溫藝燦

摘要：福州市地鐵2號線在項目建設(shè)過程中產(chǎn)生大量的淤泥土，占用場地且造成環(huán)境污染，對施工成本和進(jìn)度造成較大的影響，為解決這一問題，決定對淤泥進(jìn)行固化改良再利用。經(jīng)過實際應(yīng)用，獲得良好效果。

關(guān)鍵詞：淤泥;固化;試驗;分析與總結(jié)

前言

福州市地鐵2號線在項目建設(shè)過程中，產(chǎn)生大量的廢棄淤泥土，其含水率高，在60%～110%之間波動，流動性強，呈高壓縮性，承載力低，比重在1.60g/cm3左右，對淤泥土的運輸和排放造成困難，大量占用施工場地并對環(huán)境造成污染。為解決這一問題，決定對淤泥進(jìn)行固化改良再利用。在實際應(yīng)用前，經(jīng)過與淤泥土改良分包方深入探討和研究，采納其推薦，選取具有代表性的3個土樣，分別摻加KZJ-F/無機復(fù)合類、KZJ- CPS1無機類、KZJ-T/無機復(fù)合類三種固化劑，固化劑的摻量采用推薦摻量，含水率越高，摻量越高，含水率越低，摻量越低。對摻加固化劑后的改良土進(jìn)行多個齡期的CBR和酸堿值試驗，以了解固化土的力學(xué)性能和土質(zhì)的酸堿度，為工程項目淤泥土固化施工提供數(shù)據(jù)。

1 淤泥固化基本原理

向淤泥摻入適量的固化劑并攪拌均勻，使固化劑與淤泥發(fā)生水化、水解反應(yīng)生成各種水化膠凝產(chǎn)物。膠凝物在凝結(jié)的同時包裹淤泥中的細(xì)小顆粒形成團(tuán)粒，形成由水化膠凝物為主的骨架結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生一定的強度和穩(wěn)定性。固化劑本身具有較高的強度和硬度，其顆粒與淤泥顆粒相互填充，發(fā)生水化后相互搭接形成緊密堆積結(jié)構(gòu);固化劑顆粒的未水化部分在水化產(chǎn)物之間還可起到強有力的“微集料填充”和“骨架支撐”作用。再利用激發(fā)劑有效活性激發(fā)成分，更好的促進(jìn)這種復(fù)合的膠凝效應(yīng)，可保留部分活性成分，在較長時間內(nèi)穩(wěn)定的增加強度。經(jīng)過物理壓實后它能表現(xiàn)出良好的整體強度，較強的水穩(wěn)性，可作為一種優(yōu)良的地基回填材料使用。

2 土樣

通過對多個車站站點進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查和鑒別，發(fā)現(xiàn)棄土主要有淤泥質(zhì)粘土和粉質(zhì)粘土，其中需進(jìn)行固化改良的淤泥質(zhì)土含水量變化較大，在60%～110%之間。本次通過現(xiàn)場抽樣，最終選擇3個比較有代表性的淤泥土進(jìn)行固化改良試驗，固化改良試驗前的淤泥土通過室內(nèi)試驗檢測，具體情況如下表：

3 固化劑選用和摻量

根據(jù)推薦，選用KZJ-F/無機復(fù)合類、KZJ- CPS1無機類、KZJ-T/無機復(fù)合類三種固化劑;摻量依據(jù)土的含水率選定（一般在60～100kg/m3）：土1的摻量分別按60kg/m3和80kg/m3，土2的摻量按90kg/m3，土3的摻量按100kg/m3。

4檢測依據(jù)和檢測項目

為淤泥土改良后能夠就地再利用，本文依據(jù)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》JTGF10-2006和《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》CJJ1-2008中對路基回填材料最小強度的技術(shù)指標(biāo)要求，對固化改良后的淤泥土進(jìn)行7天、14天和28天三個不同齡期的CBR值進(jìn)行試驗檢測，同時結(jié)合工程用土中環(huán)境對土質(zhì)酸堿度的要求，對pH值指標(biāo)進(jìn)行試驗檢測，檢測方法參考采用《公路土工試驗規(guī)程》JTGE40—2007。

