济南市小清河主城区段河道清淤方案优选

刘玲，谢飞，张晓琳

（济南市水利建筑勘测设计研究院，山东济南 250014）

济南市小清河主城区段河道清淤方案优选

刘玲，谢飞，张晓琳

（济南市水利建筑勘测设计研究院，山东济南 250014）

小清河是济南市唯一排洪通道，对城市河道进行清淤，需要在清淤船的种类、输送设备、脱水技术、底泥处理等方面进行方案比选优化。通过不同方案比选，选择适合小清河特点的方案，使小清河达到“水清、岸绿、景美、河畅”的环境，从而提升济南市的城市形象。

环保清挖；输送；生态脱水；底泥处理

小清河城市主城区段综合治理工程完成后，多年未进行清淤，随着河道多年行洪、排涝沉积物的影响以及部分污水排放的影响，目前城区段河道淤积较为严重。为保证小清河治理成效，考虑到小清河河道清淤问题影响面较广，工艺较为复杂，需进行方案比选分析论证。

1 小清河概况

小清河济南市段流经槐荫、天桥、历城、章丘四个区，全长70.5 km，流域面积2 792 km2，是济南市城区唯一的排洪通道。自2007—2012年，实施完成了小清河综合治理工程，治理段自睦里闸至济青高速公路桥，全长31 km。工程建成后河道防洪标准由20年一遇提高到100年一遇。河道干流实现全线截污，两岸绿化及配套设施基本建成，景观面貌大幅度提升，水质得到了极大的改善。

2 河道淤积情况分析

2.1 淤积情况

小清河主城区段位于市区北部，自西外环桥至洪园闸，全长17 km，现已建成为游客游览、市民休闲的公共场所，截至目前，已运行6年多，根据济南市勘察测绘研究院提供的《济南市小清河淤泥规律研究方案论证测量报告》测量成果。测量范围：二环西路桥到菜园桥东侧，长16.7 km，淤积总量126万m3，淤泥平均厚度0.97 m。其中林家桥东西两侧、西泺河入清口至还乡店桥东河道范围淤积量较大，淤积厚度为1.05～1.34 m。现状淤积严重，对小清河的防洪、水生态环境、通航等影响较大，亟需进行河道清淤。

2.2 淤积来源分析

1）小清河是济南市唯一排水出路，且地势最低，南北落差达100余米，支流比降较陡，各支流泥沙最终全部流入小清河，且小清河干流河道比降较缓（城区段河道比降在1/5 500～1/8 500），泥沙在干流沉积，由于多年没有清淤，造成干流河道淤积严重。

2）由于河道支流长期向小清河内排污，大量的污染物沉入河底，形成一层黑色浮泥，造成河道污泥淤积。

3）大量生活垃圾、污泥通过雨水管道排入小清河，造成河道淤积。

3 清淤方案比选

通常河道清淤有干槽施工和带水作业两种方式。传统干槽施工需要洪园闸全部闸门提升放水再采用挖掘机进行清挖，河道清挖后的淤泥无处存放和运输，因此采用干槽清挖方式已不可行，应考虑带水作业方式，考虑水上设备转移和输送。

带水作业清淤方案技术研究路线为：按照清淤工作的整个过程，将其分成“清挖、输送、脱水”三个主要环节，分环节进行分析比较后对各环节的合理方案进行优化组合，形成整体方案后再进行系统地比较分析，确定最终方案。

3.1 淤泥清挖

1）绞吸式挖泥船清挖。绞吸式挖泥船是近年来常见、使用最广泛的一种水力式挖泥船，它的清挖、输送、干化、淤泥处理等疏浚工序可以连续完成。其工作原理是利用吸水管前端环保绞刀和密封罩装置，将河底泥沙进行切割和搅动，再经吸泥管将绞起的泥沙物料，借助强大的泵力，输送到储泥场，整个施工过程采用水下施工，对于超过额定排距的，设接力加压泵站，进行长距离泥浆输送，至储泥场。挖泥船清挖的泥浆含泥量在15%左右。

2）浮船机械清挖。浮船机械清挖是在传统机械清淤的基础上改进的一种清挖方法，将挖掘机械置于浮船上，利用浮船在水面上进行挖泥清淤，浮船尺寸20 m×20 m×1.5 m，长臂挖掘机一台，普通挖掘机两台。浮船清淤施工时，两台挖掘机停放在浮船两端，普通挖掘机用于清淤施工固定浮船及辅助浮船移动、行走，长臂挖掘机进行清淤施工。

3）遥控水下清淤车清挖。摇控水下清淤车是一种全自动遥控水下清淤专项设备，在小型河道及池塘中应用较多。清淤车不受河水深浅限制，可直接在水下作业，遥控距离400 m。其工作原理是利用八字型螺旋搅力刀具对淤泥绞割，泥浆泵把挖掘的泥浆吸入并提升，通过输泥管道输送至储泥场。对于超过额定排距的，设接力加压泵站，进行长距离泥浆输送，至储泥场。泥浆中含泥量在15%～20%左右。

以上3种清挖方案比较见表1。

表1 清挖方案比选表

3.2 输送

清挖产生的泥浆输送通常有管道输送和驳船输送两种方式。其中管道输送又分为水面输泥管道和地面输泥管道两种方式。小清河现状河道两岸码头、支流入口、跨河道路、桥梁、景观石岸坡等工程设施制约着地面输泥管线贯通，已经不适用于本项目，下面对驳船输送和水面输泥管道方案进行分析比较。

1）泥驳船输送淤泥。泥驳船是一种目前较为先进、广泛应用于河道淤泥运输的工具。泥驳各参数应满足桥梁安全、各桥梁净宽及净空的要求。泥驳将泥浆运至淤泥处理场，通过自配泥浆泵将泥驳中的淤泥送至相应堆放及处理构筑物内。

2）水上输泥管。为避免淤泥运输带来的二次污染和对沿河两岸环境的破坏，采用水面进行输泥。清淤船抽吸出淤泥后，在水面布置可移动输泥管和接力泵，通过输泥管排放至储泥场。

以上两种输送方案比选见表2。

表2 输送方案比选表

3.3 脱水

由于河道清淤挖出的淤泥或泥浆含水率较大，需要进行脱水处理。淤泥脱水处理的方法主要包括自然脱水干燥法、机械脱水法、生态土管系统处理法等。其中自然脱水干燥法就是晾晒，该办法一般适用于环境要求不高、淤泥方便堆置的市外工程，不适用于本工程。机械脱水法和生态土管系统处理法两种方法比选见表3。

3.4 方案选择

根据小清河治理后的现状情况，结合清挖、输送、脱水等3个工艺环节的方案比选，拟定两种清淤流程。

1）“绞吸式挖泥船清挖+水上钢管输泥+生态土工管袋脱水”的总体工艺流程。该流程输泥阶段又分为长距离输泥和短距离输泥两种方案。

（1）长距离输泥：把储泥场设在小清河下游，济青高速公路桥跨小清河附近，中间设与挖泥船泥泵性能匹配的接力泵接力输泥。

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1009-6159（2016）-11-0013-02

刘玲（1975—），女，工程师