馬晉

上海建工集團(tuán)股份有限公司 上海 200080

1 概述

隨著國(guó)家和社會(huì)對(duì)環(huán)保問(wèn)題的日益重視，城市污染企業(yè)愈來(lái)愈少，原廠址更新為符合環(huán)保和城市發(fā)展要求的商業(yè)綜合體。原工業(yè)排放的大量“三廢”輸入地下，嚴(yán)重破壞了地下生態(tài)平衡，土壤和地下水的隱蔽不可見(jiàn)性、地質(zhì)復(fù)雜性和自凈能力難判性導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境修復(fù)的復(fù)雜性甚至永遠(yuǎn)無(wú)法恢復(fù)。為保證工程保質(zhì)保量保工期地交付，基坑施工和污染物治理往往需要同步進(jìn)行，這個(gè)復(fù)雜綜合的施工過(guò)程需要同時(shí)考慮基坑安全和人員健康防護(hù)。因此，原化工場(chǎng)地再開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)控研究對(duì)于城市更新具有非常重要的意義。本文將以上海某在建項(xiàng)目為工程背景有效結(jié)合了深基坑施工技術(shù)和污染物治理技術(shù)。

2 工程概況

2.1 場(chǎng)地簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目應(yīng)城市更新需求建設(shè)大型商業(yè)綜合體，建筑總面積為43萬(wàn)m2，基坑總面積63300m2，分為5個(gè)分區(qū)基坑，普遍挖深20.85m，圍護(hù)形式為0.8m/1.2m厚地下連續(xù)墻和五道混凝土支撐。該場(chǎng)地自上世紀(jì)50年代為化工廠和金屬元件廠所在地，20世紀(jì)初應(yīng)城市更新的環(huán)保要求，上述工廠拆除、場(chǎng)地閑置。后通過(guò)環(huán)保方案評(píng)審，本場(chǎng)地開(kāi)展了場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查研究并委托環(huán)境治理專業(yè)單位進(jìn)行了地下5m以上的表層土污染物原位凈化處理，包含重金屬、揮發(fā)性（VOC）及半揮發(fā)性有機(jī)污染物（sVOC）。然而，在分區(qū)基坑開(kāi)挖至第三道支撐（地面以下約10m）發(fā)現(xiàn)超出風(fēng)險(xiǎn)可接受水平的污染物。為了保證基坑和周邊環(huán)境安全以及施工作業(yè)人員健康，后續(xù)基坑施工須與污染物治理同步進(jìn)行，這成為了亟待解決的施工難題。

2.2 總體技術(shù)路線

場(chǎng)地環(huán)境初步調(diào)查和詳細(xì)調(diào)查報(bào)告顯示三個(gè)分區(qū)基坑局部區(qū)域存在4~8m的污染水和污染土，鑒于這三個(gè)分區(qū)基坑的地下連續(xù)墻已經(jīng)完成，場(chǎng)地內(nèi)污染物防控模式已無(wú)法采用圍護(hù)結(jié)構(gòu)阻隔模式。兩個(gè)分區(qū)已經(jīng)開(kāi)挖至10m左右深度，長(zhǎng)達(dá)7個(gè)月的污染水和污染土原位處理無(wú)法保證長(zhǎng)期閑置的基坑安全。因此，綜合考慮基坑和周邊環(huán)境安全以及污染物治理合理性，本項(xiàng)目研究并采用了局部污染區(qū)域分層分塊開(kāi)挖—污染物異位處理的模式。

3 污染物治理

場(chǎng)地環(huán)境初步調(diào)查和詳細(xì)調(diào)查報(bào)告中基坑內(nèi)污染物主要是苯、氯苯和二氯苯為主的揮發(fā)性有機(jī)氣體，基坑施工過(guò)程中穿插進(jìn)行的污染物治理工作主要有污染土修復(fù)、污染水凈化和基坑內(nèi)空氣更新三項(xiàng)工作。

3.1 污染水凈化

基坑開(kāi)挖須先行進(jìn)行疏干降水，場(chǎng)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)分區(qū)基坑內(nèi)部分區(qū)域存在污染水。本項(xiàng)目結(jié)合污染水邊界和基坑原疏干井布置圖，重命名或增設(shè)污染疏干井、污染邊界觀察井和正常疏干井。為控制污染水流動(dòng)擴(kuò)大污染范圍，疏干井運(yùn)行總體原則為污染井由中心向四周輻射逐次開(kāi)啟，通過(guò)污染邊界觀察井的水位監(jiān)測(cè)情況，再開(kāi)啟正常疏干井。污染水經(jīng)專用管道進(jìn)入凈化水池進(jìn)行化學(xué)氧化還原，經(jīng)第三方檢測(cè)合格后方可納管排放。正常疏干井抽提的坑內(nèi)水經(jīng)PID設(shè)備檢測(cè)無(wú)異常后直接排入市政管網(wǎng)。值得注意的是，若遇到雨季，雨水接觸污染土后，須PID監(jiān)測(cè)和雨水抽檢PH值，若指標(biāo)符合環(huán)保要求可直接排入市政管網(wǎng)，否則需轉(zhuǎn)入凈化水池按污染水處理。

