小河道清淤的施工方案有搭設圍堰排干河水的干槽清淤和利用船只進行的水下清淤，其中，干槽清淤又根據設備的選擇分為干挖法清淤、泥漿泵法清淤和水力沖刷法清淤，水下清淤根據設備的不同分為絞吸式挖泥船清淤、抓斗式挖泥船清淤及斗輪式挖泥船清淤[3]。分類如圖1所示。

2.1干槽清淤

干槽清淤，指通過構筑臨時圍堰，將部分河道水流排干，在干槽區域進行施工。其中，適用于對干槽進行清淤的施工方式又分為干挖法、泥漿泵法及水力沖挖法[4]。2.1.1干挖法清淤干挖法清淤指采用挖掘機對排干水后的作業區直接進行開挖，挖出的淤泥直接由渣土車外運或者放置于岸上的臨時堆放點。淤泥含水量較大的情況下，采取晾曬或摻土攪拌的方法使淤泥含水量得到控制。干挖法清淤的優點是清淤直觀、徹底，對于設備、技術要求不高，產生的淤泥含水率低，易于后續處理。2.1.2泥漿泵法清淤泥漿泵法清淤指在實施人工簡單清理河道垃圾后，利用泥漿泵直接將淤泥打運至沿岸棄土場。泥漿泵法清淤適合用在斷面窄的河道，其優點是設備調遣方便，挖運吸一體，施工質量較好，不足之處是，前期必須進行人工清理河道垃圾，否則會影響設備運行。2.1.3水力沖刷法清淤水力沖刷法清淤指采用高壓水槍沖刷底泥，使泥漿匯集到事先設置好的低洼區，再由泥漿泵吸取、管道輸送，將泥漿輸送至岸上的堆場或集漿池內。水力沖刷法清淤尤其適合做過河底硬化的河道，可以保護硬化的河底不被機械破壞。但是這種方法相較于干挖清淤，其形成的泥漿濃度低，不便后續處理。綜合上述3個施工方式，干槽清淤適用于流量較小的河道，其優點是施工狀況直觀、質量易于保證，也可以解決清淤對象中含有復雜垃圾的情況。缺點是，由于要排干河道中的流水，很多河道只能在非汛期進行施工，工期受到一定限制，同時，增加了臨時圍堰施工的成本，機械、車輛的進出對河道邊坡和生態系統也會造成一定影響，需要增加后期恢復邊坡的成本。

2.2水下清淤

水下清淤，指具備一定水深的情況下，由船只作為施工平臺，將清淤設備裝配在船上，在水面上操作清淤設備進行淤泥開挖。水下清淤可以通過絞吸式挖泥船、抓斗式挖泥船、斗輪式挖泥船進行。2.2.1絞吸式挖泥船清淤絞吸式挖泥船利用裝在船前的橋梁前緣絞刀的旋轉運動，將河床底泥進行切割和攪動，并進行泥水混合，形成泥漿，通過船上離心泵產生的吸入真空，使泥漿沿著吸泥管進入泥泵吸入端，經全封閉管道輸送至堆場中。絞吸式清淤是一個挖、運、吹一體化施工的過程，采用全封閉管道輸泥，不會產生泥漿散落或泄漏，但泥漿濃度偏低，導致泥漿體積增加，會增大淤泥堆場占地面積。2.2.2抓斗式挖泥船清淤抓斗式挖泥船通過挖泥船前臂抓斗伸入河底，利用油壓驅動抓斗插入底泥并閉斗抓取水下淤泥，之后提升回旋并開啟抓斗，將淤泥直接卸入靠泊在挖泥船舷旁的駁泥船中，開挖、回旋、卸泥循環作業。清出的淤泥通過駁泥船運輸至淤泥堆場。抓斗式挖泥船靈活機動，不受河道內垃圾、石塊等障礙物影響，適合開挖較硬土方或中央帶較多雜質垃圾的土方，但抓斗式挖泥船對極軟弱的底泥敏感度差，容易造成表層浮泥經攪動后又重新回到水體之中。2.2.3斗輪式挖泥船清淤斗輪式挖泥船利用專用斗輪挖掘機開挖水下淤泥，開挖后的淤泥通過挖泥船上的大功率泥泵吸入并進入輸泥管道。經全封閉管道輸送至指定卸泥區。同絞吸式挖泥船類似，采用全封閉管道輸泥，不會產生泥漿散落或泄漏，但斗輪式清淤在清淤工程中逃淤、回淤情況嚴重，清淤不夠徹底，容易造成大面積水體污染。綜合上述3個施工方式，利用機械船進行的水下清淤適合泥層厚度大的河道，其優點是施工過程不受天氣影響，清淤過程不會對河道通航產生影響，施工精度高；缺點是因強烈攪動底泥，容易造成底泥中污染物擴散，同時逃淤、回淤現象也比較嚴重。總體來說，在有條件可以將河道部分排干的情況下選擇干槽清淤，清淤效果最為顯著，在不能夠排干的情況下，通過小型清淤船清淤也可以成為一種選擇。

