章志明,邱珍嬌

(1.浙江水利水電工程審價中心,浙江 杭州 310020;2.浙江省正邦水電建設(shè)有限公司,浙江 杭州 310051)

1 工程概況

東錢湖位于寧波市東南約15 km處,湖區(qū)由谷子湖、北湖和南湖3部分組成。湖泊東西寬約6.5 km,南北長約8.5 km,環(huán)湖周長48.9 km,湖泊面積19.9 km2,正常蓄水位3.77m(1985國家高程基準(zhǔn))時湖容4 429萬m3,是浙江第一大天然淡水湖,也是浙江省省級風(fēng)景名勝區(qū)和著名旅游區(qū)。東錢湖綜合整治工程以改善和保護(hù)水生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)國家級生態(tài)旅游度假區(qū)建設(shè)為主要目標(biāo)。工程主要內(nèi)容為湖泊底泥環(huán)保疏浚工程,涉及谷子湖、北湖和南湖的17個區(qū)塊,疏浚工程量為188.69萬m3。

2 設(shè)備選型

按照本工程的特點,選用海貍IHC1200型挖泥船,主要性能指標(biāo)見表1。

表1 海貍IHC1200型挖泥船性能指標(biāo)表

2.1 選用船型能夠滿足本工程施工的要求

該船系可拆解運輸?shù)姆煮w式環(huán)保絞吸挖泥船,可通過拆解、陸路運輸、現(xiàn)場組裝,起吊下水,調(diào)遣時不受季節(jié)、航區(qū)、氣候條件限制,可保證進(jìn)場時間。

2.2 船型可滿足本工程施工的工藝條件

(1)該船配有GPS定位系統(tǒng),挖深指示儀和定位樁臺車系統(tǒng),可以按照施工坐標(biāo)要求通過GPS、定位樁臺車、左右橫移絞車使施工船舶準(zhǔn)確定位,并通過挖深指示儀和橋架深度控制絞車準(zhǔn)確控制挖泥深度,不超挖、欠挖,滿足施工精度質(zhì)量要求;

(2)該船型發(fā)動機(jī)環(huán)保指標(biāo) (噪音、廢煙氣體排放)符合國家控制標(biāo)準(zhǔn),適合風(fēng)景名勝區(qū)施工,并配備有定位樁臺車和左右橫移錨,可滿足船舶自身定位條件;

(3)該船機(jī)艙為封閉式設(shè)計,柴油機(jī)排煙口裝有消音器,機(jī)艙通風(fēng)降溫通過通風(fēng)機(jī)解決,施工中可將機(jī)艙門關(guān)閉,噪音可控制在GB 3098—1996《城市區(qū)域環(huán)境噪音標(biāo)準(zhǔn)》中II類區(qū)域環(huán)境噪音標(biāo)準(zhǔn),晝間≤60 dB,夜間≤50 dB;

(4)該船液壓系統(tǒng)正常不泄漏,如加油或故障時出現(xiàn)少量漏油,可通過其配備的油水分離器處理后,廢油可回收處理,廢水可達(dá)標(biāo)排放。

2.3 挖泥船配用量

本工程疏浚工程量為188.69萬m3,施工工期要求為8個月。根據(jù)施工工期要求及絞吸式挖泥船的生產(chǎn)能力,結(jié)合本工程施工條件分析,配備1艘海貍IHC1200型挖泥船,其生產(chǎn)能力為850m3/h,工作時間按16 h/d計算,則產(chǎn)量為13 600 m3/d,按平均施工20 d/月計算,產(chǎn)量為27.2萬m3/月,可以滿足施工工期的要求。

3 疏浚施工工藝

疏浚采用環(huán)保絞吸式挖泥船疏挖淤泥,接力泵、管道分級輸送淤泥漿至棄泥處,工藝流程見圖1。

圖1 疏浚施工工藝流程圖

本工程施工按區(qū)、塊、單元劃分成數(shù)個疏浚單元,每個疏浚單元又分條施工。在水上浮管所及范圍內(nèi)完成各單元施工區(qū)域后,移接管線進(jìn)行下一水域各單元區(qū)施工。根據(jù)各單元區(qū)底層淤泥的分布厚度,通過挖深控制儀確定絞刀下放深度。橫斷面采取左右往復(fù)開挖,達(dá)到設(shè)計深度后施工船再往前移動,以確保疏浚后的施工質(zhì)量能夠滿足設(shè)計要求。挖至邊線時,根據(jù)濃度顯示儀適當(dāng)增加抽吸時間,以確保將邊線處的流動泥土清除干凈。同時,應(yīng)控制好定位樁臺車每次向前移動的距離,以便做到疏浚泥跡相重疊,避免漏挖[1].。本工程挖泥船采用環(huán)保型絞刀逐層往復(fù)開挖,平面控制采用GPS定位系統(tǒng)。有效控制挖寬和定位精度,避免因銜接誤差造成漏挖、欠挖。

