防污簾在吹填施工中的應用研究

王俊杰 陳河元 中交廣州航道局有限公司

1.前言

在傳統(tǒng)的航道整治施工過程中，由于疏浚土拋填、絞吸船攪動和吹填尾水的影響，施工產生的懸浮泥沙往往對周邊海水水質容易造成一定的影響，同時，因為疏浚吹填施工往往工程量較大、工期較緊，進行疏浚吹填作業(yè)的絞吸船多，排水口通常都處于排水壓力比較大的狀態(tài)，在此狀態(tài)下工程項目施工難以滿足合同履約工程中關于環(huán)境保護的要求，為減少懸浮泥沙的排放，降低對周邊海洋環(huán)境的不利影響，減輕施工過程中受環(huán)境保護和排污限制影響所帶來的進度壓力，有必要采取懸浮泥沙防治措施，降低排水口排污量及施工對周圍海域的污染。

2.工程概況

欽州港東航道擴建工程（擴建10萬噸級雙向航道）二期工程調整Ⅱ標段二次吹填工程量1606.3萬m3，其中含一期調整II標段、二期調整I標段覆蓋層疏浚土，三個標段需優(yōu)先供應南中轉坑吹填南納泥區(qū)，南納泥區(qū)溢流口位于圍堰西側，共兩組16個出水口，吹填過程中泥沙沉積，粒徑較小的泥沙難以在短時間沉積，隨水從溢流口排出，所以往往溢流水裹挾濃度較高的懸浮泥沙被排出，隨即擴散到周圍水域，對水環(huán)境和水生生物產生一定的影響，因此需要在溢流口出水位置布設防污簾，控制其擴散范圍。

根據(jù)《廣西壯族自治區(qū)海洋功能區(qū)劃（2011—2020年）》《廣西壯族自治區(qū)近岸海域環(huán)境功能區(qū)劃調整方案》等相關文件要求，南納泥區(qū)位于欽州港大欖坪港口、工業(yè)區(qū)（GX057DIV），水質保護目標為四類海水水質標準，本項目南納泥區(qū)懸浮泥沙防治目標是通過在南納泥區(qū)溢流口布設防污簾，保證外部水域懸浮泥沙含量（SSmg/L）不劣于四類海水水質標準。

3.制作安裝

3.1 防污簾選材

根據(jù)項目水流情況（水深、流速、流向）、風況（風速、風向）、波況、潮汐、攔截沉積物類型、粒徑，工期安排及絞吸船運動情況等因素，本項目南納泥區(qū)采取PVC浮體式防污簾，防污簾總鋪設長度約1900m，防污簾的簾布選取透水性好、抗拉性強的400g/m高強度土工布材料進行制作。

3.2 防污簾制作

為方便安裝施工，防污簾由若干個單元拼湊而成，每個單元簾布長20m、寬2.5m，可拆卸單獨運輸，每塊防污簾上均勻設有10個直徑0.3米，長1.2米的浮筒，在簾布底部與浮筒相應的位置設有10個沙袋配重。每塊防污簾的上下設置有高強度滌綸連接繩，兩端設置有相配合連接環(huán)扣，以方便兩塊防污簾通過繩子和鋼扣連接成整體，在兩塊防污簾搭接位置從上至下縫制有魔術貼，更好的使得兩塊防污簾成為一個整體，保證兩節(jié)防污簾間無縫隙，起到更好的防污效果，并且每隔20～40m設置一個錨固點拋錨固定，如圖1。

圖1 防污簾結構示意圖

3.3 防污簾的布置

南納泥區(qū)溢流口防污簾布置溢流口所在水域由于圍堰的存在，處于半封閉狀態(tài)，水流較為平緩，不利于懸浮泥沙的擴散，同時對防污簾布設也有利。但溢流口出水流速較高，懸浮泥沙含量較大，所以以往單層防污簾的方式并不適用，為有效控制懸浮泥沙擴散，工程采用雙層防污簾的布設模式，如圖2。

圖2 南納泥區(qū)溢流口防污簾布設示意圖

3.3.1 第一層防污簾布設

圖4 防污簾布設示意圖

首先在溢流口布設第一層防污簾，對溢流口形成半圓形包圍形狀。溢流口出水速度較高，出水流速約1.5-3m/s，實地勘查后測得出水沖擊距離約在50m左右，故出水直接影響范圍在半徑50m內，50m范圍外流速大幅減緩并開始與原水交換混合，形成混合區(qū)，懸浮泥沙開始自然沉降。如果防污簾按50m半徑布設出水可能直接沖擊防污簾，長時間沖擊對防污簾會造成損傷，影響防污效果，且形成的沖擊浪會直接翻越簾布影響到外圍。

考慮以上因素，同時為使懸浮泥沙能有充分的自然沉降時間，第一層防污簾設計半徑為100m，理論周長為314m。防污簾每節(jié)為20m，且考慮到漲落潮的因素，所以防污簾實際長度為320m+40m=360m（40m主要為防止落潮后部分防污簾擱淺于圍堰護岸造成包圍范圍變小的情況，影響防治效果），共需防污簾18節(jié)，為保持半圓形包圍形狀，需每隔40m放錨固定，需要固定錨17個，如圖3。

