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1、1. 污染底泥疏挖方案1.1 环保疏浚的特点及工艺1.1.1 环保疏浚的特点环保疏浚旨在清除水体中的污染底泥，并为水生生态系统的恢复创造条件，是解决内源污染的主要工程措施，同时还需要与湖泊综合整治方案相协调。环保疏浚在勘测采样、疏浚设备选择、疏浚施工工艺与方法、余水处理技术以及底泥处理处置等疏浚过程中始终贯彻环保的理念，避免一切可能产生新污染及对环境的不利影响。它与工程疏浚有明显的区别，工程疏浚主要根据某种工程的需要如疏通航道，增容等而进行的，两者的差别甚大，具体区别见表6-1。表 11 环保疏浚与工程疏浚的区别项目环保疏浚一般疏浚生态要求为水生植物恢复创造条件无工程目标清除存在底泥中的污染物
2、增加水体容积，清淤边界要求取决于污染底泥边界地面平坦，断面规则疏挖泥层厚度较薄，一般小于1m较厚，一般几米至几十米对颗粒物扩散限制尽量避免扩散及颗粒物再悬浮不作限制设备选型环保专用设备标准设备工程监控专项分析严格监控一般控制底泥处置泥、水根据污染性质特殊处理泥水分离后一般堆置疏浚区纵向尺度确定依据污染底泥的层厚基准面高程疏浚过程的环境影响必须采取控制措施不必采取控制措施1.1.2 环保疏浚的工艺采用环保型绞吸式挖泥船，将绞刀下放到泥层，通过绞刀的旋转，挖掘出的底泥与水混合成泥浆，利用泥泵的作用将泥浆经排泥管输送到底泥堆场。利用疏浚底泥两段式混合反应脱水方法，在管道内完成泥水的絮凝分离，最终实现
3、底泥的快速脱水固结，从而达到清除疏浚区内污染底泥的目的。排泥管有两种连接形式：一种是水上浮管连接陆上管；另一种是水上浮管连接水下潜管再接水上浮管最后连接陆上管。1.2 疏挖设备选择1.2.1 疏挖设备比选目前国内外用于水下挖泥的设备主要有以下几种：耙吸式挖泥船：这是一种通过安装并悬吊于船舷外的、头部装备有用于挖泥的耙头的耙吸管进行挖泥作业的工程船舶，其作业方式是边航行边挖泥，挖出的泥浆存放于挖泥船自带的泥舱内，由挖泥船运至抛泥区排放。图11 耙吸式挖泥船斗式挖泥船：这部分挖泥船包括链斗、抓斗、铲斗等挖泥船，是一种通过斗轮、起重机、斗臂作用，采用泥斗进行挖泥作业的船舶，挖出的底泥装入泥驳后，通过
4、泥驳运至排泥区排放。气动泵挖泥船：这是意大利研制开发的一种采用真空吸泥泵(气动泵)进行抽吸底泥，以高压空气为动力进行底泥输送的工程船舶，该类型船舶在疏挖合适的底泥时泥浆浓度可高达80以上，挖泥水深较浅时效率较低。 图12 抓斗式挖泥船 图13 链斗式挖泥船图14 气动泵挖泥船绞吸式挖泥船：该类型船舶采用安装在桥架端部的绞刀头进行底泥挖掘，通过大型泥泵进行吸泥和泥浆排送。施工时以钢桩、三缆定位装置、定位桩等为圆心，定位，利用船体摆动进行挖泥作业。图15 绞吸式挖泥船吸扬式挖泥船：与绞吸式挖泥船类似，但无绞刀头，施工时，依靠装在吸泥口附近的高压水枪进行挖泥作业，是一种早期挖泥船。斗轮式挖泥船：此类
5、船舶为绞吸式挖泥船的变形，它通过安装于桥架端部的可旋转的圆形斗轮组进行挖泥作业，通过泥泵进行泥浆的输送。图16 斗轮式挖泥船水利泥浆机组：由浮体、泥浆泵、高压水枪、管线及动力装置等组成，是一种简易的小型水利疏挖系统，施工时工人操作高压水枪切割淤泥形成高浓度泥浆，由泥浆泵输送到堆场。上述疏挖设备优缺点比较如表12。表 12 疏挖设备比选表疏挖设备优 缺 点 比 较耙吸式挖泥船目前国内最小耙吸式挖泥船为500m3，满载吃水一般均在3m以上，难于在浅水水域施工。耙吸式挖泥船为整体船，运输困难。施工中，低浓度泥浆将溢流回水体中，船舶航行时螺旋桨会搅起底泥，造成污染斗式挖泥船能挖掘较硬密的土质和挖取浓度
