劉化江，伍福然，龐欣榮

(廣西冶金研究院， 廣西 南寧 530023)

0 引 言

淤泥是一種由粘土礦物等細(xì)微顆粒在粒間靜電力和分子引力的作用下，在河流、湖泊或海洋地區(qū)等緩慢的流水環(huán)境中沉積所形成的絮狀和蜂窩狀結(jié)構(gòu)物。同時(shí)淤泥也是一種含水率很高的工程垃圾土，其含水率為液限含水率的1.2～2.0倍，為流動(dòng)狀態(tài)，強(qiáng)度極低，不能直接被工程所用；由于顆粒細(xì)小，粘粒和有機(jī)質(zhì)含量高，滲透系數(shù)非常低，很難通過(guò)脫水固結(jié)的方法提高其強(qiáng)度[1]。

為了治理淤泥問(wèn)題研究出了一種淤泥固化技術(shù)，即向淤泥中摻入固化劑使之發(fā)生反應(yīng)并短時(shí)間內(nèi)使固化淤泥的土工力學(xué)性能得到大幅提高的技術(shù)[2]。目前固化技術(shù)在國(guó)內(nèi)外已大量運(yùn)用于基礎(chǔ)工程、道路工程、水利工程以及垃圾固化等方面[3]。應(yīng)用于堆渣場(chǎng)底部厚淤泥治理尚無(wú)文獻(xiàn)介紹，本文對(duì)此進(jìn)行了一些探索研究。

1 工程概況

某電解鎳廢渣場(chǎng)共分3個(gè)部分，自西向東依次為：1號(hào)渣場(chǎng)、2號(hào)渣場(chǎng)和3號(hào)渣場(chǎng)，渣場(chǎng)平面布置如圖1所示。1號(hào)渣場(chǎng)最終堆積標(biāo)高約+60 m，3號(hào)渣場(chǎng)最終堆積標(biāo)高約+40 m；2號(hào)渣場(chǎng)已筑壩兩座，原為泥塘，未有堆渣，其淤泥主要因1號(hào)渣場(chǎng)和3號(hào)渣場(chǎng)的廢渣滲濾液均流入該泥塘，并在此經(jīng)沉淀后外排至場(chǎng)外集水池所致。

為了電解鎳冶煉廠持續(xù)產(chǎn)出的廢渣有場(chǎng)地進(jìn)行堆放，現(xiàn)將泥塘改為2號(hào)渣場(chǎng)進(jìn)行堆渣，泥塘內(nèi)的水經(jīng)抽干后發(fā)現(xiàn)塘底淤泥厚約4～6 m，且淤泥部分表面有深約1 m的積水。2號(hào)渣場(chǎng)內(nèi)的淤泥分布情況見(jiàn)圖2。

圖1 渣場(chǎng)平面布置

圖2 2號(hào)渣場(chǎng)內(nèi)淤泥分布情況

2號(hào)渣場(chǎng)底部淤泥較厚且量大，據(jù)估算約有10萬(wàn)m3，其淤泥具有粒徑小、含水量大、分布面積廣且流動(dòng)性大等特征，同時(shí)原泥塘部分水由電解冶煉廠排入，雖然所排放的固體廢物滲濾水已達(dá)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)，但淤泥中仍含有一定的毒害元素。由于2號(hào)渣場(chǎng)底部厚淤泥的存在以及其中所含的毒害成分，在2號(hào)渣場(chǎng)進(jìn)行堆渣必須要對(duì)其底部的厚淤泥進(jìn)行相應(yīng)的處理。

2 厚淤泥處理技術(shù)

2.1 常見(jiàn)的淤泥處理方法

國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的淤泥處理方法主要有脫水、熱處理以及固化處理等[1]。

(1) 脫水處理。通過(guò)自然晾曬、機(jī)械脫水等物理方法減少淤泥中多余的水分以提高其土工性質(zhì)。自然晾曬主要適用于少量淤泥處理的情況，經(jīng)濟(jì)性好，但受場(chǎng)地和日照等因素影響較大。機(jī)械脫水法國(guó)外應(yīng)用較多，多為工廠固定式處理，投資成本較高，但脫水效率低，為滿足工程要求一般需進(jìn)行二次處理。

(2) 熱處理。通過(guò)高溫?zé)Y(jié)或熔融的方法將淤泥中粘土粒燒制成磚瓦作為建材使用，可以燒制成陶粒作為凈化水的填料，同時(shí)也可以和鐵粉以及石灰石一起制成硅酸鹽水泥。淤泥熱處理產(chǎn)品附加值高，但需要大型固定式的處理工廠，而且其處理能力有限，不適合大量淤泥短時(shí)間處理的情況。

