楊同春，王 亭，蔣淑玲

（濟(jì)南市小清河管理處，山東 濟(jì)南 250014）

小清河起始于濟(jì)南市玉符河睦里莊閘，自西向東流經(jīng)濟(jì)南、淄博、濱州、東營(yíng)、濰坊等市，在壽光市羊口鎮(zhèn)羊角溝注入渤海萊州灣，全長(zhǎng)237 km，控制流域面積10 336 km2，是山東省一條重要的防洪除澇河道，同時(shí)兼顧兩岸農(nóng)田灌溉、內(nèi)河航運(yùn)、海河聯(lián)運(yùn)等多種功能，是全國(guó)5條重要的國(guó)防戰(zhàn)備河道之一。小清河濟(jì)南城區(qū)段西起槐蔭區(qū)睦里莊閘，東至歷城區(qū)濟(jì)青高速公路橋，長(zhǎng)30.472 km。

河道清淤的必要性：一是濟(jì)南市城市防洪體系建設(shè)的需要。濟(jì)南市小清河綜合治理工程實(shí)施至今已近8年，目前河道淤積較嚴(yán)重，不滿足原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求；二是國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的需要。小清河是魯中地區(qū)的重要防洪、排澇河道，是濟(jì)南市市區(qū)向外排水的唯一通道，小清河以南是以商業(yè)、金融、旅游服務(wù)為主導(dǎo)功能的城市中心，小清河與黃河大堤區(qū)間近年來(lái)逐步形成以工業(yè)園區(qū)、物流為主導(dǎo)功能的城市區(qū)域，河道沿岸有繁華的居民生活區(qū)、大型商貿(mào)區(qū)和電力企業(yè)，并有膠濟(jì)鐵路、京福高速公路、京滬鐵路、省道、國(guó)道等重要交通設(shè)施。為實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建生態(tài)文明示范城市、特色旅游城市、生態(tài)宜居城市等目標(biāo)，需對(duì)河道進(jìn)行清淤和生態(tài)治理，為該區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供可靠保障；三是人與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的需要。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，對(duì)生存環(huán)境和生活質(zhì)量的要求越來(lái)越高。通過(guò)河道生態(tài)清淤和日常維護(hù)，可使河道水清岸綠，人與水和諧共處，為人們提供休閑娛樂(lè)場(chǎng)所，提高生活質(zhì)量，促進(jìn)該區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展；四是濟(jì)南市水生態(tài)文明城市的要求。濟(jì)南市被確定為全國(guó)首批水生態(tài)文明試點(diǎn)城市，市政府提出試點(diǎn)建設(shè)期為2013—2015年，2015—2020年為完善提升期，試點(diǎn)建設(shè)將形成“河湖連通惠民生，五水統(tǒng)籌潤(rùn)泉城”的發(fā)展新格局，實(shí)現(xiàn)“泉涌、湖清、河暢、水凈、景美”的總體目標(biāo)。小清河作為濟(jì)南市唯一排洪河道，是濟(jì)南市創(chuàng)建水生態(tài)文明城市的重要組成部分，濟(jì)南城區(qū)段清淤工程的實(shí)施將大大改善小清河的整體形象，保證工程安全運(yùn)行。

綜上所述，對(duì)小清河濟(jì)南城區(qū)段進(jìn)行清淤是十分必要的。

1 小清河自然地理概況

1.1 水文氣象概況

濟(jì)南市屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，一年四季分明，溫差變化較大，春季干旱少雨，多西南風(fēng)；夏季炎熱多雨；秋季天高氣爽少雨；冬季寒冷干燥，降水量稀少，多東北風(fēng)。區(qū)域內(nèi)多年平均氣溫14.3℃，多年平均降雨量為636 mm，主要集中在汛期的6～9月份，汛期多年平均降水量548 mm，占全年降水量的85%；降水量年際間變化大，豐枯年分相差懸殊。多年平均陸面蒸發(fā)量為550 mm。多年平均風(fēng)速3.0 m/s，最大風(fēng)速22.0 m/s，最大凍土深為55 cm。

1.2 水文地質(zhì)條件

經(jīng)取樣化驗(yàn)分析，河水水化學(xué)類型為HCO3-SO4-Cl—Ca-Na-Mg型；pH 值 6.67，礦化度0.74 g/L，侵蝕性CO2為2.1 mg/L，河水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕，對(duì)鋼筋混凝土中的鋼筋弱腐蝕，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)弱腐蝕。

