1. 水下清淤: 抓斗式清淤、 泵吸式清淤、 普通絞吸式清淤

水下清淤一般指將清淤機具裝備在船上， 由清淤船作為施工平臺在水面上操作清淤設備將淤泥開挖， 并通過管道輸送系統(tǒng)輸送到岸上堆場中。 水下清淤有以下幾種方法。

a． 抓斗式清淤: 利用抓斗式挖泥船開挖河底淤泥， 通過抓斗式挖泥船前臂抓斗伸入河底，利用油壓驅動抓斗插入底泥并閉斗抓取水下淤泥， 之后提升回旋并開啟抓斗， 將淤泥直接卸入靠泊在挖泥船舷旁的駁泥船中， 開挖、 回旋、 卸泥循環(huán)作業(yè)。 清出的淤泥通過駁泥船運輸至淤泥堆場， 從駁泥船卸泥仍然需要使用岸邊抓斗， 將駁船上的淤泥移至岸上的淤泥堆場中。

抓斗式清淤適用于開挖泥層厚度大、 施工區(qū)域內障礙物多的中、 小型河道， 多用于擴大河道行洪斷面的清淤工程。 抓斗式挖泥船靈活機動， 不受河道內垃圾、 石塊等障礙物影響， 適合開挖較硬土方或夾帶較多雜質垃圾的土方; 且施工工藝簡單， 設備容易組織， 工程投資較省，施工過程不受天氣影響。 但抓斗式挖泥船對極軟弱的底泥敏感度差， 開挖中容易產生“掏挖河床下部較硬的地層土方， 從而泄露大量表層底泥， 尤其是浮泥” 的情況; 容易造成表層浮泥經(jīng)攪動后又重新回到水體之中。 根據(jù)工程經(jīng)驗［3-5］ ， 抓斗式清淤的淤泥清除率只能達到 30% 左右， 加上抓斗式清淤易產生浮泥遺漏、 強烈擾動底泥， 在以水質改善為目標的清淤工程中往往無法達到原有目的。

b． 泵吸式清淤: 也稱為射吸式清淤， 它將水力沖挖的水槍和吸泥泵同時裝在 1 個圓筒狀罩子里， 由水槍射水將底泥攪成泥漿， 通過另一側的泥漿泵將泥漿吸出， 再經(jīng)管道送至岸上的堆場， 整套機具都裝備在船只上， 一邊移動一遍清除。 而另一種泵吸法是利用壓縮空氣為動力進行吸排淤泥的方法， 將圓筒狀下端有開口泵筒在重力作用下沉入水底， 陷入底泥后， 在泵筒內施加負壓， 軟泥在水的靜壓和泵筒的真空負壓下被吸入泵筒。 然后通過壓縮空氣將筒內淤泥壓入排泥管， 淤泥經(jīng)過排泥閥、 輸泥管而輸送至運泥船上或岸上的堆場中。

泵吸式清淤的裝備相對簡單， 可以配備小中型的船只和設備， 適合進入小型河道施工。 一般情況下容易將大量河水吸出， 造成后續(xù)泥漿處理工作量的增加。 同時， 我國河道內垃圾成分復雜、 大小不一， 容易造成吸泥口堵塞的情況發(fā)生。

c． 普通絞吸式清淤: 普通絞吸式清淤主要由絞吸式挖泥船完成。 絞吸式挖泥船由浮體、 鉸絞刀、 上吸管、 下吸管泵、 動力等組成。 它利用裝在船前的橋梁前緣絞刀的旋轉運動， 將河床底泥進行切割和攪動， 并進行泥水混合， 形成泥漿， 通過船上離心泵產生的吸入真空， 使泥漿沿著吸泥管進入泥泵吸入端， 經(jīng)全封閉管道輸送(排距超出挖泥船額定排距后， 中途串接接力泵船加壓輸送) 至堆場中。

