趙銅軍，孫俊

（中交天航環(huán)保工程有限公司，天津　300450）

淤泥脫水固化在圍堰加高工程中的應(yīng)用

趙銅軍，孫俊

（中交天航環(huán)保工程有限公司，天津300450）

摘要：結(jié)合太湖梅梁湖生態(tài)清淤具體工程實(shí)例，采用雙側(cè)等間隔打樁、雙側(cè)懸掛安全網(wǎng)、單側(cè)固定防滲土工布等多種施工工藝相結(jié)合的方法，探討土工管袋脫水固化技術(shù)在圍堰加高工程中的應(yīng)用。工程實(shí)驗(yàn)證明該方法有較高的實(shí)用和推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：土工管袋；脫水固化；圍堰加高；環(huán)保疏浚

中圖分類號(hào)：U655.541

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2095-7874（2015）03-0058-03

doi：10.7640/zggWjs201503012

收稿日期：2014-11-18

作者簡(jiǎn)介：趙銅軍（1972—），男，山東萊陽人，工程師，從事港口航道及環(huán)保疏浚工程管理。E-mail：ztj0219@163.com

App lication of sludge dehydration curing in cofferdaMextension project

ZHAO Tong-jun,SUN Jun
（CCCC-TDC EnvironmentalEngineering Co.,Ltd.,Tianjin 300450,China）

Abstract：Combined with the Meiliang Lake ecological dredging engineering projectexample in Taihu Lake,the totalecological dredging with double side interval such as piling,double side suspension safety net,unilateral fixed antiseepage geotextile and various construction technologies,we discussed the application of geotechnical tube bag dehydration curing technology in the cofferdaMheightening project.Engineering practice proved that themethod has greatpracticaland promotion value.

Key words：geotechnical tube bag；dehydration curing；cofferdaMheightening；environmental protection dredging

0　引言

環(huán)保疏浚是清除湖泊內(nèi)源污染、減小河湖污染負(fù)荷的重要手段。在環(huán)保疏浚工程中，會(huì)有大量高含水率的疏浚底泥產(chǎn)生，如果疏浚地區(qū)降雨量大，疏浚底泥不能快速干化、減容，會(huì)長(zhǎng)時(shí)間占用土地資源，影響工程進(jìn)度和投資，而疏浚底泥的脫水減容也是疏浚土資源化利用的前提條件。

傳統(tǒng)的排泥場(chǎng)自然脫水直接通過泥漿自然沉降、余水排出的方式，此方式簡(jiǎn)單，但占地較多。由于堆場(chǎng)中的底泥裸露，與周圍環(huán)境直接接觸，如果堆場(chǎng)余水處理不達(dá)標(biāo)，會(huì)對(duì)周邊水體造成二次污染[1]。然而大多數(shù)的生態(tài)清淤項(xiàng)目處于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市區(qū)域，常常面臨堆場(chǎng)制約問題，同時(shí)建設(shè)方越來越強(qiáng)調(diào)以一種更加環(huán)保的方式處置底泥。

無錫市位于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的太湖流域，周邊土地越來越具有商業(yè)價(jià)值，因此生態(tài)清淤工程的堆場(chǎng)問題也逐漸暴露出來。一方面敞開式的傳統(tǒng)堆場(chǎng)增加了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，提高了水環(huán)境治理成本；另一方面每項(xiàng)生態(tài)清淤工程都將涉及到土地征用補(bǔ)償?shù)葐栴}，會(huì)遇到各種的阻力，建設(shè)方急切期望施工單位占用更少的土地完成生態(tài)清淤項(xiàng)目。

中交天航環(huán)保公司成功開發(fā)了土工管袋脫水固化新技術(shù)，克服了大規(guī)模河湖污染底泥堆放問題，而且更加環(huán)保、節(jié)能，得到了廣泛應(yīng)用。該技術(shù)是集進(jìn)水土分離及污泥脫水固化處理為一體，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化管理的新技術(shù)。與傳統(tǒng)工藝相比較，其處理性能更穩(wěn)定，工藝更簡(jiǎn)單，效果更優(yōu)越，總投入及處理成本更底，更有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

本文結(jié)合太湖梅梁湖生態(tài)清淤工程實(shí)例，采用雙側(cè)等間隔打樁、雙側(cè)懸掛安全網(wǎng)、單側(cè)固定防滲土工布等多種施工工藝相結(jié)合的方法，嘗試將土工管袋脫水固化技術(shù)應(yīng)用到堆場(chǎng)圍堰加高工程中，并總結(jié)一套利用淤泥脫水固化加高堆場(chǎng)圍堰的施工工藝。

