引 言

  淤泥就地固化是近年來逐步應用的一種高效的淤泥表層處理技術(shù)。實踐表明，使用固化劑結(jié)合強力攪拌頭對淤泥土層進行攪拌固化，可直接在改良淤泥頂部進行路基填埋等施工，現(xiàn)場實現(xiàn)淤泥資源利用，減少浪費，有利于環(huán)境保護和節(jié)約成本。

  1. 工程概況

  某河堤防工程施工內(nèi)容主要包括水安全整治工程(河岸整治、水閘工程)、水污染整治工程(截污納管、污水處理站)、水環(huán)境整治工程(景觀節(jié)點公園、綠化工程、景觀拱橋)。河道堤防按近期10年一遇的治澇標準進行加固，水閘按30年一遇治澇標準設(shè)計，工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級別為3級，次要建筑物為4級。為推進實施“淤泥就地固化技術(shù)”，結(jié)合工程實際及節(jié)省投資的需要，在該項目尚未實施的堤段中挑選具有可行性的區(qū)域作相關(guān)試驗段，后期根據(jù)實際成效予以推廣。就地固化工程施工范圍為某河東岸K6+205至K7+800段，固化寬度5m ,固化深度3m。

  2. 淤泥就地固化技術(shù)的優(yōu)勢和特點

  2.1 技術(shù)特征

  淤泥就地固化以化學反應為基礎(chǔ)，通過一系列物理和化學反應改變淤泥性質(zhì)，直接利用沿海淤泥 、河泥，提高淤泥的附加值，在一定程度上解決了缺砂少石的問題，同時解決了淤泥的利用和二次污染問題。淤泥就地固化滿足了沿海開發(fā)建設(shè)市場的需要，滿足了沿海工程潮汐區(qū)建設(shè)的要求，縮短了建設(shè)時間。而硬化土壤在滿足強度設(shè)計要求的前提下，比傳統(tǒng)砂石的可塑性更高，可加工成各種需要的形式，滿足景觀規(guī)劃的要求，推動國家垃圾回收利用和美麗中國的建設(shè)目標的實現(xiàn)。

  2.2 基本原理

  淤泥就地固化以淤泥等軟土為基礎(chǔ)，通過配合比試驗和現(xiàn)場試驗得到合理的硬化配方，固化形成半軟半剛性材料。固化后具有穩(wěn)定性好、強度高 、抗拉、抗疲勞性、防水等特點，可滿足各種技術(shù)要求，能成為優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)材料。

  3. 淤泥就地固化技術(shù)在某河堤防工程中的應用要點

  3.1 施工準備

  (1) 完成施工用水、用電、進場道路和場地平整等工作。

  (2) 落實人員、材料和機械設(shè)備的進場工作。

  (3) 熟悉施工圖紙、施工規(guī)范、工藝流程、質(zhì)量標準、檢驗要求、工程地質(zhì)與水文情況。

  (4) 對作業(yè)人員進行技術(shù)交底，以書面形式表達，認真落實施工意圖。

  (5) 根據(jù)就地固化所需材料的技術(shù)要求，對就地固化所需的原材料指標進行檢驗。

  3.2 工藝技術(shù)

  3.2.1 基礎(chǔ)技術(shù)

  在現(xiàn)場固化中，核心技術(shù)是強力的混合固化系統(tǒng)。強混合固化系統(tǒng)主要包括強大的混合頭、原位混合固化裝置、硬化壓力喂料設(shè)備、固化劑劑量控制系統(tǒng)以及輔助挖掘機。其中，硬化壓力喂料設(shè)備和固化劑劑量控制系統(tǒng)被稱為固化劑自動定量供料系統(tǒng)，這項技術(shù)是我國自主研發(fā)的。施工流程如圖1所示。

  圖1 淤泥就地固化施工流程

  (1) 場地平整及劃分區(qū)域。待固化區(qū)域被劃分為 5 m x 6 m的處理區(qū)域，如遇斷面變化較大的區(qū)域，處理區(qū)塊可做相應調(diào)整，以方便施工。

  (2) 固化劑定量調(diào)配。固化劑類型采用漿劑。根據(jù)淤泥工程量計算固化劑用量配合比，采用固化劑自動定量供料系統(tǒng)設(shè)置固化劑噴料速率。固化劑添加控制系統(tǒng)安裝于后臺供料系統(tǒng)中，能夠?qū)崟r控制固化劑的添加量，精確計量，減少材料浪費，并能實時記錄和保存固化劑用量過程，并形成報告。

  (3) 強力攪拌頭就地攪拌。采用強力攪拌頭對原位土進行均勻攪拌，施工采用垂直上下攪拌固化的方式，攪拌設(shè)備直插式對原位土進行攪拌，攪拌設(shè)備正向運行逐漸深入攪拌并噴射固化劑，直至達到固化設(shè)計底部，然后攪拌設(shè)備反向運行緩慢提升攪拌并噴固化劑，攪拌提升或下降的速率控制在0.05?0.1 m/s ，固化劑的噴料速率控制在80~250 kg/min(漿劑)。