5 試驗結(jié)果匯總與分析

5.1 改良后的試驗結(jié)果匯總，如下表

5.2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定

查閱比對《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》JTGF10-2006和《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》CJJ1-2008，兩本規(guī)范對路基填料最小強度規(guī)定基本相同，詳見下表：

5.3 技術(shù)指標(biāo)分析、總結(jié)

從表2中可見，KZJ-F和KZJ-T無機復(fù)合類固化劑摻量在60～100kg/m3時，淤泥土通過改良（固化）后的CBR值難于達(dá)到路基填料最小強度的技術(shù)要求，故本次固化改良方案不考慮采用。不論淤泥土的含水率如何變化，KZJ-CPS1無機類固化劑摻量在60～100kg/m？時，淤泥土通過固化劑的改良（固化）后，固化土的CBR值均可達(dá)路基填料最小強度的技術(shù)要求。此外，從表2中還可見，改良前淤泥土的pH值為9.2，摻KZJ-CPS1無機類固化劑改良后：當(dāng)摻量60kg/m3時，pH值為10.1;當(dāng)摻量80kg/m3時，pH值為10.6;當(dāng)摻量90kg/m3時，pH值為11.0;當(dāng)摻量100kg/m3時，pH值為11.4，隨著固化劑摻量的增加，改良土的pH值逐步增加。但隨著時間的增長，受空氣中二氧化碳的影響，改良土的堿性逐漸降低，28天檢測時的pH值分別為6.8、7.0、7.1和7.2，已接近中性，對土質(zhì)環(huán)境沒有明顯的不良影響，甚至可用于植物綠化用土。結(jié)合表2的兩個技術(shù)指標(biāo)的試驗結(jié)果和表3的相關(guān)規(guī)定，說明淤泥土是可以改良再利用，淤泥土的含水率越高，固化劑摻量越多，改良成本越大，含水率越低，則反之;也說明采用KZJ-CPS1無機類固化劑對淤泥土進(jìn)行固化改良后可作為公路路基、圍墾隔堤、堆場等各類回填土就地使用。

5.4 成本分析

福州地鐵二號線的標(biāo)準(zhǔn)車站的規(guī)格（包含地連墻）：長×寬×高=202m×20m×18m，出土總方量為202m×20m×18m=72720m3，開挖去淤時間約5個月;隧洞的直徑為6.3米，平均區(qū)間長度約1100米，單洞出土總方量約為3.15m×3.15m×π×1100m=34289 m3，正常每天（盾構(gòu)）進(jìn)尺約7.2米/6環(huán)，單洞盾構(gòu)施工工期約6個月（含洞口施工）;出土排淤施工總工期約為5個月+6個月×2=17個月;出土排淤總方量約為72720 m3+34289 m3×2=141298 m3。

因福州屬于省會城市，地鐵建設(shè)施工地點基本位于市中心，政府主管單位對環(huán)境污染管控特別嚴(yán)格，而地鐵施工排出的淤泥土若不經(jīng)固化處理，無法直接外運排放，只能租用場地（面積約1200m2）存放待自然風(fēng)干后，再運輸?shù)街付ㄅ欧劈c排放，且日后車站頂部回填還得外購回填土。未固化淤泥土直接排放和淤泥土固化改良就地使用費用成本計算，見以下兩表：

從表4可見，未固化淤泥土直接排放費用成本為123.77元/m3，從表5可見，淤泥土固化改良就地使用費用成本為47.22元/m3，兩者成本相差76.55元/m3，單一站一區(qū)間的淤泥排放處理就可節(jié)省成本約76.55×141298≈1080萬元，且不包含日后車站頂部回填外購回填土產(chǎn)生的費用成本。

6結(jié)語

本次淤泥土固化改良的方案最終得到順利實施運用，不僅解決了淤泥土占用大量場地，對環(huán)境造成污染，不利于施工推進(jìn)等問題，也為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，更為企業(yè)日后承接類似工程且需要對淤泥土進(jìn)行固化改良施工提供參考，同時也說明了淤泥土改良選用固化劑的類別和摻量應(yīng)通過試驗室的試驗比對來確定。

參考文獻(xiàn)：

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[4]《新型固化劑與水泥混合料固化紅層土水穩(wěn)定性試驗研究》 學(xué)術(shù)期刊 《新型建筑材料》2017年8期.

（作者單位：中交三航局廈門分公司）