3施工應用

3.1工程概況

清河發源于北京西山碧云寺，流經海淀區、朝陽區、昌平區，橫跨中關村科技園區，緊鄰五環路和奧林匹克森林公園，在順義區境內入溫榆河，全長23.6km，流域范圍北至西三旗，南至西直門外，西至玉泉山，東至溫榆河，總流域面積21000萬m2，是北京市北部主要城市排水河道。主要支流為北旱河、萬泉河、小月河及仰山大溝、東小口溝等。清河規劃20年一遇洪水流量為158~556m3/s，50年一遇洪水流量為190~690m3/s。經過多年運行，河道內出現了大量渣土垃圾及淤泥，嚴重影響河道行洪安全，影響景觀環境，為了治理和還清清河，保障過流能力，營造良好的水環境，建設宜居生態環境，需要對清河進行清淤工程建設。

3.2清淤方案分析

本次主要工程任務是對清河淤積較嚴重的5段進行清淤，恢復河道設計斷面。確定施工方案考慮以下幾個因素。1）工期：施工工期為2014年4月11日~2014年5月20日，為北京市的非汛期。2）河流情況：清河是北京市北部主要城市排水河道，河水較淺，流速緩慢。3）淤積情況：工程段淤泥平均厚度為45cm，河道內含有大量渣土垃圾及少量生活垃圾，淤泥情況復雜。4）排泥場：施工所在位置附近無法落實排泥場，需要將清除的淤泥直接裝到渣土車進行外運。5）對外交通：工程對外交通線路自巡河路可連接至八達嶺高速、北五環、黑泉路，主要外來物資、施工機械可通過上述道路運抵施工現場，同時將淤泥通過上述道路轉運到棄料場。根據上述河道特點和施工條件，此次清河清淤工程選擇搭設圍堰，排干部分河道，進行干槽清淤，同時也采用干挖清淤法，利用挖掘機進入河道直接對淤泥進行開挖。

3.3施工

各段清淤時均采用機械為主人工配合的方式清理，此次施工，在前期工作：測量定點、修建河道兩岸施工馬道及洗車池、搭設圍堰及圍堰內抽水結束后，先由挖掘機將淤泥集中（人工配合將零散淤泥集中），再由裝載機運輸到馬道附近集料，由挖掘機按淤泥∶土=1∶0.5摻拌土，最后由車輛運輸到渣土消納場所。為保證車輛運輸不對市區環境造成污染，施工現場車輛出入口分別設置洗車槽，同時鋪設無紡布，并安排專人進行車輛清洗工作，對每輛渣土外運車輛須經打掃車輪、車廂后方可放行。在渣土運輸的區間段內安排清潔人員，隨時對車輛散落下來的土塊、泥塊進行清掃，并安排專人進行巡視、值班、組織路通。

4結論

城市中小河道的清淤工程既有傳統清淤的“疏通”目的，也就是解決排澇、防洪、灌溉功能保障的目的，也有改善河道水質，促進生態系統健康，提升河道景觀的深層目的。因此，從清淤的前期工作、方案制定、工藝選擇、工程實施的所有環節中，必須保證這種“多目的”清淤的特征。在清淤方法多種多樣的情況下，依據清河河道、水流等的特點，進行各方面的分析論證，成功地利用“干挖清淤法”的清淤方式，實現了清河清淤的目的，取得了很好的效果，實現了“水清岸綠，循環流暢，生態健康，人水和諧”的目標。為城市中小河道清淤積累了經驗。

作者:王亞閣 單位:北京翔鯤水務建設有限公司

【參考文獻】

【1】張曉蘭.我國中小河流治理存在的問題及對策[J].水利發展研究，2005(1):68-70.

【2】包建平.中小河道治理中的清淤及淤泥處理技術[J].水資源保護，2015，31(1):56-68.

【3】沈建強.小河道清淤工程的幾種施工方案的探討[J].浙江水利水電專科學校學報，2011,23(4):45-57.

【4】楊閩.城市中小河流淤泥探測儀的研究與應用[D].安徽：安徽農業大學，2012.