3.1 設(shè)備調(diào)遣

所有施工設(shè)備均由陸路車運至施工現(xiàn)場,在施工區(qū)臨時碼頭拼裝下水。

3.2 排泥管線敷設(shè)

本工程輸泥管由水上浮管 (排泥管、浮體及橡膠軟管)、水下潛管及陸管組成。排泥管線采用直徑414mm鋼管。排泥管除挖泥船后接400 m左右浮管外、其余管道以水下潛管為主敷設(shè),中途串接接力泵船。正式清淤生產(chǎn)前,先對管線進(jìn)行清水壓力試驗,確保全線密封無泄漏后,才正式開始清淤。

3.3 施工步驟

3.3.1 絞刀定位

環(huán)保絞吸式挖泥船在清淤施工區(qū)內(nèi)定位后,松放挖泥船前斗橋絞車鋼纜,環(huán)保絞刀頭慢速下放入水,待斗橋絞車顯示儀表及絞刀壓力表 (靜壓力)均有敏感幅變,即經(jīng)驗性指明斗橋頭部的環(huán)保絞刀頭已輕觸湖底淤泥,再按深層開挖厚度及深度數(shù)據(jù),通過深度監(jiān)控儀器表操作,對絞刀放設(shè)深度進(jìn)行精確復(fù)位,并調(diào)整環(huán)保絞刀頭開挖傾角及密封罩水平密封。

3.3.2 絞刀開挖

絞刀開挖即開始啟動液壓馬達(dá),環(huán)保絞刀低速旋轉(zhuǎn),切削挖掘淤泥,因環(huán)保絞刀頭上的密封罩裝置的作用,將絞刀切削范圍控制在密封罩內(nèi),對周圍水體的擾動限定在較小的范圍內(nèi)。

3.3.3 船體短線爬行、扇形橫挖、直線前進(jìn)

挖泥船在施工生產(chǎn)時,定位樁臺車系統(tǒng)的定位樁打設(shè)在湖底泥層中實現(xiàn)對船體中心定位,并通過定位樁臺車的液壓臂軸的伸縮,使船體在反作用力下短線爬行,每次爬行距離 (進(jìn)尺幅度)1.0～1.5m,臺車行程 3.5m。當(dāng)定位樁臺車行程已滿,利用輔定位樁下落穩(wěn)定船位,主定位樁提升,車臺回復(fù)原位,主樁下落,輔樁提升,如此循環(huán),實現(xiàn)船體的直線前行。挖泥船在施工生產(chǎn)時,依靠挖泥船前端左右絞車收放錨纜,使船身以船尾定位樁為中心,船長為半徑,環(huán)保絞刀頭左右扇形移動,實現(xiàn)挖泥船扇形橫挖法作業(yè),最大移動開挖度達(dá)35m。

3.3.4 泥漿輸送及排棄

通過挖泥船上離心泵的作用吸取絞刀切削挖掘的淤泥,并提升、加壓,泥漿泵通過排泥管線(浮管、潛管、岸管)全封閉輸送,將泥漿送入堆泥場[2].。

3.4 外排加壓接力泵站布設(shè)

本工程泥漿輸送距離最遠(yuǎn)6.5 km左右,根據(jù)工程排泥場的布置需布設(shè)2級加壓接力泵站,并采用挖泥船布設(shè)泵站,除去挖泥船自身排距1.40 km后,平均每級泵站的輸泥距離約為2.10 km。本工程使用的接力泵站額定排距可達(dá)2.50 km,完全能滿足工程的需要。

接力泵站設(shè)有封閉泵房,每個泵站設(shè)1個泥漿中轉(zhuǎn)箱和機(jī)電配套設(shè)施,泵房內(nèi)設(shè)有消聲器,其四壁和頂棚安裝有吸聲材料,可以滿足施工時的噪音在離站20m處＜55 dB的標(biāo)準(zhǔn)。

