王 冬，王宇航

（1.東港市大頂中學(xué)，遼寧 丹東 118304；2.成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，四川 樂山 614000）

中國現(xiàn)存煤矸石大約50 億t，假設(shè)這些煤矸石在礦區(qū)堆積高度為10 m，將占用土地500 km2。且每年還會不斷產(chǎn)生2 億t 煤矸石。這些煤矸石占用了大量的土地，影響生態(tài)環(huán)境，煤矸石淋溶水污染周圍土壤和地下水，而且煤矸石中含有一定的可燃物，在適宜的條件下還會發(fā)生自燃，排放的二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和煙塵等有害氣體會污染大氣環(huán)境，影響礦區(qū)居民的身體健康。

基于以上原因，綜合考慮發(fā)現(xiàn)，對于煤矸石，最有效、最經(jīng)濟的利用方式是封閉填海造地。

1 方案

1.1 方案一：外圓鋼筒＋內(nèi)水泥圓筒方案

外圓鋼筒+內(nèi)水泥圓筒方案如圖1 所示。

圖1 外圓鋼筒+內(nèi)水泥圓筒方案

具體施工說明如下。

在沿海深度為15～30 m 以內(nèi)的淺灘上，設(shè)定水深為H1，m。利用類似于港珠澳大橋的圓鋼筒3，打入泥沙深度H2=水深H1，圓鋼筒露出水面的高度H3 為3～5 m。鋼圓筒總高H0=H1+H2+H3。

在鋼筒內(nèi)放置同高度、小一號的水泥圓筒1，利用挖泥船設(shè)備將水泥圓筒1 內(nèi)部泥沙逐漸抽出，并逐漸下沉，并將水泥圓筒1 下探到與外鋼圓筒同深度處停止作業(yè)（圓鋼筒直徑為R，水泥圓筒1 直徑為r1，R=r1＋1）。

在圓鋼筒3 與水泥圓筒1 間放置鋼筋籠，鋼筋籠高度H6=H0－3。抽出圓鋼筒與水泥圓筒1 間內(nèi)部海水（如何封堵內(nèi)外套管底環(huán)是一個大問題），以鋼筋籠為骨架灌注商業(yè)混凝土。

在水泥圓筒1 內(nèi)部拋投煤矸石，每拋投2 m 高度煤矸石，耙平、壓實，再充填半米高度陸上淡水區(qū)河流所抽取的泥沙，耙平、壓實，依次重復(fù)操作至管口，將管口最頂層耙平、壓實。吹填陸上淡水區(qū)河流所抽取的泥沙至管口。4—10 月間，靜止2 個月（11 月—翌年3 月間，靜止5 個月）。扒出上層沙土，沙土表層距離管口平面0.5 m，覆蓋防滲布，水泥圓筒1 內(nèi)頂部扎鋼籠，灌注商業(yè)混凝土。這樣雨水就不會從上部滲透，也就不會有煤矸石淋溶水析出，從海底流出。

相鄰兩鋼筒中心間距L=2×R+5 m，相鄰兩鋼筒縫隙插入隔板封閉并注沙，再以此圓鋼筒圍成的區(qū)域為基礎(chǔ)吹填造地。

本方案用于相對較深的海灘，吹填區(qū)域小，并且吹填區(qū)域邊界以外即為水面，比如人工島的施工。

1.2 方案二：雙層水泥圓筒方案

將方案一的外層圓鋼桶替換成水泥圓筒，操作程序不變。

本方案用于較淺的海灘，吹填區(qū)域大，并且吹填區(qū)域邊界以外泥沙還在淤積，沙洲還在生長。施工目的是固定泥沙，提前使天然沙洲獲得使用價值。

可以認為上述兩種方法都將煤矸石封閉在一個密閉空間里。此設(shè)計杜絕了煤矸石有可能潛在的危害：以最低廉環(huán)保的方式生產(chǎn)出新土地，不會使雨水滲透就不會有淋溶水外流，煤矸石不再有機會自燃以及污染大氣，置換出煤矸石堆積所占用的土地。

商品煤也具有煤矸石的缺點嗎？毫無疑問，煤矸石的每一個缺點，商品煤都存在。商品煤燃燒后所有的污染都必將進入大氣、水體循環(huán)中。煤礦中的煤沒有被開采之前難道就沒有這些缺點，不污染地下水？挖出來后露天存放就污染地下水了？商品煤如果不燃燒是不是就不存在燃燒后排放二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和煙塵等有害氣體污染大氣環(huán)境這一缺點？因此，沒有燃燒的煤矸石污染一定比商品煤燃燒后的污染要小。除此之外，露天存放的煤矸石唯一的缺點就是占地，其次可能帶來堆積區(qū)滑坡、粉塵污染。

因此，將煤矸石封閉填埋在近海淺灘填海造陸是處理煤矸石最經(jīng)濟最有效的手段。但不加管理的填海造陸也不可避免地帶來很多危害，比如影響潮汐引起赤潮、破壞近海生物生態(tài)平衡、破壞紅樹林……