1　工程概況

1.1工程設(shè)計(jì)

梅梁湖生態(tài)清淤2011年度工程五標(biāo)段，清淤方量約73.91萬m3，其中土工袋充填1.1萬m3用于白旄圍堰加高，加高圍堰長(zhǎng)度約1 512 m，在現(xiàn)有圍堰標(biāo)高的基礎(chǔ)上加高1.6 m，以滿足堆場(chǎng)容量要求。

1.2施工難點(diǎn)

1）工序復(fù)雜，技術(shù)要求高。底泥通過環(huán)保疏浚挖泥船封閉管線充灌入土工管袋內(nèi)進(jìn)行脫水，排距較遠(yuǎn)，需挖泥船、接力泵船、泥漿泵與土工管袋充填施工密切配合。同時(shí)，沉淀效果取決于絮凝劑輸送管道的設(shè)計(jì)濃度流量與清淤船泥漿濃度是否相匹配，這都對(duì)施工工藝有較高要求。

2）施工效率低。圍堰狹窄，管袋容積小，排距長(zhǎng)，間歇施工，工效低。

3）安全管理難度大。在堰上進(jìn)行管袋充填，一邊是泥塘，一邊是太湖，安全隱患大，安全防護(hù)要求高。

4）施工工期較緊。要求必須在45 d內(nèi)完成管袋圍堰加高工程。

2　圍堰加高方案設(shè)計(jì)與施工準(zhǔn)備

2.1方案設(shè)計(jì)

利用土工管袋充填進(jìn)行圍堰加高的總體設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1　圍堰加高示意圖Fig.1 Sketch of heightening the cofferdam

本工程原有圍堰頂面寬度不一、高低不平，個(gè)別地方僅4.7 m左右，采用5 m×30 m的土工管袋。沿泥塘一側(cè)每隔5 m預(yù)留寬度為0.3 m的排水溝，排水溝底高程比圍堰中間場(chǎng)地低0.05 m，向泥塘側(cè)設(shè)計(jì)一定坡度，保證濾水流入泥塘。

2.2施工準(zhǔn)備

2.2.1場(chǎng)地平整

施工中采用小型推土機(jī)配合人工進(jìn)行圍堰平整，去除圍堰上帶尖角的石子、鐵絲等雜物，狹窄段使用圍堰里吹填土或外運(yùn)土進(jìn)行拓寬加固，整平完畢后由小型挖掘機(jī)對(duì)圍堰頂面進(jìn)行碾壓，以保證圍堰的平整密實(shí)。

2.2.2土工布鋪設(shè)

在平整后的圍堰上鋪設(shè)1層200 g /0.3 mM/ 200 g復(fù)合土工布（兩布一膜），土工布連接處長(zhǎng)度不少于300 mm，向內(nèi)側(cè)圍堰鋪設(shè)至水面下1 m，外側(cè)（沿湖）從防護(hù)樁底部整體折疊繃在木樁上（高度2 m），防止管袋濾水排向太湖。對(duì)于土工布之間連接采用縫紉機(jī)進(jìn)行人工縫合，2塊土工布縫合時(shí)預(yù)留約30 cm間隙；3塊及以上土工布連接時(shí)，預(yù)留20 cm的豎向接口不縫合，待橫向接口縫合完成后再進(jìn)行豎向接口的縫合。

2.2.3打設(shè)防護(hù)樁

為了固定土工管袋、穩(wěn)固圍堰，沿白旄堆場(chǎng)圍堰兩側(cè)打插木樁，木樁直徑200 mm、長(zhǎng)4 m，插入圍堰2 m、外露2 m。打樁之前根據(jù)設(shè)計(jì)位置進(jìn)行放樣，確定每根木樁的具體位置。臨湖側(cè)插入間距為1.5 m，泥塘側(cè)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際插入間距控制在2.5 m左右。同側(cè)木樁之間架設(shè)安全防護(hù)網(wǎng)。

2.2.4管線組裝與布設(shè)

按照設(shè)計(jì)方案對(duì)已組裝完成的排泥管線進(jìn)行布設(shè)，在管口上坡30 m處架設(shè)三通，隨后連接攔污箱，并通過DN450-150 mm變徑管線接入泥漿泵，再與加藥管絮凝劑匯合到直徑150 mm管道里（鋼管）流向土工管袋。

陸地上采用直徑150 mm管線沿湖側(cè)堰頂進(jìn)行鋪設(shè)，沿途用鐵絲固定在防護(hù)樁上。分支管口在離充填管口就近合適位置布設(shè)等徑三通，分支軟管采用直徑200 mm皮龍管，一頭連接分水口，使用鐵絲綁定，另一頭連接土工管袋，使用長(zhǎng)40 cm，直徑200 mm的PVC管連接進(jìn)行管袋吹填。

