北运河河道清淤及淤泥处理技术

1、北运河河道清淤及淤泥处理技术摘要：北运河为北京重要的排洪通道，承担着城区80%的污水排放及90%的雨洪 排泄任务。北运河河道淤积严重制约着河道的蓄水及排洪功能，且淤泥清运、消 纳过程中会对环境产生二次污染。随着北京城市发展，北运河对于保持城市生态 平衡、调节城区气候、塑造城市景观、营造宜人的滨水空间等方面的作用越来越 明显。以前清淤方式不再适合现在的北运河情况，为保证北运河的河道运行标准、 保持河道整洁及周边环境不受干扰，选择适宜的清淤方法显得尤为重要。本文研究了常见的河道开挖法、绞吸式挖泥船法、斗轮式挖泥船法、泥浆泵 法，四种清淤方法的方案和技术要点，分析每种方案在北运河上清淤的适用性和 可

2、行性，得出北运河适合采用绞吸式挖泥船和泥浆泵法结合的方法。关键词：北运河；河道；清淤；技术引言1.1北运河概况北运河水系发源于燕山北部军都山脉南麓昌平、延庆、海淀一带，沿途经香 河、武清至天津入海河，全长142.7km，总流域面积6166km2。北京境内主河道 长89.4km，流域面积4348km2，其中山区面积1000km2，平原面积3348km2。1.2北运河河道清淤方法研究意义北运河现状河道局部淤积严重，河道底部整体被抬高，根据检测有的河底淤 积1m高处可达2m，局部淤积已露出水面，已严重影响到了行洪，且引起水流形 态改变，对岸边冲刷造成堤防出现险工险段。因此，北运河清淤工作变得尤为重

3、要而北运河以往的清淤方式，多以开挖河道方法。北运河是北京市唯一一条常 年有水的河道，且通州区新城规划中心在北运河，对于水环境以及保护周边环境 要求较高，所以不能再沿用以前断流式的粗犷式治理方法。1.3国内外河道清淤工程发展现状随着科学技术的不断发展，我国疏浚行业也发生了翻天覆地的变化，尤其是 近十几年来，国外先进疏浚设备及国外疏浚理念的引入，使得国内疏浚设备得到 了长足的发展。清淤技术研究2.1陆地清淤对于流量小、水深不大的小河流，通过施工围堰分期导流方式，将河道内河 水基本排干，采用反铲或长臂反铲机械或人工在河床上直接挖掘，并用自卸汽车 将清出的河道底泥运送到已选定的场址倾倒。这种清淤方法，

4、可用于沙石类和泥 土类底质的河床。2.2水下清淤河流大、水深、流量大的河流，通常采用水下清淤法。它是在保持河道中水 位的情况下，可以利用抓斗式挖泥船及长臂反铲开挖河道底泥，并通过泥泵或自 卸汽车运输开挖料；也可以采用底泥疏动装置和吸泥泵的操作配合，泵吸河道底 泥，清出的底泥以泥浆的形式用输泥管直接输送，装船外运，不在工地设转运场。北运河清淤技术、污泥处理技术分析3.1对北运河河道的方案研究3.1.1开挖河道清淤法开挖河道清淤法是北运河以前清淤工程常用的方法，实施方案：采用推土机 进入河底进行河道清淤，将河底淤泥推到河边，由挖掘机装车将淤泥运送至存土 区暂存。用开挖河道清淤法施工对北运河河道治理

5、中是较实用的一种方法，施工工艺 简单，施工所需设备简单。同时采用开挖河道清淤法施工又存在一些问题，此方法只适合在非汛期实施; 对周围环境影响较大，近些年来北运河不仅是排洪河道而且逐步向景观河道发展， 以北运河为中心建立起很多公园、住宅区，所以这种影响景观且对周围环境有干 扰的施工方法越来越不适合北运河现状；河道清出底泥容易对周围环境产生污染。河道开挖法施工是一种敞开式的施工方法，对污染物的密封性不好，容易污 染周围环境；机械开挖不容易控制开挖深度，容易干扰到底槽土壤结构。3.1.2水下机械清淤法（1）绞吸式挖泥船绞吸挖泥船能够将挖掘、输送、排出和处理泥浆等疏浚工序一次性完成，连 续作业、生产效