  就地固化處理采用邊固化邊推進的形式進行，施工時按既定區(qū)塊進行細部控制，根據(jù)攪拌頭的施工截面，計算出區(qū)塊所需用攪拌頭的施工數(shù)量，攪拌過程應保證均勻噴攪。在上部土層相對較好的路段，可以進行倒退施工，即固化設(shè)備站位在未施工區(qū)塊進行后退施工。在軟弱土區(qū)域，由于固化之前的土質(zhì)較差，不具備設(shè)備直接站位施工條件，可由兩側(cè)岸邊沿長線固化一段，待固化區(qū)域強度足夠承受設(shè)備重量后，再站位到已固化區(qū)段繼續(xù)往里推進施工。設(shè)備的使用如圖2 所示。

  圖2 淤泥固化處理設(shè)備

  (4) 壓實和養(yǎng)護。固化施工完成后，對施工區(qū)域進行平整，表面采用挖掘機等機器壓實，以確保面板主體的完整性和表面的壓實。養(yǎng)護時間宜在7天以上，雨天則在固化場地表面鋪設(shè)塑料薄膜，同時加強場地排水，減少雨水影響。

  3.2.2施工檢測

  施工前應進行固化劑物理性能檢驗和配合比試驗，施工結(jié)束后，厚度檢測可采取鉆芯取樣或靜力觸探試驗確定，承載性能可通過平板載荷試驗來確定。

  3.3 技術(shù)優(yōu)點

  就地固化技術(shù)優(yōu)點主要有：

  (1) 可免去開挖、清淤等操作，直接進行原位處理;

  (2) 利用固化劑使原位土直接達到使用要求;

  (3) 可實現(xiàn)工程廢棄土的零外運;

  (4) 施工工序較簡單，可快速形成硬殼層;

  (5) 能夠?qū)崿F(xiàn)資源的循環(huán)利用，節(jié)能環(huán)保;

  (6) 能夠代替砂石墊層進行使用，減少砂石用量。

  3.4 技術(shù)控制要點

  (1) 采用原位垂直上下攪拌固化的方式對淤泥土進行固化處理時，為保證攪拌的均勻性，在固化處理深度范圍內(nèi)垂直上下多次進行攪拌，保證攪拌不少于2個循環(huán)，且前2次邊攪拌邊噴射固化劑。根據(jù)實際情況，現(xiàn)場可增加空攪次數(shù)，以保證攪拌均勻。

  (2) 當遇到硬土層無法進行垂直固化時，可采用原位翻松分層固化，或者先用挖機輔助翻松固化回填的方法進行。

  (3) 施工現(xiàn)場處理范圍內(nèi)呈帶狀分布，施工時按 5m х 6m 區(qū)塊進行細部控制，根據(jù)攪拌頭的施工截面，計算出區(qū)塊所需用攪拌頭的施工數(shù)量，攪拌過程保證均勻噴攪。

  (4) 在每個區(qū)塊攪拌數(shù)量施工完成后，需再進行整體性翻攪從而避免每個攪拌頭噴攪過程中產(chǎn)生不均勻的可能，相鄰區(qū)塊之間須有不小于5cm的搭接寬度，避免漏攪，最終固化形成整體均勻性硬殼層。

  3.5 施工質(zhì)量管理

  施工單位應建立健全質(zhì)量管理體系和質(zhì)量管理制度，成立質(zhì)量管理組織機構(gòu)，落實質(zhì)量責任制。嚴格按照施工圖紙及國家強制性標準和規(guī)范進行施工，在施工過程中加強質(zhì)量檢驗工作，認真執(zhí)行三檢制，做好工程質(zhì)量的全過程控制。嚴格把控材料進場檢驗、驗收關(guān)口，按規(guī)范及設(shè)計要求進行施工質(zhì)量檢測，嚴格控制施工工序，每道工序驗收合格后進行下一道工序施工，施工過程中形成的資料應及時進行收集、整理和歸檔。

  3.6 環(huán)境影響評價

  根據(jù)國內(nèi)工程成功案例分布情況調(diào)查報告，對其主要污染物：隸，砷，鉛，銅，鉻，鎘、總氮總磷進行析出試驗。采用《固體廢物浸出毒性浸出方法水平振蕩法》進行原樣土和固化土的析出試驗。若原狀土析出物重金屬汞濃度偏高，超出V類地表水環(huán)境質(zhì)量標準(0.001 mg / L )，其通過固化處理后，固化土污染物(汞、砷)析出濃度大幅降低，所檢指標滿足湖泊水環(huán)保要求(IV類地表水環(huán)境質(zhì)量標準)。

  4. 結(jié)束語

  與傳統(tǒng)的砂石填埋處理相比，淤泥就地固化土壤材料軟土可現(xiàn)場采集，材料來源廣泛，成本低廉，應用廣泛，可根據(jù)要求調(diào)整強度，提高地基的承重能力，減少沉降。淤泥就地固化在生態(tài)修復領(lǐng)域具有廣闊的應用前景，固化土壤在滿足強度設(shè)計要求的前提下，比傳統(tǒng)砂石材料更具可塑性，能夠塑造成各種人工景觀，具有更好的觀賞價值和環(huán)保價值。