摘要：北運河為北京重要的排洪通道，承擔(dān)著城區(qū)80%的污水排放及90%的雨洪排泄任務(wù)。北運河河道淤積嚴(yán)重制約著河道的蓄水及排洪功能，且淤泥清運、消納過程中會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。隨著北京城市發(fā)展，北運河對于保持城市生態(tài)平衡、調(diào)節(jié)城區(qū)氣候、塑造城市景觀、營造宜人的濱水空間等方面的作用越來越明顯。以前清淤方式不再適合現(xiàn)在的北運河情況，為保證北運河的河道運行標(biāo)準(zhǔn)、保持河道整潔及周邊環(huán)境不受干擾，選擇適宜的清淤方法顯得尤為重要。

本文研究了常見的河道開挖法、絞吸式挖泥船法、斗輪式挖泥船法、泥漿泵法，四種清淤方法的方案和技術(shù)要點，分析每種方案在北運河上清淤的適用性和可行性，得出北運河適合采用絞吸式挖泥船和泥漿泵法結(jié)合的方法。

關(guān)鍵詞：北運河；河道；清淤；技術(shù)

1.引言

1.1北運河概況

北運河水系發(fā)源于燕山北部軍都山脈南麓昌平、延慶、海淀一帶，沿途經(jīng)香河、武清至天津入海河，全長142.7km，總流域面積6166km2。北京境內(nèi)主河道長89.4km，流域面積4348km2，其中山區(qū)面積1000km2，平原面積3348km2。

1.2北運河河道清淤方法研究意義

北運河現(xiàn)狀河道局部淤積嚴(yán)重，河道底部整體被抬高，根據(jù)檢測有的河底淤積1m高處可達(dá)2m，局部淤積已露出水面，已嚴(yán)重影響到了行洪，且引起水流形態(tài)改變，對岸邊沖刷造成堤防出現(xiàn)險工險段。因此，北運河清淤工作變得尤為重要

而北運河以往的清淤方式，多以開挖河道方法。北運河是北京市唯一一條常年有水的河道，且通州區(qū)新城規(guī)劃中心在北運河，對于水環(huán)境以及保護周邊環(huán)境要求較高，所以不能再沿用以前斷流式的粗獷式治理方法。

1.3國內(nèi)外河道清淤工程發(fā)展現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國疏浚行業(yè)也發(fā)生了翻天覆地的變化，尤其是近十幾年來，國外先進(jìn)疏浚設(shè)備及國外疏浚理念的引入，使得國內(nèi)疏浚設(shè)備得到了長足的發(fā)展。

2.清淤技術(shù)研究

2.1陸地清淤

對于流量小、水深不大的小河流，通過施工圍堰分期導(dǎo)流方式，將河道內(nèi)河水基本排干，采用反鏟或長臂反鏟機械或人工在河床上直接挖掘，并用自卸汽車將清出的河道底泥運送到已選定的場址傾倒。這種清淤方法，可用于沙石類和泥土類底質(zhì)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況下，可以利用抓斗式挖泥船及長臂反鏟開挖河道底泥，并通過泥泵或自卸汽車運輸開挖料；也可以采用底泥疏動裝置和吸泥泵的操作配合，泵吸河道底泥，清出的底泥以泥漿的形式用輸泥管直接輸送，裝船外運，不在工地設(shè)轉(zhuǎn)運場。

3.北運河清淤技術(shù)、污泥處理技術(shù)分析

3.1對北運河河道的方案研究

3.1.1開挖河道清淤法

開挖河道清淤法是北運河以前清淤工程常用的方法，實施方案：采用推土機進(jìn)入河底進(jìn)行河道清淤，將河底淤泥推到河邊，由挖掘機裝車將淤泥運送至存土區(qū)暫存。

用開挖河道清淤法施工對北運河河道治理中是較實用的一種方法，施工工藝簡單，施工所需設(shè)備簡單。

同時采用開挖河道清淤法施工又存在一些問題，此方法只適合在非汛期實施；對周圍環(huán)境影響較大，近些年來北運河不僅是排洪河道而且逐步向景觀河道發(fā)展，以北運河為中心建立起很多公園、住宅區(qū)，所以這種影響景觀且對周圍環(huán)境有干擾的施工方法越來越不適合北運河現(xiàn)狀；河道清出底泥容易對周圍環(huán)境產(chǎn)生污染。