2.2.5施工設(shè)備選擇

根據(jù)現(xiàn)有施工船舶計(jì)劃及船機(jī)性能，工程投入1艘環(huán)保挖泥船（浚湖號(hào)）、1艘接力泵船（環(huán)保泵船1號(hào)）、2臺(tái)6PN型（泥漿泵功率22 kW，排泥管直徑150 mm）泥漿泵及1套移動(dòng)加藥設(shè)備進(jìn)行管袋吹填作業(yè)。

3　土工管袋脫水固化

3.1施工工藝流程

根據(jù)本工程特點(diǎn)，采用環(huán)保絞吸式挖泥船連接封閉管線進(jìn)行疏浚施工[2]，清除污染底泥，并通過泥漿泵及加藥設(shè)備進(jìn)行絮凝等一系列處置后，

充填入土工管袋進(jìn)行固化以達(dá)到加高圍堰目的。

具體施工工藝流程如圖2所示。

圖2　施工工藝流程Fig.2 Construction process

3.2土工管袋充填

3.2.1施工流程

本工程第一層土工管袋的充填單元分成3個(gè)，從第一單元依次順序吹填施工。具體施工單元?jiǎng)澐秩绫?所示。

表1　施工單元工程量表Table 1 Construction unitquantity

土工管袋鋪設(shè)完畢并固定合格后，打開污泥泵以及藥劑添加泵開始充填，控制充袋流量，避免出現(xiàn)擺袋現(xiàn)象。

1）組織工人沿管線方向分塊進(jìn)行土工管袋高程控制。當(dāng)吹填高度到達(dá)設(shè)計(jì)高度2.2 m左右時(shí)，關(guān)閉該支管控制閘閥，進(jìn)行管袋瀝水。

2）當(dāng)吹填的土工管袋達(dá)到80％時(shí)，進(jìn)入補(bǔ)吹階段后，開始下一部分土工管袋的鋪設(shè)、固定和連接工作。

3）第一層土工管袋吹填完畢并達(dá)到固結(jié)標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)行二層管袋吹填，對(duì)于第一層土工管袋相鄰位置的凹槽可選擇荊笆或相似骨料加黏土進(jìn)行填平處理。

3.2.2土工管袋充填施工注意事項(xiàng)

1）開工前對(duì)施工區(qū)底泥樣品進(jìn)行檢測(cè)分析，確定淤泥中各成分含量，并做絮凝劑實(shí)驗(yàn)以確定最佳投藥量。本工程中確定的絮凝劑加藥量為0.76 kg/m3，實(shí)際操作中按0.14％比例配置藥劑，并根據(jù)實(shí)際絮凝效果，適時(shí)調(diào)整加藥比例。

2）絮凝藥劑溶解時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制藥劑投加速率，保證藥劑溶解充分，防止顆粒的互相粘連而使溶解操作失敗。

3）絮凝劑中PAM分子鏈在溶液中受剪切力作用會(huì)發(fā)生分子鏈斷裂降解[3]，影響絮凝性能，因此攪拌轉(zhuǎn)速一般應(yīng)控制在50～250 r/min。

4）施工中應(yīng)認(rèn)真記錄泥漿流量及管道內(nèi)泥漿濃度變化，并根據(jù)濃度、排泥管線與加藥管線長(zhǎng)度的變化，及時(shí)調(diào)整藥劑投加量，以保證管袋充填效果。

5）土工管袋充填到一定程度后，管袋表面被細(xì)小泥沙顆粒形成的“濾餅薄層”所覆蓋，阻礙了管袋內(nèi)水分的進(jìn)一步滲出，應(yīng)安排專人定時(shí)對(duì)充填管袋進(jìn)行“敲打”，破碎管袋表面的瀝水阻礙層，保證管袋的透水效率。

4　結(jié)語

本工程將土工管袋脫水固化工藝應(yīng)用到堆場(chǎng)圍堰加高工程中，在國(guó)內(nèi)疏浚領(lǐng)域尚屬首次。不僅通過圍堰加高實(shí)現(xiàn)了堆場(chǎng)容量的增加，而且本工程的順利實(shí)施也為圍堰加高提供了新的施工方法，同時(shí)拓展了土工管袋淤泥固化工藝的適用領(lǐng)域，對(duì)于同類河湖污染底泥的環(huán)保疏浚工程具有較高的實(shí)用和推廣價(jià)值。

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