2 清淤方案

2.1 挖掘機(jī)開(kāi)挖

挖掘機(jī)開(kāi)挖清淤是較傳統(tǒng)的清淤方法，其施工技術(shù)要求較低，操作方便。一般在枯水期施工，在清淤河段的河床裸露區(qū)域直接開(kāi)挖或在水下區(qū)域修筑施工圍堰隔斷來(lái)水，排水后采用挖掘機(jī)分區(qū)分塊開(kāi)挖，疏浚土方裝車運(yùn)輸至棄土場(chǎng)并用推土機(jī)平整。

2.2 水力沖挖

水力沖挖施工原理是通過(guò)清水泵產(chǎn)生壓力水，經(jīng)過(guò)水槍噴出高速水流，切割、粉碎沙土，使之濕化、崩解，形成泥漿和泥塊的混合液，再由立式泥漿泵及輸泥管輸送至指定位置。

2.3 三絞吸式挖泥船清淤

絞吸式挖泥船是目前在清淤工程中運(yùn)用較廣泛的一種船舶，他是利用吸水管前端圍繞吸水管裝設(shè)的旋轉(zhuǎn)絞刀裝置，將河底淤泥進(jìn)行切割和攪動(dòng)，再經(jīng)吸泥管將絞起的淤泥物料借助強(qiáng)大的泵力輸送到預(yù)定場(chǎng)區(qū)，挖泥、運(yùn)泥、卸泥等工作過(guò)程可連續(xù)完成，是一種效率高、成本低的挖泥船，但易造成淤泥擴(kuò)散、水質(zhì)污染。傳統(tǒng)的絞吸式挖泥船因?yàn)榇霸O(shè)備龐大、施工噪音大、調(diào)遣不便，一般僅應(yīng)用于大江大河及湖泊沿海等區(qū)域的清淤施工。

2.4 小型環(huán)保生態(tài)清淤船

小型環(huán)保生態(tài)清淤船是近年來(lái)出現(xiàn)的一種清淤機(jī)械，適用于流量小、水深淺、不具備一般挖泥船疏浚作業(yè)條件的河道。小型環(huán)保生態(tài)清淤船設(shè)有3根定位樁，前面兩根用于定位，后面一根控制行走，清淤采用新型環(huán)保絞吸式絞刀，絞刀臂通過(guò)液壓動(dòng)力可以上下左右移動(dòng)，作業(yè)時(shí)通過(guò)環(huán)保絞吸式絞刀擾動(dòng)淤泥，擾動(dòng)后的淤泥立刻被吸淤泵吸走。對(duì)于沿河有橋梁或管道并且高度較小，小型環(huán)保生態(tài)清淤船無(wú)法到達(dá)的區(qū)域，可利用專用清淤平臺(tái)替代完成清淤，采用水力切割和吸淤泵復(fù)合吸取淤泥，高壓水通過(guò)專用噴口擾動(dòng)淤泥，擾動(dòng)后的淤泥立即被吸淤泵吸走。

2.5 生物—生態(tài)修復(fù)

生物—生態(tài)修復(fù)河道技術(shù)是近幾年出現(xiàn)的一種新工藝，不對(duì)河道進(jìn)行疏挖，而是向河道內(nèi)添加生物復(fù)合酶，對(duì)底泥進(jìn)行原位修復(fù)，分解有機(jī)物，使底泥中的污染物轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解，從而減少河道淤積，改善河道水質(zhì)。由于城區(qū)河道接納的主要污染物是生活污染源，底泥中有機(jī)物含量高，可生化性強(qiáng)，加之城區(qū)河道水流條件較穩(wěn)定，因此，部分城區(qū)河道可采用該項(xiàng)技術(shù)。

通過(guò)上述比較可以看出：干河清淤、水力沖挖清淤、絞吸式挖泥船清淤3個(gè)方案雖然單價(jià)相對(duì)較低，但由于受客觀條件限制，均難以實(shí)施；生物—生態(tài)修復(fù)僅適用于有機(jī)質(zhì)含量較高的底泥，無(wú)法對(duì)泥沙進(jìn)行處理，存在修復(fù)速度慢、清淤不徹底等問(wèn)題。小型環(huán)保生態(tài)清淤船方案既能適應(yīng)城市內(nèi)河狹小的工作面，又能滿足生態(tài)、環(huán)保、不破壞兩岸現(xiàn)有景觀帶的要求，該方案集生態(tài)清淤與淤泥快速固化同步處理于一體，設(shè)備移動(dòng)方便，整個(gè)作業(yè)系統(tǒng)可根據(jù)工程量及作業(yè)環(huán)境進(jìn)行快速靈活地組合，淤泥固化后可實(shí)現(xiàn)資源化利用，尾水達(dá)標(biāo)排放。2015年上半年在洪園閘上游，聯(lián)合山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院開(kāi)展了生態(tài)清淤實(shí)驗(yàn)工程，采用小型環(huán)保生態(tài)清淤船清淤方案進(jìn)行了清淤，效果良好，因此，推薦采用本方案。

