溫藝燦

摘要：福州市地鐵2號線在項目建設過程中產(chǎn)生大量的淤泥土，占用場地且造成環(huán)境污染，對施工成本和進度造成較大的影響，為解決這一問題，決定對淤泥進行固化改良再利用。經(jīng)過實際應用，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，決定對淤泥進行固化改良再利用。在實際應用前，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/無機復合類、KZJ- CPS1無機類、KZJ-T/無機復合類三種固化劑，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行多個齡期的CBR和酸堿值試驗，以了解固化土的力學性能和土質(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小顆粒形成團粒，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，更好的促進這種復合的膠凝效應，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行詳細調(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/無機復合類、KZJ- CPS1無機類、KZJ-T/無機復合類三種固化劑;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)指標要求，對固化改良后的淤泥土進行7天、14天和28天三個不同齡期的CBR值進行試驗檢測，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值指標進行試驗檢測，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 標準規(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)指標分析、總結(jié)

從表2中可見，KZJ-F和KZJ-T無機復合類固化劑摻量在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：當摻量60kg/m3時，pH值為10.1;當摻量80kg/m3時，pH值為10.6;當摻量90kg/m3時，pH值為11.0;當摻量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準車站的規(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，不利于施工推進等問題，也為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益，更為企業(yè)日后承接類似工程且需要對淤泥土進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通過試驗室的試驗比對來確定。

參考文獻：

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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）