3.2 污染土修復(fù)

污染土挖運(yùn)前根據(jù)場(chǎng)地調(diào)查報(bào)告再進(jìn)一步抽檢，對(duì)于污染邊界內(nèi)的土壤進(jìn)一步細(xì)分，預(yù)檢出污染較重的土壤區(qū)域和污染較輕的土壤區(qū)域，分別制定了熱脫附和化學(xué)氧化還原兩種針對(duì)性的異位修復(fù)方式。其中，熱脫附修復(fù)成本高，每日修復(fù)量約為100立方，化學(xué)氧化還原修復(fù)成本低，每日修復(fù)量約為400立方，這樣合理搭配的污染土修復(fù)方式有效節(jié)約了修復(fù)成本和修復(fù)時(shí)間，又能保證污染土的接受能力，對(duì)于控制基坑變形非常有利。修復(fù)后的待檢土經(jīng)第三方檢驗(yàn)合格后二次轉(zhuǎn)運(yùn)至渣土接收點(diǎn)。

3.3 基坑內(nèi)空氣更新

鑒于污染物以揮發(fā)性有機(jī)物為主，基坑開(kāi)挖的人工機(jī)械擾動(dòng)會(huì)導(dǎo)致基坑內(nèi)污染物濃度升高，危害人體健康。為此，設(shè)置基坑內(nèi)空氣更新系統(tǒng)，主要包括大功率風(fēng)機(jī)、碳吸附凈化箱、風(fēng)管和煙囪等。大功率排風(fēng)機(jī)與碳吸附凈化箱安裝于基坑棧橋上，排風(fēng)主管道采用鍍鋅鐵皮材質(zhì)，沿格構(gòu)柱由地面接至第三道支撐梁上，再由第三道支撐梁的水平干管與各支管連接，接至每個(gè)排風(fēng)口。排風(fēng)口布置在開(kāi)挖面以上0.5m左右，隨開(kāi)挖面變動(dòng)隨時(shí)調(diào)整通風(fēng)排風(fēng)口位置，污染氣體經(jīng)碳吸附凈化后經(jīng)15m高的煙囪排放至大氣中，煙囪口部定期運(yùn)用PID進(jìn)行VOC濃度監(jiān)測(cè)。當(dāng)開(kāi)挖完分區(qū)基坑該層土后，排風(fēng)主管不變，需在各排風(fēng)支管增加一段豎向排風(fēng)管，將排風(fēng)口送至下一層開(kāi)挖面。

基坑內(nèi)空氣更新系統(tǒng)須在施工作業(yè)開(kāi)始體前1小時(shí)開(kāi)啟，提前進(jìn)行基坑內(nèi)空氣換新。根據(jù)嚴(yán)密的排風(fēng)量計(jì)算，基坑內(nèi)空氣更新系統(tǒng)每小時(shí)換氣4次，保證基坑內(nèi)空氣質(zhì)量。

4 基坑施工

4.1 分層分塊施工

分區(qū)基坑內(nèi)部分區(qū)域存在不同深度的污染土，考慮基坑變形和周邊環(huán)境變化，無(wú)法一次性剝離所有污染土。同時(shí)考慮異地污染土修復(fù)場(chǎng)地每日污染土消納能力，以污染土邊界以及支撐梁的平面位置和標(biāo)高為基準(zhǔn)，制定精細(xì)化的分層分塊施工方案。土方開(kāi)挖和支撐形成原則仍為盆式開(kāi)挖，中間挖土先形成支撐，逐漸向四周延伸，限時(shí)對(duì)稱開(kāi)挖鄰近土方，先形成對(duì)撐后形成角撐。

有污染土的區(qū)塊提前進(jìn)行預(yù)檢，用紅旗區(qū)分出污染和非污染邊界，由污染土專用挖機(jī)進(jìn)行施工，先行剝離污染土，放坡比例為1：1.5。污染土開(kāi)挖施工至污染邊界線，側(cè)壁和坑底的土壤質(zhì)量驗(yàn)收合格后，轉(zhuǎn)由常規(guī)挖機(jī)進(jìn)行正常作業(yè)。

若部分區(qū)域污染土深度較深，本層支撐形成后未完全剝離污染土，需開(kāi)挖至支撐標(biāo)高處用HDPE膜覆蓋下一層污染土。

若污染區(qū)域因VOC濃度較高，72小時(shí)內(nèi)無(wú)法形成支撐，基坑變形超過(guò)報(bào)警值區(qū)域、管線超過(guò)報(bào)警值區(qū)域、基坑變形速率超過(guò)報(bào)警值區(qū)域、管線出現(xiàn)異常突變點(diǎn)區(qū)域且這些異常區(qū)域監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處于非穩(wěn)定狀態(tài)，須采取增設(shè)鋼支撐的措施。