普通絞吸式清淤適用于泥層厚度大的中、 大型河道清淤。 普通絞吸式清淤是一個挖、 運、 吹一體化施工的過程， 采用全封閉管道輸泥， 不會產生泥漿散落或泄漏; 在清淤過程中不會對河道通航產生影響， 施工不受天氣影響， 同時采用 GPS 和回聲探測儀進行施工控制， 可提高施工精度。 普通絞吸式清淤由于采用螺旋切片絞刀進行開放式開挖， 容易造成底泥中污染物的擴散， 同時也會出現(xiàn)較為嚴重的回淤現(xiàn)象。 底泥清除率一般在 70%左右。 另外， 吹淤泥漿濃度偏低， 導致泥漿體積增加， 會增大淤泥堆場占地面積。

2. 環(huán)保清淤

環(huán)保清淤包含兩個方面的含義， 一方面指以水質改善為目標的清淤工程， 另一方面則是在清淤過程中能夠盡可能避免對水體環(huán)境產生影響。 環(huán)保清淤的特點有: ①清淤設備應具有較高的定位精度和挖掘精度， 防止漏挖和超挖， 不傷及原生土; ②在清淤過程中，防止擾動和擴散， 不造成水體的二次污染， 降低水體的混濁度， 控制施工機械的噪音，不干擾居民正常生活; ③淤泥棄場要遠離居民區(qū)， 防止途中運輸產生的二次污染。

環(huán)保絞吸式清淤是目前的環(huán)保清淤方式， 適用于工程量較大的大、 中、 小型河道、湖泊和水庫， 多用于河道、 湖泊和水庫的環(huán)保清淤工程。 環(huán)保絞吸式清淤是利用環(huán)保絞吸式清淤船進行清淤。 環(huán)保絞吸式清淤船配備專用的環(huán)保絞刀頭， 清淤過程中， 利用環(huán)保絞刀頭實施封閉式低擾動清淤， 開挖后的淤泥通過挖泥船上的大功率泥泵吸入并進入輸泥管道， 經(jīng)全封閉管道輸送至卸泥區(qū)。

環(huán)保絞吸式清淤船配備專用的環(huán)保絞刀頭具有防止污染淤泥泄漏和擴散的功能， 可以疏浚薄的污染底泥而且對底泥擾動小， 避免了污染淤泥的擴散和逃淤現(xiàn)象， 底泥清除率可達到 95% 以上; 清淤濃度高， 清淤泥漿質量分數(shù)達 70% 以上， 一次可挖泥厚度為 20～110 cm。 同時環(huán)保絞吸式挖泥船具有高精度定位技術和現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)， 通過模擬動畫，可直觀地觀察清淤設備的挖掘軌跡; 高程控制通過挖深指示儀和回聲測深儀， 精確定位絞刀深度， 挖掘精度高。

淤泥固化技術處理

清淤泥漿的初始含水率一般在 80% 以上， 而淤泥的顆粒極細小， 黏粒含量都在 20%以上， 這使得泥漿在堆場中沉積速度非常緩慢， 固結時間很長。 吹淤后的淤泥堆場在落淤后的兩三年時間內只能在表面形成 20 cm 左右厚的天然硬殼層， 而下部仍然為流態(tài)的淤泥， 含水率仍在1. 5 倍液限以上， 進行普通的地基處理難度很大。 堆場表層處理技術則是利用淤泥堆場原位固化處理技術， 人為地在淤泥堆場表面快速形成一層人工硬殼層， 人工硬殼層具有一定的強度和剛度， 滿足小型機械的施工要求， 可以進行排水板鋪設和堆載施工， 從而方便對堆場進一步的處理。 人工硬殼層的設計是表層處理技術的關鍵， 主要考慮后續(xù)施工的要求， 結合下部淤泥的性質， 通過試驗和模擬確定硬殼層的強度參數(shù)和設計厚度， 人工硬殼層技術又往往和淤泥固化技術相結合形成固化淤泥人工硬殼層， 也可以利用聚苯乙烯泡沫塑料(EPS) 顆粒形成輕質人工硬殼層則效果更佳。