淤泥质河道清淤疏浚施工技术优化对策

摘要：本论文聚焦淤泥质河道清淤疏浚施工技术，针对施工效率低、二次污染严重、质量难控及安全隐患等问题，深入剖析其成因。通过系统研究施工设备选型、工艺改进、质量与安全管理强化等方面，结合新型技术与理论，提出系列优化对策，旨在提升清淤疏浚施工效率与质量，降低环境负面影响，为淤泥质河道治理工程提供理论与技术支撑，助力河道生态环境可持续发展。

关键词：淤泥质河道；清淤疏浚；施工技术；优化对策；生态治理

一、引言

河道作为水循环系统的重要组成部分，承担着防洪排涝、生态调节、水资源运输等关键功能。在城市化与工业化快速发展进程中，大量工业废水、生活污水排放，以及农业面源污染，致使泥沙、有机物、重金属等在河道内不断沉积，形成淤泥质河道 。这类河道不仅严重削弱行洪能力，威胁沿岸居民生命财产安全，还因水体富营养化、生态系统失衡，引发水质恶化、生物多样性锐减等问题。清淤疏浚作为淤泥质河道治理的核心手段，对恢复河道功能、改善生态环境至关重要。然而，当前施工技术存在诸多不足，制约工程效益，因此，开展淤泥质河道清淤疏浚施工技术优化研究迫在眉睫。随着科技发展，新型材料、智能技术不断涌现，为施工技术优化带来新契机，本研究将深入探索这些新技术在淤泥质河道清淤疏浚中的应用。

二、淤泥质河道清淤疏浚施工现状及问题分析

（一）施工现状

目前，我国淤泥质河道清淤疏浚工程常用的施工方法涵盖绞吸式挖泥船清淤、斗轮式挖泥船清淤、抓斗式挖泥船清淤以及水力冲挖清淤等。绞吸式挖泥船通过绞刀旋转破碎淤泥，利用泥泵将泥浆输送至指定区域，适用于大面积、较薄淤泥层的清淤；斗轮式挖泥船凭借强大的挖掘能力，在处理厚层、硬质淤泥时更具优势；抓斗式挖泥船则常用于小型河道或局部清淤作业；水力冲挖清淤依靠高压水枪冲刷淤泥，再通过泥浆泵抽排。尽管这些方法在实际工程中广泛应用，但随着河道治理标准提升，对施工效率、环保性和质量的要求日益严苛，现有技术的局限性逐渐凸显。从行业数据来看，传统清淤施工效率平均每小时处理淤泥量较理想状态低 20%-30%，且因二次污染导致的额外治理成本占工程总预算的 15%-20%。

（二）现存问题

1施工效率较低

施工设备选型与河道工况适配性差是导致效率低下的关键因素。淤泥质河道淤泥具有高含水量、高压缩性、低强度的特性，部分施工单位未充分考虑这些特性，盲目采用传统设备。例如，在淤泥流动性极大的河道中使用抓斗式挖泥船，抓斗难以抓取淤泥，频繁出现空斗现象，导致作业循环时间延长。此外，施工工艺环节衔接不畅，淤泥挖掘、运输、处理流程缺乏协同，运输设备等待时间过长，设备闲置率高，整体施工进度缓慢。从技术层面分析，传统施工设备缺乏自适应调节功能，无法根据淤泥性质实时调整工作参数，也是效率低下的重要原因。

2二次污染问题突出

淤泥质河道淤泥中富集大量重金属（如镉、铅、汞）、有机污染物（如多环芳烃、农药残留）。在清淤过程中，若处理不当，污染物极易扩散。运输环节，淤泥密封不严，在运输途中洒落，污染道路及周边土壤；堆放场地未进行防渗处理，污染物随雨水下渗，污染地下水；清淤扰动还会使底泥中污染物重新悬浮，导致水体二次污染，进一步恶化河道水质 。研究表明，清淤过程中因底泥扰动释放的污染物，可使周边水体中重金属浓度短期内升高 3-5 倍。此外，传统淤泥处理技术存在处理周期长、能耗高的问题，加剧了环境负担。

