周丽伟
(中国水利水电第五工程局有限公司，成都，610066)
沙涌位于广州黄埔区，是东江北干流的一级支流，沙涌自广深公路向南，穿越村庄后汇入东江横滘涌，集雨面积2.16km2，长约1.91km。沙涌两岸工厂、民房众多，其上游950m已被覆盖为暗渠，下游是明暗相间，明渠段有554m，暗渠为408m。其中明渠段宽度为6m～38m，现状底高程在－1.39m～－0.36m。沙涌属于感潮河道，即受到西、北、东江的洪水影响，又受来自伶仃洋的潮汐作用，洪潮混杂，水流流态复杂。沙涌污染严重，是广州市152条(黄埔区14条)黑臭河涌之一。
沙涌属于感潮河道，底泥层深厚，最深处淤泥深达3m－4m。特别是表层浮泥有机质含量高、密度小，在水流、潮汐动力冲击或水体生物扰动下极易悬浮，不仅造成水体浑浊，更重要的是引发底泥中大量污染物再次释放，加重水体污染负荷，河道的景观效果和水生态环境都非常差，急需治理。
针对沙涌黑水水体现状，治理技术路线是要以流域为体系，以河涌为单元，遵循“适用性、综合性、经济性、长效性和安全性”等原则，提出采取“控源截污、清淤疏浚、调水补水、生态修复”[1]等综合措施，消除水体黑臭，逐步恢复河流生态。
2.1 治理施工工艺流程
工艺流程如图1所示。
图1 治理施工工艺流程
2.2 工艺原理
首先通过对河道堤岸现状进行调查，了解堤岸基础施工情况，综合分析河道施工可能对堤岸稳定造成的影响，确定适宜的施工标高。同时对河道底泥进行柱状取样，分析底泥分层结构，了解高腐质浮泥层厚度。
施工时首先采用水力冲挖配合吸污车进行河道表层高腐质浮泥的清理，视河道受污染情况、堤岸结构及基础情况，控制清淤厚度，一般清淤深度不超过1.5m。
清淤后，复核标高，分段导截流。河底首先铺设一层土工格栅，土工格栅宽度3m，搭接宽度不小于25cm，搭接缝采用1m宽镀锌钢丝网片进行加强铺设并与格栅可靠连接。其上双向铺设两层土工布，土工布宽度6m，搭接长度不小于1.5m。双层土工布上再次铺设一层土工格栅，铺设方式同底部格栅层。
土工材料铺筑结束后，在河道两侧浇筑混凝土结构做为盖重压顶，同时为清淤后的堤岸结构提供侧向结构支撑和护脚。底部土工材料通过与河底接触，形成表面张力，有一定的承载浮力，配合两侧盖重压顶和土工材料本身良好的抗拉性，为河道反滤层铺设提供了持力层。
反滤层采用豆石砂混合料层、级配碎石层构成。其中豆石砂混合料层厚度20cm，级配碎石层厚度25cm。反滤层铺设采用人工配合小型机具进行。
3.1 现状调查
了解现场施工条件，选定适宜的施工机具；
调查河道周边环境及基本水文情况，制定导截流方案；
了解河道两岸堤岸结构形式及基础情况，通过柱状取样了解河道底泥分层结构，确定清淤深度及压顶盖重体量及结构形式。
3.2 底泥清淤
河道表层浮泥水分含量高，有机质含量高、密度小，在水体动力扰动、水体生物扰动或水流冲击作用下极易悬浮，不仅造成水体浑浊，更重要的是引发底泥中大量污染物再次释放，加重水体污染负荷。所以，河道高腐质浮泥层的清淤对河道生态修复效果至关重要[2]。通过柱状取样的分析结果，确定浮泥层清淤厚度，采用吸污车清淤，局部采用人工水力冲挖配合施工。
3.3 分段导截流
结合河道原有的节制闸系统，控制潮水位对施工河道的影响。施工河道采用分段人工土袋围堰配合强排水泵提供施工条件。根据河道的水流方向、来水量，确定分段围堰的结构及布置形式；
根据现场抽排情况，确定水泵型号和数量。
3.4 土工材料层铺设
由于不完全清淤，直接在底泥中间层上铺筑反滤料，可能造成反滤料下沉混入底泥。反滤结构厚度不一造成材料浪费，不均匀的反滤层结构、下沉受底泥污染的反滤料也会直接影响反滤功能，直接影响河道修复效果[3]。所以在反滤料铺设前，先行铺设土工材料层，充分利用土工格栅加筋、土工布透水透气不透底泥的特点，形成一层有一定承载力，保证反滤料不受污染的界面。
首先铺设一层土工格栅，土工格栅宽度3m，搭接宽度不小于25cm，搭接缝采用1m宽镀锌钢丝网片进行加强铺设并与格栅可靠连接。其上双向(横向、纵向)铺设两层土工布，土工布宽度6m，搭接长度不小于1.5m。双层土工布上再次铺设一层土工格栅，铺设方式同底部格栅层。
3.5 盖重压顶施工
土工材料层与底泥层接触后，由于表面张力会有一定的承载力，为避免直接铺设反滤料层，结构重量带动土工材料层一起向河道中心滑移、下沉，下部未清理底泥受挤压从河道两侧上翻，在河道两侧设置盖重压顶。盖重压顶结构尺寸视河道宽度、反滤层结构厚度而定，以30m宽河道为例，结构尺寸宽3m、高1.5m，沿河道两侧连续布置。盖重压顶既解决了上述问题，同时为两侧堤岸结构提供了侧向支撑和护脚。
3.6 反滤层铺设
先铺设豆石砂混合料层，后铺设级配碎石层。材料进场前，应通过自落式小型搅拌设备充分搅拌，均匀混合；
进场后集中堆放于便于小型机械倒运的临时点，再采用小型装载机将材料倒运至河边，最后人工装至手推车运至摊铺面。人工采用钉耙及铁锹满铺河床底部，豆石砂混合料摊铺厚度20cm，级配碎石摊铺厚度25cm。
反滤料应拌合均匀，级配合理。施工按中间后两边的顺序进行。如发现砂窝或碎石成堆现象，应该将该处砂子或石子挖出，分别填入级配好的砂石。根据实际铺设情况，适当洒水以保持砂充分填充于石缝中，如有缺少部位进行补砂处理。
图3 治理前后效果对比
沙涌通过底泥的清淤，快速降低黑臭水体的内源污染负荷，采用原位稳定底泥的工法，按照土工材料层铺设→盖重压顶施工→反滤层铺设等创新型工法施工，利用土工格栅与滤层阻隔作用，既保证了河涌水体与地下水体的正常交换，又快速将底泥中污染物与上覆水体分隔，大大减少了底泥中污染物向水体释放[3]。再通过2万m3/d的一体化净水设施处理后，排放入沙涌的补源工程。沙涌的水环境，水生态，水景观都得到了非常大的改善(见图2)。
图2 底泥原位修复施工工艺
治理后沙涌水体的透明度提高了14cm，氨氮下降40%，溶解氧稳定在3mg/L以上，氧化还原电位稳定在85mV以上，已经基本消除了黑臭，部分水质指标已经高于地表Ⅴ类水标准。
沙涌黑臭河道治理，采用原位稳定底泥工法，按照土工材料层铺设→盖重压顶施工→反滤层铺设等创新型工法施工，利用土工格栅与滤层阻隔作用，快速将底泥中污染物与上覆水体分隔，减少了底泥中污染物向水体释放，使水环境、水生态、水景观都得到快速的改善。其施工工法值得在珠三角地区感潮河道治理中推广。
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