(3) 固化處理。通過(guò)向淤泥中摻入固化材料，經(jīng)攪拌、養(yǎng)護(hù)使之與水和淤泥發(fā)生一系列的物化反應(yīng)，固化后的淤泥其強(qiáng)度和穩(wěn)定性都得到大幅提高。

2.2 渣場(chǎng)淤泥處理方法的選取

由于2號(hào)場(chǎng)地淤泥具有層厚、量大、分布面積廣、含水量高、流動(dòng)性大等特點(diǎn)，如果對(duì)2號(hào)場(chǎng)直接進(jìn)行堆渣，淤泥因強(qiáng)度極低而毫無(wú)承載力，隨著尾渣不斷堆放，淤泥必會(huì)上浮流動(dòng)，將給初期壩及其下游建構(gòu)物和人員造成較大的安全隱患，同時(shí)也會(huì)造成不能運(yùn)輸排渣和布設(shè)排水構(gòu)筑物困難等問(wèn)題，最后導(dǎo)致廢渣無(wú)處堆放進(jìn)而影響電解鎳冶煉的正常生產(chǎn)。

第三方物流正在逐步改變傳統(tǒng)的單一功能的運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)發(fā)展方式。本文首先對(duì)第三方物流發(fā)展的意義和背景進(jìn)行探討。再根據(jù)實(shí)際情況以上海誠(chéng)達(dá)物流公司為例進(jìn)行深度研究，發(fā)現(xiàn)該企業(yè)待改進(jìn)的方面。以第三方物流的特點(diǎn)和類型來(lái)對(duì)上海誠(chéng)達(dá)物流的運(yùn)輸環(huán)節(jié)來(lái)分析，提出運(yùn)輸業(yè)務(wù)管理流程的優(yōu)化、路徑優(yōu)化、合理安排車(chē)輛和人員等改進(jìn)意見(jiàn)。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展并綜合分析相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，得出主要結(jié)論，采用的信息化的方式才能使第三物流企業(yè)就針對(duì)運(yùn)輸環(huán)節(jié)更佳專業(yè)化、個(gè)性化、信息化，能夠與客戶之間建立起長(zhǎng)期合作關(guān)系，達(dá)到戰(zhàn)略聯(lián)盟。面向社會(huì)化的第三方物流企業(yè)，才能在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中，整合社會(huì)資源，充分利用。

由于電鎳冶煉企業(yè)具有連續(xù)生產(chǎn)的特點(diǎn)，以及目前并無(wú)其它場(chǎng)地來(lái)堆放不斷產(chǎn)出的廢渣，同時(shí)2號(hào)場(chǎng)內(nèi)淤泥取出后也無(wú)場(chǎng)地進(jìn)行處理等緊迫性問(wèn)題，所以在處理2號(hào)場(chǎng)內(nèi)淤泥問(wèn)題時(shí)應(yīng)選用一種處理時(shí)間短、對(duì)生產(chǎn)影響小、工藝簡(jiǎn)單而又切合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的處理方式。

基于固化處理主要特點(diǎn)：

(1)經(jīng)水化作用后淤泥中含水量有效降低；

(2)將污染物包裹在淤泥固化土中，使其不易溶出擴(kuò)散；

(3)可將大量淤泥短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化為工程用土；

(4)不同固化材料的配比其固化淤泥的性質(zhì)不同，可滿足不同的工程要求。

綜合比較后選擇對(duì)該泥塘厚淤泥進(jìn)行固化處理。

2.3 淤泥固化劑及其摻入比

由于不同地區(qū)的淤泥成分以及含水量各有不同，所以2號(hào)渣場(chǎng)淤泥的固化劑配比應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析確定，其主要程序如下：

(1) 測(cè)定場(chǎng)底淤泥的含水量、粘土成分和有機(jī)質(zhì)含量。

(2) 配制固化劑：考慮到固化劑獲取的難易程度，固化劑的主要成分為水泥和石灰，水泥與石灰的重量比為1∶1～4∶1；廢石膏用作減水劑，為水泥和石灰質(zhì)量之和的1%～8%；粉砂或粉煤灰作為膠結(jié)料(骨料)，用量為水泥和石灰質(zhì)量之和的3%～5%。

(3) 確定固化劑的摻入比：固化劑的摻入比一般控制在5%～20%，即在淤泥中分別摻入：5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%的固化劑，分別進(jìn)行制樣，測(cè)定凝固時(shí)間，并測(cè)定養(yǎng)護(hù)7、14 d和28 d的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，按最優(yōu)性價(jià)比最終確定固化劑的摻入比。

(4) 渣場(chǎng)進(jìn)行淤泥固化施工之前一定要進(jìn)行固化配比實(shí)驗(yàn)，找出不同養(yǎng)護(hù)齡期的固化劑的最佳摻入比，使之得到最優(yōu)固化效果。