3施工质量难以保障

河道水下地形复杂多变，淤泥厚度分布不均，给清淤质量控制带来巨大挑战。部分施工单位缺乏高精度测量设备和科学的质量检测方法，难以准确掌握清淤深度和范围。清淤过程中，易出现局部清淤不彻底，残留淤泥影响河道行洪和生态恢复；或过度清淤，破坏河道原始地形和生态基底。同时，施工设备日常维护保养不到位，设备老化、故障频发，导致施工参数不稳定，影响清淤精度和质量 。此外，施工过程中的人为操作误差，以及缺乏有效的质量追溯机制，也使得质量问题难以根治。

4安全管理存在隐患

清淤疏浚施工多为水上作业，受气象条件（如大风、暴雨、大雾）和水文条件（如水流速度、水位变化）影响显著。部分施工单位安全管理体系不完善，未针对水上作业制定专项安全预案，对施工人员安全培训不足，安全意识淡薄。此外，老旧设备未及时更新维护，存在机械故障风险；水上作业平台稳定性差，防护设施缺失，极易引发人员落水、设备倾覆等安全事故。据统计，近五年清淤疏浚工程安全事故中，因设备故障和防护缺失导致的事故占比超过 40%。

三、淤泥质河道清淤疏浚施工技术优化对策

（一）合理选择施工设备

1精准化设备选型

施工前，需组织专业团队对河道开展全面勘察，运用地质钻探、水下地形测绘、淤泥物理化学性质分析等手段，获取详细的河道工况数据。基于分析结果，科学选型设备。对于淤泥含水量超 80%、流动性极强的河道，优先选用大流量、高扬程的绞吸式挖泥船，并根据河道宽度和深度配置合适长度的排泥管线；针对淤泥厚度超 3 米、土质坚硬的河道，采用斗轮功率大、挖掘半径长的斗轮式挖泥船。同时，充分考虑河道周边环境，如桥梁、码头等障碍物，选择具备灵活转向和操作性能的设备，确保施工顺利进行 。此外，可引入设备性能仿真模拟技术，通过计算机模拟不同设备在特定河道工况下的运行效果，为选型提供更精准的数据支持。

2环保型设备升级

加大环保型施工设备的研发与应用力度。在挖泥船设计上，采用新型密封舱结构，防止淤泥泄漏；配备高效的泥浆处理系统，集成旋流器、离心机等设备，实现泥浆快速脱水。推广电动或混合动力挖泥船，相比传统燃油动力设备，可降低 70% 以上的废气排放。研发新型淤泥运输车辆，采用全封闭罐体，加装防泄漏监测装置，确保运输过程零污染。同时，探索纳米材料在设备防腐和密封领域的应用，延长设备使用寿命，提升环保性能。例如，纳米涂层可有效提高设备表面的耐磨性和防腐蚀性，减少因设备老化导致的泄漏风险。

（二）改进施工工艺

1智能化清淤流程设计

引入 BIM（建筑信息模型）技术，结合河道三维地形数据，构建清淤施工模型。通过模拟分析，制定最优清淤顺序和路线，避免重复作业和无效运输。采用分段分层清淤工艺，根据淤泥厚度将清淤区域划分为若干小段，每段再分层清淤，确保清淤均匀彻底。在清淤过程中，利用物联网技术，实时采集施工设备运行参数（如挖掘深度、泥浆流量、设备能耗）和环境数据（如水质指标、气象参数），通过智能控制系统自动调整施工方案，实现清淤作业的智能化、高效化 。进一步拓展智能化应用，将人工智能算法融入施工决策系统，通过对历史施工数据和实时监测数据的学习分析，自动优化施工参数，提高施工效率和质量。例如，利用深度学习算法预测淤泥挖掘阻力，提前调整设备功率，减少能源消耗。