6、较高的优点;斗轮尺寸庞大，泥土扩散较大，其漏泥也较严重，易造成污染。对付厚度较薄的底泥时，效率将大幅降低。气动泵挖泥船能进行高浓度挖泥及输送，能进行薄污染土层的疏挖，挖泥时底泥扩散范围较小。单船排距较短，在挖深浅、排距大时，不能发挥其优势，经济性亦较差。易堵口，清理困难，对于杂质较多的底泥适应性较差绞吸式挖泥船对土质适应性较好，排距远，在生产率及排距的选择上亦较灵活，工作效率较高，能耗和成本较低。在输送过程中，不会使泥土散落造成污染。由于采用绞刀头机械底泥切削工作，对周围底泥的扰动会在一定范围内产生二次污染。吸扬式挖泥船适于挖吸含水量较高的淤泥，对于稍密实或稍粘性的泥土难于吸动。需加高压喷水装
7、置使泥土松动，这将使污染泥土较大范围的悬浮扩散造成污染。此类船型为早期的疏浚工程船舶，船舶陈旧，性能较差，属淘汰船型。斗轮式挖泥船如果底泥厚度合适，此类船舶能挖掘和输送浓度较高的底泥泥浆，使生产效率提高。由于挖掘机构(斗轮)结构较为复杂，维修成本较高，且斗轮尺寸庞大，对付薄层底泥时效率大大降低。易堵口，清理困难，对于杂质较多的底泥适应性较差。水利泥浆机组适合于水深较浅、水量小的河道、湖泊。对于疏挖量较大时，需投入大量机械设备和人工，施工强度和工人劳动强度较大；排距短。1.2.2 疏挖船舶能力选型（1）适用于本工程的挖泥船的条件（2）可供本次工程选择的挖泥船（3）船舶选型1.3 疏挖施工方法及要
8、点疏浚工程施工为水上作业，施工单位应根据疏浚土质、排距等不同，进一步优化疏浚施工方案，合理选配施工船舶，选用不同泥泵工作转速，合理调整绞刀转速，以降低油耗。同时必须坚持“安全质量第一，预防为主”的方针。在施工过程中要严格贯彻执行有关安全管理制度、劳动保护政策、法规等。1.3.1 疏浚工程前清障在施工前，为保证疏浚施工的安全、正常顺利进行，需进行大规模的清障作业，如捕鱼用的木桩、竹竿、废弃的鱼网、鱼具以及沉船、钢质栈桥等。1.3.2 施工方法及注意事项（1）在挖泥过程中，操作手通过船上的DGPS进行实时精确定位，根据实时通报的水位，通过船上配备的高精度绞刀深度显示仪精确控制挖泥深度；（2）挖泥船
9、采用分段、分层、分条施工方法，相邻两条的挖泥重叠宽度不小于2m，以防止漏挖。一次最大挖泥厚度不大于0.5m，先疏挖上层污染底泥，再疏挖下层底泥；（3）严格控制水位及船舶吃水。挖泥船要坚持每班岗三次监测，定时检测水深和船舶吃水，当水深或船舶吃水每变化0.10m时，必须重新调整绞刀下放深度；（4）在近岸水域部分施工时采用“只吸不绞”方法进行施工，以保证岸坡稳定；（5）排泥管跨越航道时应采用水下管，浮管及水下抛设物，如锚、管线等均应设置明显标志并根据需要设置灯器；（6）由于疏浚区杂物较多，施工设备操作人员要密切注意设备的工作状态，若有异常，应立即停止挖泥，及时进行处理，以免损坏设备。在施工过程中遇到
10、大面积障碍物时，如废弃的水下堤岸、块石堆等，挖泥船亦改采用“只吸不绞”方法进行施工，以保证挖泥船的安全；（7）施工期间应设专人巡视管线，及时发现并更换即将破损的管线；（8）在近岸施工时，应派专人巡视护岸，防止护岸破坏。1.4 平面位置控制、挖深控制及防止细颗粒扩散措施为了安全清除污染底泥，达到预期的治理效果，挖泥船施工时一定要制好开挖的水平和垂直精度，保证施工质量。1.4.1 平面位置控制措施绞吸挖泥船的平面位置定位方法一般有以下三种：（1）导标定位；（2）常规光学仪器定位；（3）无线电定位。采用导标定位，需根据施工情况在水面或湖岸设置若干纵横导标、转向导标，通过目测定位，该定位方法原理简单，