4.2 人員健康防護(hù)

建立人員健康作業(yè)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)：（1）VOC濃度≤10ppm，人員佩戴活性炭防塵口罩；（2）10ppm＜VOC濃度≤50ppm，人員穿戴防護(hù)服+防毒面罩+防護(hù)手套；（2）VOC濃度＞50ppm，人員須立即撤離?，F(xiàn)場(chǎng)管理人員手持PID設(shè)備，每半小時(shí)上報(bào)一次VOC濃度，供項(xiàng)目部做出決策。

污染區(qū)域防護(hù)硬件配備：（1）專用更衣間用于污染區(qū)域作業(yè)人員防護(hù)設(shè)備更換，沾有污染物的防護(hù)設(shè)備嚴(yán)禁帶出工地；（2）風(fēng)淋間、洗鞋池：污染區(qū)域作業(yè)人員撤離基坑后，經(jīng)風(fēng)淋間和洗鞋池清理表面附著的污染物；（3）進(jìn)出通道設(shè)置刷卡機(jī)防止非培訓(xùn)人員誤入污染作業(yè)區(qū)域；（4）PID監(jiān)測(cè)設(shè)備和氧氣監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作業(yè)區(qū)域VOC濃度和氧氣濃度，氧氣濃度小于15%不得進(jìn)行電焊作業(yè)；（5）全自動(dòng)霧炮機(jī)用于降低VOC濃度和抑制刺激性氣味。

人員健康保障措施：（1）做好污染區(qū)域作業(yè)人員的施工作業(yè)交底和實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)；（2）污染區(qū)域作業(yè)人員實(shí)行2小時(shí)輪班制度，管理人員實(shí)行8小時(shí)輪班制度；（3）加強(qiáng)污染區(qū)域作業(yè)人員營(yíng)養(yǎng)配給，增強(qiáng)體質(zhì)；（4）建立污染區(qū)域作業(yè)人員定期體檢制度；（5）現(xiàn)場(chǎng)配備24小時(shí)常駐醫(yī)療團(tuán)隊(duì)，配置應(yīng)急藥品。（6）鑒于基坑內(nèi)存在污染區(qū)域和非污染區(qū)域，非污染區(qū)域的人員保護(hù)措施也是非常重要的，設(shè)置定型化圍欄進(jìn)行隔離，定期進(jìn)行VOC濃度監(jiān)測(cè)，如有異常按照污染區(qū)域作業(yè)防控要求施行。

應(yīng)急救援：（1）與上海市專業(yè)化學(xué)應(yīng)急救援隊(duì)伍建立聯(lián)動(dòng)機(jī)制；（2）與周邊醫(yī)院合同建立緊急綠色通道；（3）現(xiàn)場(chǎng)常備一輛應(yīng)急救援車輛，緊急運(yùn)輸受傷人員。

4.3 機(jī)械設(shè)備管理

機(jī)械設(shè)備管理對(duì)于保證施工效率具有非常重要的意義，基坑施工主要針對(duì)基坑降水和土方開(kāi)挖的機(jī)械設(shè)備采取必要的管理措施：

基坑降水：根據(jù)相似相容原理，污染水檢測(cè)出大量的苯、氯苯、二氯苯和一定量的石油烴，對(duì)橡膠等有機(jī)質(zhì)品具有較強(qiáng)的溶脹作用，會(huì)使水泵中的密封橡膠圈失效，進(jìn)而破壞水泵。管理人員定期跟蹤檢查水泵正常工作情況，如有損壞，須及時(shí)換新水泵配件或者更換水泵。

土方開(kāi)挖：污染區(qū)域和非污染區(qū)域須各自使用專用機(jī)械，避免交叉污染；所有污染區(qū)域作業(yè)機(jī)械安裝定位裝置，監(jiān)控污染物挖運(yùn)機(jī)械按方案要求作業(yè)；污染土非挖運(yùn)時(shí)段，所有專用機(jī)械設(shè)備必須停放現(xiàn)場(chǎng)待命；污染區(qū)域的專用機(jī)械應(yīng)定期清潔維護(hù)。

5 結(jié)論

本文依托上海某商業(yè)綜合體項(xiàng)目為研究背景，局部污染區(qū)域分層分塊開(kāi)挖和污染物修復(fù)處理同步進(jìn)行，取得以下良好效果。

（1）基坑施工與污染物修復(fù)同步進(jìn)行，盡可能降低了污染物對(duì)基坑施工工期的影響，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，較好地控制了基坑變形和周邊環(huán)境變形。

（2）污染物污染物防控措施有效控制了污染物遷移，PID監(jiān)測(cè)和抽樣檢測(cè)結(jié)果證明污染物基本未跨入非污染物區(qū)域。

（3）防控措施有效地保證了作業(yè)人員的健康，分區(qū)基坑在基礎(chǔ)底板完成之后未出現(xiàn)人員傷亡情況。