2无害化淤泥处理技术创新

综合运用物理、化学、生物处理技术，实现淤泥无害化处理。物理处理方面，采用机械脱水、热处理等方法，降低淤泥含水量和体积；化学处理通过添加重金属螯合剂、固化剂，使污染物稳定化，降低迁移性；生物处理利用微生物降解有机物，分解淤泥中的有害物质。同时，探索淤泥资源化利用新途径，如将处理后的淤泥用于制备生态砖、土壤改良剂，或作为园林绿化的基质材料，实现淤泥的循环利用，提升工程综合效益。深入研究新型生物修复技术，如微生物燃料电池技术，在处理淤泥中有机物的同时产生电能，实现能源回收；研发复合固化材料，结合纳米颗粒和高分子聚合物，提高淤泥固化效果和资源化产品性能。

（三）强化施工质量控制

1全流程质量检测体系构建

建立从施工准备到竣工验收的全流程质量检测体系。施工前，对河道原始地形、淤泥特性进行详细测量和分析，形成基础数据档案；施工中，运用多波束测深系统、侧扫声呐等先进设备，实时监测清淤深度和范围，每完成一个施工段，进行三维地形扫描，与设计图纸对比分析，偏差超过允许范围及时调整 。加强淤泥质量检测，采用便携式重金属检测仪、有机污染物分析仪，对淤泥中的污染物含量进行现场快速检测，确保淤泥处理符合环保标准。引入区块链技术，建立质量追溯系统，将施工过程中的各项数据（如设备运行记录、质量检测报告）上链存储，保证数据的真实性和不可篡改，实现质量问题的快速追溯和责任认定。

2精细化施工过程管理

明确各施工工序质量控制要点，制定详细的作业指导书。在淤泥挖掘环节，严格控制绞刀或斗轮的转速、挖掘深度，避免超挖或欠挖；运输环节，规范车辆行驶路线和装载量，防止淤泥洒落；堆放环节，对堆放场地进行防渗、防雨处理，定期检测周边土壤和地下水质量。建立施工设备维护档案，制定科学的维护计划，定期对设备进行检修和校准，确保设备性能稳定，保障施工质量。运用数字孪生技术，构建施工设备和施工场景的虚拟模型，实时模拟设备运行状态和施工过程，提前发现潜在质量问题并进行干预。

（四）加强施工安全管理

1完善安全管理体系

建立健全施工安全管理制度，明确各部门、各岗位安全职责，签订安全生产责任书。制定水上作业安全操作规程、设备安全使用规范等一系列制度文件。构建安全风险分级管控机制，对施工过程中的风险进行全面辨识、评估，划分风险等级，针对高风险作业（如深基坑清淤、恶劣天气施工）制定专项安全措施和应急预案，并定期组织演练 。引入安全管理信息化平台，整合安全风险监测、人员管理、设备维护等功能模块，实现安全管理的实时监控和智能化预警。

2强化安全教育培训

开展多层次、多形式的安全教育培训。针对新入职员工，进行三级安全教育，使其掌握基本安全知识和操作技能；对施工管理人员，定期组织安全管理培训，提升安全管理水平；对特种作业人员（如挖泥船操作人员、电工），进行专业技能培训和考核，持证上岗。同时，利用安全事故案例分析、安全知识竞赛等活动，增强施工人员的安全意识和应急处理能力。采用虚拟现实（VR）技术，模拟安全事故场景，让施工人员身临其境感受事故危害，提高安全培训的效果和针对性。

四、结论

淤泥质河道清淤疏浚施工技术优化是一项系统工程，涉及设备选型、工艺改进、质量控制和安全管理等多个方面。通过合理选择适配设备、创新施工工艺、强化质量与安全管理等优化对策，能够有效解决当前施工中存在的问题，显著提升清淤疏浚施工效率与质量，减少二次污染，保障施工安全。在实际工程中，需结合河道具体情况，综合运用各项优化措施，并不断探索新技术、新方法，推动淤泥质河道清淤疏浚工程向高效化、环保化、智能化方向发展，为我国河道生态环境治理提供坚实的技术保障。同时，随着技术的不断进步，未来应加强跨学科研究，促进水利工程与材料科学、信息技术等学科的深度融合，进一步提升淤泥质河道清淤疏浚施工技术水平。

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