河道開挖法施工是一種敞開式的施工方法，對污染物的密封性不好，容易污染周圍環(huán)境；機械開挖不容易控制開挖深度，容易干擾到底槽土壤結(jié)構(gòu)。

3.1.2水下機械清淤法

（1）絞吸式挖泥船

絞吸挖泥船能夠?qū)⑼诰颉⑤斔?、排出和處理泥漿等疏浚工序一次性完成，連續(xù)作業(yè)、生產(chǎn)效率高、成本低。

絞吸式挖泥船用于北運河清淤，由于其布置方式靈活不僅適合短排距泥漿輸送，對于超過額定排距的疏浚，還可加設(shè)接力泵站，進(jìn)行長距離泥漿輸送，可選擇在不影響河道景觀及標(biāo)志性建筑物的地點來排泄淤泥，有助于保持北運河河道景觀。絞吸式挖泥船挖掘工作面平整，開挖邊坡深度易控制，施工質(zhì)量好。

絞吸式挖泥船清淤在北運河河道上使用存在一些問題，設(shè)備一次性投資較大；清淤時對水體擾動較大，使淤泥污染水體。

（2）斗輪式挖泥船

斗輪式挖泥船是由絞吸式挖泥船發(fā)展演變而來的，它不僅具有絞吸式挖泥船的挖運排一體、連續(xù)作業(yè)、施工質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、成本低的優(yōu)點，而且進(jìn)一步提高了挖泥船的切割和挖掘能力，能夠挖掘硬質(zhì)土，并且挖掘的工作面比較平整，施工質(zhì)量好，但對薄層清淤能力較差。

采用斗輪式挖泥船在北運河上清淤，存在一些問題，對水體擾動大，會使底泥污染北運河水體；開挖淤泥層厚度控制精度較差。

（3）泥漿泵

采用泥漿泵對北運河清淤，能夠使施工質(zhì)量較好；施工成本低；北運河面積較大，泥漿泵設(shè)備小方便調(diào)遣；泥漿泵能夠做到挖運吹一體化施工，北運河水環(huán)境及周邊環(huán)境污染少。

泥漿泵在北運河上清淤存在一些問題，泥漿泵受排距影響較大，超過設(shè)備額定排距須增設(shè)集漿池及接力泵，成本提高，在北運河上施工此問題會干擾施工的實施，由于設(shè)備較好移動可以考慮多設(shè)幾個施工點，能夠解決此問題；泥漿泵清淤還會受垃圾等障礙物的影響。

3.1.3北運河河道清淤方法選擇

綜上所述，根據(jù)北運河河道特殊情況，擬選用絞吸式挖泥船法和泥漿泵兩種清淤方法，可以解決北運河常年有水，需水下施工的問題，又對周邊環(huán)境干擾小保證了河道周邊景觀和標(biāo)志性建筑不受破壞。

3.2污泥處理技術(shù)

3.2.1現(xiàn)場脫水系統(tǒng)

現(xiàn)場脫水系統(tǒng)由泥漿池，泥漿預(yù)處理系統(tǒng)，藥劑投加系統(tǒng)，脫水機，尾水澄清系統(tǒng)組成，其核心設(shè)備為脫水機?，F(xiàn)場脫水系統(tǒng)工藝流程如圖所示。


3.2.2改進(jìn)型帶式脫水機系統(tǒng)

改進(jìn)型帶式脫水系統(tǒng)由預(yù)處理系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、脫水系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)等組成。預(yù)處理系統(tǒng)由雜物分離篩、泥漿集中池、初沉池等組成。改進(jìn)型帶式脫水機是由上下兩條張緊的濾帶夾雜污泥層，從一連串有規(guī)律排列的輥壓筒中呈S形經(jīng)過，依靠濾帶本身的張力形成對污泥層的壓榨和剪切力，把污泥層中的毛細(xì)水?dāng)D壓出來，獲得含固量較多的泥餅，實現(xiàn)污泥脫水。采用改進(jìn)型帶式脫水機進(jìn)行脫水產(chǎn)生的泥餅的含水率可以控制在40%-60%。

4.結(jié)論

北運河河道清淤主要考慮幾方面內(nèi)容：清淤對河道水環(huán)境干擾少；清淤效果好；清淤工作對河道兩岸景觀及居民、單位的干擾少。具上述比較得出北運河河道可以使用絞吸式挖泥船法清淤和泥漿泵法施工，并對淤泥進(jìn)行脫水處理后清運出場地進(jìn)行淤泥消納。