圖3 南納泥區(qū)溢流口防污簾設計示意圖

3.3.2 第二層防污簾布設

第一層防污簾可阻擋約60%—70%的懸浮泥沙擴散，在連續(xù)吹填作業(yè)下，有部分泥沙會從防污簾底部溢出，影響到其外圍，所以需要在外圍布設第二層防污簾。第一層和第二層防污簾之間區(qū)域為緩沖區(qū)，該區(qū)域的懸浮泥沙基本不受溢流口出水沖擊影響，擴散更加緩慢，沉降時間更長，基本不會擴散到第二層防污簾外，所以第二層防污簾外圍水域基本不受懸浮泥沙影響。

第二層防污簾將采用半圓形包圍形式，半徑為150m，理論周長為471m。防污簾每節(jié)為20m，且考慮到漲落潮的因素，所以防污簾實際長度為480m+40m=520m（40m主要為防止落潮后部分防污簾擱淺于圍堰護岸造成包圍范圍變小的情況，影響防治效果），共需防污簾26節(jié)，為保持半圓形包圍形狀，需每隔20m放錨固定，需要固定錨25個，如圖3。

3.4 防污簾安裝

（1）將防污簾及其他防污簾附件運送到利于防污簾下水拖帶的位置（使用工作船）；

（2）購置錨及相關配件，將錨墜、錨繩、起錨繩、系拉繩和浮漂等放到小工作船上；

（3）用繩帶、U型扣在排水口岸邊將防污簾連接成所需長度，按順序堆疊在指定區(qū)域，簾布堆疊時不要劃傷防污簾，不要扭絞,然后將防污簾兩段于岸上指定位置錨固；

（4）使用錨艇牽引配合岸上吊車吊運將防污簾牽引至水中預定位置，測量人員對預定的錨定位置定位測量，小工作船在預定位置布放配重錨墜，并將防污簾與錨墜鏈接好，固定防污簾的位置，定位防污簾后，檢查防污簾是否有扭結；

（5）防污簾布設后，實際情況（水流、水位等外部環(huán)境的影響）往往會出現(xiàn)與理想形狀不盡相同之處，例如出現(xiàn)弧形，反向弧形，變化不大位移等都屬正常現(xiàn)象，布設情況如圖四；

（6）布放完畢后，根據(jù)水深及潮位調整防污簾上的鎖緊繩，使防污簾的底端與海底保持適當?shù)目臻g，保證防污簾的正常使用；

（7）防污簾布設完成后定期巡視檢査，如出現(xiàn)破損情況及時修補，以免影響防污效果。

4.實施效果

4.1 南納泥區(qū)點位設置

本項目在南納泥區(qū)分別布設懸浮泥沙跟蹤監(jiān)測點，A1、A2、A3站點為第二層防污簾外圍，A4、A5站點為緩沖區(qū)，A6站點為混合區(qū)，A7站點為溢流口出水處，A8站點為導流溝，并設置遠離溢流口取參照點A9，點位示意圖見圖5，監(jiān)測指標為懸浮物（SS）（mg/L），分別于漲潮時段、落潮時段各進行1次取樣，并根據(jù)《近岸海域環(huán)境監(jiān)測規(guī)范（HJ442-2008）》取海面以下0.1～1m表層樣，如圖5。

圖5 南納泥區(qū)溢流口防污簾監(jiān)測點位圖

4.2 效果觀測

從航拍效果圖顯示，大部分懸浮泥沙被阻擋在第一層防污簾以內，有少量懸浮泥沙外泄到第一層防污簾外的混合區(qū)，第二層防污簾外基本沒有懸浮泥沙溢出，說明兩層防污簾的防治效果較好，如圖6。

圖6 航拍效果圖

4.3 監(jiān)測結果效果分析

監(jiān)測結果顯示南納泥區(qū)周圍海域SS本底值為10.5mg/L。溢流口第一層防污簾內混合區(qū)2個點位的SS值為42mg/L、40mg/L，SS增量為31.5mg/L、29.5mg/L。第一層防污簾與第二層防污簾間緩沖區(qū)2個點位的SS值為26mg/L、27mg/L，SS增量為15.5mg/L、16.5mg/L；南納泥區(qū)溢流口第二層防污簾外3個點位的SS值為19mg/L、21mg/L、22mg/L，SS增量為8.5mg/L、10.5mg/L、11.5mg/L，見圖7。

圖7 防污簾內外懸浮物濃度分布圖

根據(jù)該區(qū)域海水水質標準執(zhí)行四類水標準，懸浮物人為增量應小于100mg/L，監(jiān)測結果顯示防污簾外SS增量遠小于海水水質三類標準限制，說明防污簾對溢流口懸浮泥沙防治效果明顯。

5.結語

本工程對南納泥區(qū)溢流口布設了兩層防污簾，根據(jù)航拍觀測效果和監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示防污簾對南納泥區(qū)懸浮泥沙防治效果較好，防污簾外海水水質標準滿足功能區(qū)水質要求，因此，通過在航道整治項目中加強防污簾的應用能夠大大減少疏浚吹填作業(yè)過程中懸浮物的溢出，減少絞吸船施工對生態(tài)環(huán)境的影響和破壞，為綠色施工提供更有力的保障，此外，防污簾屬于易耗品，長期在水中可能會有破損、脫錨或連接處存在缺口的情況，應定期對防污簾進行觀測和維護，保證防污簾能有效攔截懸浮泥沙。