(5) 渣場(chǎng)淤泥固化施工：采用噴漿機(jī)將配制好的固化材料噴射到淤泥內(nèi)進(jìn)行攪拌固化處理。

2.4 渣場(chǎng)淤泥固化施工

(1) 施工工序。2號(hào)渣場(chǎng)總體采用固化方法對(duì)淤泥進(jìn)行處理，其工序?yàn)椋喝鎳鷶n堆渣縮小淤泥范圍→淤泥滲濾脫水→拌合固化材料→噴漿注射固化材料→攪拌均勻→淤泥固化養(yǎng)護(hù)→固化淤泥之上堆渣。

(2) 施工機(jī)械。施工機(jī)械設(shè)備選用攪拌固化材料的單軸攪拌機(jī)、固化材料自動(dòng)供給機(jī)、空壓機(jī)、噴漿機(jī)、淤泥固化攪拌機(jī)。噴射槍由長(zhǎng)鋼管制作而成，一端用軟管與噴漿機(jī)相連接，另一端封閉，并在鋼管上鉆鑿不規(guī)律分布的6個(gè)直徑Φ20 mm的圓孔作注射孔。

(3) 施工工藝。為了2號(hào)場(chǎng)地初期壩體及其下游生產(chǎn)設(shè)施的安全，由初期壩側(cè)以堆積壩形式來(lái)堆放廢渣，當(dāng)堆積壩高出初期壩體約4 m左右時(shí)，再?gòu)?號(hào)場(chǎng)地北側(cè)、東側(cè)及初期壩體側(cè)三面開(kāi)始向渣場(chǎng)內(nèi)堆渣，將渣場(chǎng)底部淤泥趕往渣場(chǎng)西側(cè)滲濾井處(每隔3 m垂距在淤泥中設(shè)一層滲濾管網(wǎng))，使得堆渣坡度為周?chē)咧虚g低，以利于渣場(chǎng)中廢水滲入滲濾井由深井潛水泵排出，待淤泥面積縮小到一定范圍以及淤泥中的水滲濾脫水到一定程度后，向淤泥中噴射固化材料并用攪拌機(jī)攪拌均勻，使固化材料和淤泥進(jìn)行充分混合，最后讓淤泥凝結(jié)固化并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理。

3 討 論

在目前的淤泥處理方式中，一般將淤泥進(jìn)行疏浚再添加固化劑進(jìn)行攪拌固化處理，但2號(hào)渣場(chǎng)因限于場(chǎng)地、時(shí)間等因素采用了場(chǎng)底淤泥就地噴漿固化處理?，F(xiàn)就渣場(chǎng)淤泥固化處理施工中的某些做法進(jìn)行分析探討。

(1) 如何向淤泥中準(zhǔn)確噴射入最佳配比的固化材料。因渣場(chǎng)淤泥數(shù)量一定，只需均勻向淤泥中噴射入其總重量最佳摻入比的固化劑即可。但淤泥數(shù)量估算必然存有誤差，且考慮到噴射攪拌施工時(shí)的不均勻性，為得到更好的固化效果，可在施工中噴入大于最佳摻入比2%～3%的固化劑。

(2) 淤泥固化施工中的噴射攪拌問(wèn)題。由于噴射孔不規(guī)則分布，且噴射壓力較大，淤泥噴射過(guò)程中反復(fù)旋轉(zhuǎn)噴射已使得固化材料噴射得很均勻，但為了得到最佳固化效果，還應(yīng)使用攪拌機(jī)械進(jìn)行深層、均勻攪拌。

4 結(jié) 論

2號(hào)渣場(chǎng)淤泥量約10萬(wàn) m3，與清淤并運(yùn)至別處存放相比，固化處理每立方米淤泥可節(jié)省資金約6.5元，共節(jié)省65萬(wàn)資金，此外還可解決因存放淤泥產(chǎn)生的場(chǎng)地費(fèi)以及環(huán)保費(fèi)等。由于淤泥固化具有用時(shí)短、工藝簡(jiǎn)單、邊堆渣邊固化等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)渣場(chǎng)堆渣和電解鎳冶煉的正常生產(chǎn)影響不大。

渣場(chǎng)底部厚淤泥的就地固化處理，不僅可以節(jié)省大量的清淤、運(yùn)輸費(fèi)用，而且也解決了淤泥存放場(chǎng)地的問(wèn)題，又可以將淤泥中的有害成分固結(jié)在場(chǎng)底固化層中使其不易溶出，同時(shí)固化淤泥的低滲透性還可降低上部廢渣的滲濾水對(duì)地下水源的潛在污染危害。綜上所述，淤泥固化處理其經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益明顯。

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