因此避開以上危害因素，本文設(shè)計了幾個填海實例，供大家討論。

2 填海造陸實例

2.1 深圳南澳鎮(zhèn)海域填海造陸（葫蘆灣島）實例

深圳葫蘆灣島區(qū)域吹填如圖2 所示。

圖2 深圳葫蘆灣島區(qū)域吹填示意圖

圖2 中實線為采用方案一由外圓鋼筒+水泥圓筒+內(nèi)充填煤矸石所構(gòu)成的封閉區(qū)域，網(wǎng)格線面積大約為160 km2，實線長度為92 km。如果圖2 中實線按照水泥圓筒內(nèi)部煤矸石填埋高度40 m 計算，需要煤矸石10 m×10 m×3.14×40 m×40/1 km×92 km=46 220 800 m3，按照這些煤矸石在礦區(qū)堆積高度為10 m 計算，將可以整理出土地4.6 km2。網(wǎng)格線區(qū)域，可抽取附近的泥沙進行吹填，或者可以抽取珠江口的泥沙進行吹填。如果條件允許，網(wǎng)格線區(qū)域也可以部分或全部采用煤矸石填埋，這將處理更多的煤矸石，在礦區(qū)得到更多的土地。

葫蘆灣西④～⑤間預(yù)留去往香港的輸水隧道出口。

對于深圳葫蘆灣島填海所需資金，在深圳絕對不成問題。僅僅將填海土地采用預(yù)售制，就可以收到大量的預(yù)付款。政府只需要拿出規(guī)劃和環(huán)評報告，其他的一切由市場決定。

2.2 江蘇鹽城東沙島、高泥島圍墾造陸實例

鹽城東沙島、高泥島圍墾如圖3 所示。

圖3 鹽城東沙島、高泥島圍墾示意圖

兩橢圓虛實線內(nèi)面積大約為1 254.43 km2，虛實線長度為189.58 km。

東沙島、高泥島圍墾邊界以上，圖3 虛實線為基準施工。虛線部分采用圓鋼筒+水泥圓筒的第一方案，圓鋼筒入沙13 m，出水面7 m；實線部分采用雙層水泥圓筒的第二方案施工。水泥圓筒入沙13 m，出水面7 m。水面下煤矸石充填深度為12 m，水面以上煤矸石充填高度為6 m?？傆嬅喉肥涮罡叨葹?8 m，需煤矸石10 m×10 m×3.14×18 m×40/1 km×189.58 km=42 860 246.4 m3，按照這些煤矸石在礦區(qū)堆積高度為10 m 計算，將可以整理出土地4.3 km2。

2.3 淮河入?？诒保ū鈸酆Ｓ颍﹪鷫ㄔ礻憣嵗?/h3>

河入海水道北蝦須灘島、扁擔灘島圍墾如圖4 所示。

圖4 淮河入海水道北蝦須灘島、扁擔灘島圍墾示意圖

圖4 中A—B、C—D、E—F 為島嶼連接橋梁。蝦須灘島面積為628 km2，全島外圍基線長度為102.8 km。扁擔灘島面積為879.2 km2，全島外圍基線長度為134.8 km。圖4中所有實線部分均采用雙層水泥圓筒的第二方案施工。水泥圓筒入沙13 m，出水面7 m。水面下煤矸石充填深度為12 m，水面以上煤矸石充填高度為6 m?？傆嬅喉肥涮罡叨葹?8 m，需煤矸石10 m×10 m×3.14×18m×40/1 km×237.6 km=53 716 608 m3，按照這些煤矸石在礦區(qū)堆積高度為10 m 計算，將可以整理出土地5.4 km2。

上述鹽城東沙島、高泥島、淮河入海水道北蝦須灘島、扁擔灘島所圍墾造陸島嶼均可用于未來的洞庭湖區(qū)、鄱陽湖區(qū)以及長江下游泄洪區(qū)退耕還湖移民搬遷。

上述鹽城東沙島、高泥島、淮河入海水道北蝦須灘島、扁擔灘島的圍墾造陸將結(jié)束江蘇缺少大型深海港口的桎梏，將推動江蘇經(jīng)濟快速發(fā)展。

方案一、方案二也可用于南海島礁填海造陸實例或越南界河中國側(cè)固土實例。

在以上填海造陸過程中，將會消耗大量的水泥預(yù)制構(gòu)件，制作這些水泥預(yù)制構(gòu)件會消耗相當量的鋼筋，可以委托相關(guān)鋼廠，回收國內(nèi)廢舊鋼材制作專用鋼筋單純用于這些水泥預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)，以免對鋼材市場造成大的沖擊。

為保證項目能夠有足夠的資金來源，可以允許社會資金投入。為了保證施工能夠按照正確的安全標準和環(huán)保規(guī)范施工，可以允許國內(nèi)有資質(zhì)的房地產(chǎn)企業(yè)進行公開競標。聘請第三方嚴格監(jiān)理，一旦發(fā)現(xiàn)沒有遵照設(shè)計的安全標準和環(huán)保規(guī)范施工，將處以巨額罰款和取消施工資質(zhì)，并清除出該工程項目，永不再用。對于某些有軍事用途的項目建設(shè)可以由中國安能公司完成。

為了保證填海造陸資金充足，可以設(shè)立八一水利彩票。八一水利彩票的收入大部分被投入大型水利建設(shè)中，比如規(guī)劃中的的紅旗河、本文中的近海填海造陸，以及小部分投入偏遠海防部隊的營地文化體育設(shè)施建設(shè)及偏遠海防部隊食堂伙食改善等。

桂山島、東灣咀如圖5 所示。聽聞香港要將桂山島吹填70 km2左右，不如吹填上游的東灣咀，理由很簡單：材料易得，同時可清理航道，一舉兩得。同時，因為成陸島嶼多方向靠近居民區(qū)，以后來島居民工作生活都很方便。

圖5 桂山島、東灣咀

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