在施工過程中,利用無線電通訊設(shè)施聯(lián)系各泵站,防止泥漿外溢,造成污染。力求做到湖區(qū)機(jī)組與接力泵站密切配合,相互協(xié)調(diào),充分發(fā)揮機(jī)械效率。

4 質(zhì)量控制

4.1 挖深控制

挖深控制通過船上的回聲測聲儀進(jìn)行深度控制,同時還有施工員經(jīng)常采用花桿進(jìn)行實時測量。

4.2 挖寬控制

挖泥船配備的挖掘斷面顯示系統(tǒng)顯示的是絞刀的空間位置,在指導(dǎo)挖深的同時還定位挖泥船絞刀的橫向位置,故也能積極有效地進(jìn)行挖寬的控制。同時為進(jìn)一步確保對挖寬的控制,在施工中充分利用GPRS定位系統(tǒng),并沿疏浚挖分條區(qū)域放出直觀的樣本。挖寬的另一個控制要素是對分條有效挖寬的實現(xiàn)。這在進(jìn)行分條時已充分考慮了挖泥船的挖寬能力,條與條之間保持一定的重疊面(寬度5m),逐次分條施工使質(zhì)量得以保證。

5 余水處理

由于絞吸式挖泥船進(jìn)行底泥清淤施工時會產(chǎn)生大量的泥漿水,在排泥場內(nèi)經(jīng)過一定時間的自然沉淀后,大部分泥與水分離,小部分隨余水排出,東錢湖作為省級風(fēng)景名勝區(qū)和著名旅游區(qū),故應(yīng)采取有效措施保證排放的余水水質(zhì),滿足湖區(qū)功能需求。具體措施為:①根據(jù)湖底泥特性,疏浚余水處理需采用投加混凝劑的工藝。排泥場沉淀池圍堰一次施工到頂,并在藥劑投加系統(tǒng)組裝后,排泥場方可出水;②采用“物理+化學(xué)處理法”的組合工藝進(jìn)行余水處理,處理后余水SS濃度滿足＜60mg/L,其它指標(biāo)滿足污染綜合排放一級標(biāo)準(zhǔn)要求;③余水出水應(yīng)屬生物安全范圍,不應(yīng)對受納水體生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生直接明顯的危害,且不含有當(dāng)?shù)厮畯S現(xiàn)有處理工藝無法除去的污染物質(zhì),從而導(dǎo)致飲用水水源污染;④投藥系統(tǒng)可選擇根據(jù)在線觀測自動控制投加量或根據(jù)經(jīng)驗手動調(diào)節(jié)。

6 環(huán)境保護(hù)措施

6.1 挖泥船清淤作業(yè)時2次污染的控制

(1)挖泥船采用國際上先進(jìn)的定位樁臺車系統(tǒng),以降低起落樁造成的2次淤泥粘樁污染;

(2)在絞刀頭上加裝防護(hù)罩,以防止擾動后未被吸入的浮淤外溢;

(3)施工過程中加強(qiáng)疏浚施工擾動擴(kuò)散對水體污染范圍的監(jiān)控,在污染擴(kuò)散超過正常狀態(tài)時,及時對施工情況進(jìn)行調(diào)整;

(4)合理安排施工作業(yè)時間,施工強(qiáng)度與余水處理能力相適應(yīng),施工時間、強(qiáng)度服從余水處理要求,同時盡量避免在水位水量變化較大的汛期、湖面風(fēng)浪較大的情況下進(jìn)行疏浚作業(yè);

(5)當(dāng)需要在水位水量變化較大的汛期、湖面風(fēng)浪較大、以及水流較急的出入湖口水域等情況進(jìn)行疏浚作業(yè)時,在作業(yè)區(qū)周圍臨時設(shè)置防擴(kuò)散圍隔,將污染范圍限制在圍隔內(nèi),做到清潔生產(chǎn);

(6)挖泥船開挖清理出的垃圾物,及時歸集裝箱運出湖面,按指定地點堆放處理[3].。

6.2 疏浚施工超挖、漏挖污染的控制

(1)疏浚設(shè)備安裝水下監(jiān)視等儀器,加強(qiáng)施工疏浚范圍定位的準(zhǔn)確性;