6、率高、成本低。绞吸式挖泥船用于北运河清淤，由于其布置方式灵活不仅适合短排距泥浆输 送，对于超过额定排距的疏浚，还可加设接力泵站，进行长距离泥浆输送，可选 择在不影响河道景观及标志性建筑物的地点来排泄淤泥，有助于保持北运河河道 景观。绞吸式挖泥船挖掘工作面平整，开挖边坡深度易控制，施工质量好。绞吸式挖泥船清淤在北运河河道上使用存在一些问题，设备一次性投资较大; 清淤时对水体扰动较大，使淤泥污染水体。（2）斗轮式挖泥船斗轮式挖泥船是由绞吸式挖泥船发展演变而来的，它不仅具有绞吸式挖泥船 的挖运排一体、连续作业、施工质量好、生产效率高、成本低的优点，而且进一 步提高了挖泥船的切割和挖掘能力，能够挖掘硬

7、质土，并且挖掘的工作面比较平 整，施工质量好，但对薄层清淤能力较差。采用斗轮式挖泥船在北运河上清淤，存在一些问题，对水体扰动大，会使底 泥污染北运河水体；开挖淤泥层厚度控制精度较差。（3）泥浆泵采用泥浆泵对北运河清淤，能够使施工质量较好；施工成本低；北运河面积 较大，泥浆泵设备小方便调遣；泥浆泵能够做到挖运吹一体化施工，北运河水环 境及周边环境污染少。泥浆泵在北运河上清淤存在一些问题，泥浆泵受排距影响较大，超过设备额 定排距须增设集浆池及接力泵，成本提高，在北运河上施工此问题会干扰施工的 实施，由于设备较好移动可以考虑多设几个施工点，能够解决此问题；泥浆泵清 淤还会受垃圾等障碍物的影响。3.1

8、.3北运河河道清淤方法选择综上所述，根据北运河河道特殊情况，拟选用绞吸式挖泥船法和泥浆泵两种 清淤方法，可以解决北运河常年有水，需水下施工的问题，又对周边环境干扰小 保证了河道周边景观和标志性建筑不受破坏。3.2污泥处理技术3.2.1现场脱水系统现场脱水系统由泥浆池，泥浆预处理系统，药剂投加系统，脱水机，尾水澄清系统组成，其核心设备为脱水机。现场脱水系统工艺流程如图所示。3.2.2改进型带式脱水机系统改进型带式脱水系统由预处理系统、加药系统、脱水系统、水处理系统等组成。预处理 系统由杂物分离筛、泥浆集中池、初沉池等组成。改进型带式脱水机是由上下两条张紧的滤 带夹杂污泥层，从一连串有规律排列的辊

9、压筒中呈S形经过，依靠滤带本身的张力形成对污 泥层的压榨和剪切力，把污泥层中的毛细水挤压出来，获得含固量较多的泥饼，实现污泥脱 水。采用改进型带式脱水机进行脱水产生的泥饼的含水率可以控制在40%-60%。结论北运河河道清淤主要考虑几方面内容：清淤对河道水环境干扰少；清淤效果好；清淤工 作对河道两岸景观及居民、单位的干扰少。具上述比较得出北运河河道可以使用绞吸式挖泥 船法清淤和泥浆泵法施工，并对淤泥进行脱水处理后清运出场地进行淤泥消纳。参考文献：阿布纳加.阿斯旺水库清淤.水利水电快报，2004.8.中华人民共和国电力工业部.DLIT 505 - 1996水利水电工程水情自动测报系统设计规定 S.北京：中国电力出版社，1996 .韩猛，张万楼，侯宁.海河清淤工程施工环保控制J