3 淤泥處置

小清河清淤后的淤泥處置方案是直接關(guān)系到清淤工程能否實(shí)施的重要因素，小型環(huán)保生態(tài)清淤船淤泥處理方法主要有兩種：一是就近輸送至河道沿線排泥場(chǎng)自然風(fēng)干；二是脫水固化后根據(jù)需要制成具有一定強(qiáng)度的可利用土料。本階段選擇外送回填自然風(fēng)干、脫水固化、低位真空預(yù)壓固結(jié)3種處理方案進(jìn)行比較。

3.1 自然風(fēng)干處理方案

自然風(fēng)干處理方案是先在河道兩岸設(shè)置排泥場(chǎng)，四周修筑圍堰并設(shè)置格埂，清淤后的淤泥直接吹填入排泥場(chǎng)內(nèi)，淤泥在排泥場(chǎng)內(nèi)經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間后自然固結(jié)，淤泥固結(jié)后可進(jìn)行復(fù)耕。自然風(fēng)干處理方案的優(yōu)點(diǎn)是工程成本較低；缺點(diǎn)是占地面積大，圍堰修筑工程量大，自然固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)。

3.2 脫水固化處理方案

脫水固化處理方案是在排泥口附近空地設(shè)置淤泥脫水處理站，將清淤淤泥輸送至淤泥脫水處理站，集中進(jìn)行機(jī)械脫水處理。淤泥機(jī)械脫水法主要原理是通過(guò)改善淤泥的透水性，采用專用的壓濾脫水機(jī)對(duì)淤泥實(shí)施高壓作用，促使淤泥中的泥質(zhì)和水質(zhì)迅速分離，從而實(shí)現(xiàn)淤泥脫水干化。淤泥經(jīng)機(jī)械脫水后體積可縮小50%左右，經(jīng)脫水后的土料含水量可控制在30%～60%之間。其優(yōu)點(diǎn)是做到了淤泥減量化處理。

3.3 低位真空預(yù)壓固結(jié)處理方案

排泥場(chǎng)淤泥采用低位真空預(yù)壓法進(jìn)行固結(jié)處理，在3～4個(gè)月時(shí)間內(nèi)使淤泥固結(jié)并達(dá)到5～6 t的承載力指標(biāo)，淤泥含水量降低至70%左右。低位真空預(yù)壓法屬于真空預(yù)壓排水軟土地基加固技術(shù)，是處理超軟吹填土及軟黏土地基的有效方法之一，目前在工程上普遍使用。

由于本次清淤工程位于城區(qū)內(nèi)，兩岸居民區(qū)密集，建筑物較多，無(wú)法布置排泥場(chǎng)，因此，推薦采用淤泥脫水固化處理方案。淤泥固化處理后采用挖掘機(jī)配自卸車運(yùn)至渣土場(chǎng)，為后期的資源化利用創(chuàng)造條件。

4 結(jié)語(yǔ)

濟(jì)南小清河城區(qū)段不僅承擔(dān)泄洪功能，還承載了城市景觀、通航等功能，因此，河道清淤既要滿足生態(tài)清淤，又不能破壞兩岸現(xiàn)有高標(biāo)準(zhǔn)綠化帶、不造成河道停航而影響旅游觀光、不產(chǎn)生黑臭淤泥上翻、不影響市民生活和生產(chǎn)秩序，因此，濟(jì)南小清河城區(qū)段清淤應(yīng)采取技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的施工工藝和方法。小型環(huán)保生態(tài)清淤船清淤方案，集生態(tài)清淤與淤泥快速固化同步處理于一體，設(shè)備移動(dòng)方便，整個(gè)作業(yè)系統(tǒng)可根據(jù)工程量及作業(yè)環(huán)境快速靈活地進(jìn)行組合，淤泥固化后可實(shí)現(xiàn)資源化利用，尾水達(dá)標(biāo)排放。本工程的實(shí)施具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益。工程實(shí)施后，能夠有效提高河道行洪能力，恢復(fù)河道景觀、通航等功能。改善河道淤積和水質(zhì)現(xiàn)狀，提高水體自凈能力。對(duì)該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將起到積極的促進(jìn)作用。