(2)加強(qiáng)施工過程驗收,確保疏浚施工質(zhì)量。

6.3 排泥運輸過程中跑冒滴漏污染的控制

(1)排泥管道使用質(zhì)量可靠的材料、做好管道接頭的密封連接;

(2)施工中加強(qiáng)管線的巡視,發(fā)現(xiàn)爆管、跑冒滴漏立即采取停止作業(yè)等補(bǔ)救措施[4].。

6.4 余水不達(dá)標(biāo)和事故排放的污染控制

(1)加強(qiáng)余水處理方案的技術(shù)可行性論證,確保余水處理方案技術(shù)的可行、可靠;

(2)做好余水處理與疏挖施工之間的協(xié)調(diào),保持疏挖工藝和余水處理工藝的連續(xù)和穩(wěn)定,保證余水處理裝置的正常運轉(zhuǎn),減少事故沖擊負(fù)荷造成余水不達(dá)標(biāo)的情況;

(3)加強(qiáng)余水排放水質(zhì)的監(jiān)測,當(dāng)余水SS超過60 mg/L的排放控制指標(biāo)時,及時分析原因并調(diào)整疏挖施工強(qiáng)度或余水處理過程,必要時臨時停工,余水不達(dá)標(biāo)嚴(yán)格控制排放。

6.5 排泥場底泥堆放2次污染的控制

(1)做好余水的達(dá)標(biāo)處理,防止污染物隨余水重新進(jìn)入水體;

(2)排泥場的疏浚底泥及時進(jìn)行固結(jié)處理,避免松散疏浚泥土在長期堆置和雨水侵蝕的情況下,可能產(chǎn)生污染物質(zhì)流失;

(3)排泥場在施工結(jié)束后盡快綠化和復(fù)耕,控制表面水土流失。

6.6 噪音控制

疏浚施工的噪音主要來自于挖泥船、接力泵船的柴油機(jī)動力系統(tǒng)。挖泥船及接力泵船的柴油機(jī)噪音指標(biāo)為(裸露狀態(tài)下,滿負(fù)荷,未裝消音器時)D=1m,103 dB,D=7.0m,91 dB;D=15m,80 dB。為做好噪音控制,具體采取的措施:①挖泥船柴油機(jī)噪音控制。施工作業(yè)時,關(guān)閉船上機(jī)艙門,噪音可控制為:甲板70 dB,離船20 m,55 dB;②接力泵船噪音控制。接力泵船基本為封閉隔離式設(shè)計,并在機(jī)艙內(nèi)設(shè)置消聲器,采用吸音板等吸聲材料隔音措施,施工時的噪音可控制為離站20m,55 dB;③管線噪音排放控制。部分穿過生活區(qū)的管線包吸聲材料,降低管線的噪音指標(biāo)[5].。

6.7 施工進(jìn)度安排

要求做到 “前緊后松”和 “間歇疏泥”(在第Ⅲ類污染區(qū)清淤、不良天氣、尾水和節(jié)假日等特殊情況時暫停疏浚)。在輸泥系統(tǒng)產(chǎn)量計算中,應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)耐Ｐ獣r間,特別是輸泥后期更應(yīng)留足泥漿沉淀的時間[6].。

7 結(jié) 語

隨著人們對環(huán)保意識的增強(qiáng),環(huán)保疏浚技術(shù)必將在我國清淤防污治理的實踐中得到快速發(fā)展。目前該工程已經(jīng)結(jié)束,通過東錢湖環(huán)保疏浚工程的施工實踐,它利用機(jī)械疏浚方法清除湖庫污染底泥,以及環(huán)保罩的配置和接力泵船的引用,在挖泥、輸送過程中以及疏浚工程完成后對環(huán)境及周圍水體的影響較小,基本杜絕了疏浚土在各個環(huán)節(jié)過程中對水面和陸地的2次污染,達(dá)到保護(hù)環(huán)境的預(yù)期效果,同時也減少了因工程建設(shè)造成的水土流失,具有一定的水土保持功能。

[1].李英杰.環(huán)保疏浚新疏挖工藝 [J]..中國農(nóng)村水利水電,2010(2):13-16.

[2].年躍剛.環(huán)保疏浚系列化技術(shù)研究與工程示范[J]..中國水利,2006(17):40-42.

[3].張晴波.環(huán)保疏浚及其控制研究[M]..北京:中國財政經(jīng)濟(jì)出版社,2005.

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