11、但精度差。采用常规光学仪器定位，最常用的是前方交汇法，在岸上设立仪器，通过测定控制点与挖泥船之间的角度或方位角确定船位。用这种方法定位，精度较高，但需岸船通视、配合，实际操作中受制约因素较多。采用无线电定位，有多种方法，如微波测距仪、全球卫星差分定位系统（DGPS）等。近年来随着DGPS定位技术的日趋成熟和迅速普及，发达国家挖泥船几乎无一例外地应用该技术作为高精度定位（有的还利用DGPS三维定位中的垂直分量作为垂直精度的校核和控制）。目前，我国DGPS在挖泥船上的应用正蓬勃发展，其良好的精度和实时动态性能使挖泥船的施工精度大大提高。以上三种方法比较详见表6-4。表 13 疏浚船定位方法比较表定
12、位方法比较参数导标定位法前方交汇法DGPS定位法一般精度510米1米以内1米以内受人为影响大大无受气象影响大大无对环境条件要求高高低作业配合简单复杂简单工作时间一般白天白天全天候动态实施效果差差好质量监督难难易技术复杂程度低中高台班费用低较低较高自动化程度低低高指导施工效果差差好轨迹/资料存储无无自动本报告推荐挖泥船的平面位置控制方法采用DGPS定位。1.4.2 挖深控制措施（以绞吸船为例）目前，绞吸挖泥船的挖深多采用能够指示绞刀实际下放深度的系统控制，该系统有电子传感式绞刀深度指示器，也有机械传动式的绞刀深度指示器。本报告推荐选用电子传感式绞刀深度指示器，但系统的误差应限制在0.05m之内。
13、影响绞吸挖泥船挖深精度的因素主要有以下三个方面：（1）绞刀下放深度精度；（2）船舶吃水的变化；（3）湖泊水位的变化。施工的开始阶段要对绞刀深度指示器进行校验，校验应以浚前断面和浚后断面进行比较，采用超声波测深仪进行检测。检测除按水运工程测量规范要求进行外，还必须注意以下几个问题：（1）浚前、浚后使用同一频率的测深仪；（2）使用定位系统精度要一致；（3）测深仪的声速改正要一致；（4）施工期间，要经常检测船舶吃水、湖泊水位的变化，并根据变化情况经常修正绞刀下放深度，保持垂直精度在0.2m之内。1.4.3 疏浚过程中防止细颗粒扩散的措施（1）防止细颗粒扩散的必要性细颗粒物质具有较大的比表面，其上总是
14、吸附较多的污染物，同时它们在疏浚过程中，经过搅松后迅速进入悬浮状态，由于其沉降速度极慢，会在水中处于悬浮状态，若疏浚时过度搅动产生的细颗粒物扩散到水体中，或排回水体的余水中含有大量的悬浮物都会影响水质或降低疏浚效果。因此在疏浚过程中必须采用措施尽量减少细颗粒的扩散。（2）细颗粒扩散的位置和防止措施细颗粒扩散的位置主要与作业性质有关，对用绞吸挖泥船疏浚而言，主要为绞刀吸口处，它是由绞刀的旋转和绞刀架的摆动造成的。云南草海污染底泥疏挖及处置一期工程，对普通绞吸挖泥船监测污染物扩散结果表明，在普通绞吸挖泥船，各污染物的浓度在距绞刀中心5m范围内呈现相当显著的跌落，15m范围外基本未造成扩散影响；而环
15、保型绞吸船绞刀旋转的污染物扩散范围几乎为零。由上可知，由绞刀旋转与桥架横移造成的绞刀头的细颗粒扩散是一种小范围的扩散。选择合适的绞刀转速和吸入能力会进一步减少细颗粒的扩散范围，并且在疏浚作业完成后迅速消退，不会对疏浚区水体造成破坏。1.5 污染底泥输送本次工程的污染底泥是通过挖泥船上的柴油机和泥泵的排压，以泥浆形式采用管道直接输送，吸泥、排泥一次完成，实现排压不足时，在管线中加接接力泵站。因此，需在疏浚区及堆场间铺设输送管道，排泥管的连接形式为水上浮管接水下潜管再接水上浮管连接陆上管排到堆场内。排泥管道的布设原则（1）尽量缩短排泥管线的长度，减少沿程阻力；排泥管线宜平顺，避免出现大于60度的拐弯角，以减小输送局部阻力；（2）尽量避免穿越人口、建筑物密集区
