废弃泥潭治理与水系景观再造施工关键技术

孙晓阳 舒 松 于健伟 边 辉 汤 敏

中国建筑第八工程局有限公司总承包公司 上海 201204

随着中国城市化进程的加速，在发展过程中产生了许多城市废弃地，原有地形地貌环境遭受破坏，具有潜在的地质灾害风险，且严重影响城市环境形象，如何科学、经济、生态地进行废弃地的修复与景观改造成为亟需解决的难题。

目前国内外研究表明，废弃地再利用方案通常归纳为3类：

一是通过中国传统景观改造手法，对受损的废弃地进行生态修复。

二是通过调整管理模式、改进设备等技术手段，延长成为废弃地的时间。

三是在现有废弃地基础上，以最小程度干预，挖掘废地利用价值，实现景观重塑、生态修复改造[1]。

笔者对第三类废弃地处理方法进行研究梳理，将其成功运用在实际项目中，社会效益和经济效益显著，可为类似工程施工提供参考。

1 工程概况

江苏园博园项目废弃泥潭位于城市精品展园核心区，面积约4万 m2，平均深度23 m，通过克服淤泥原位固结、地形地貌修复、生态水系再造、生物多样性重塑等难题，实现废弃泥潭生态治理再利用（图1）。

施工中，以水泥、水硬性胶凝材料为主的固化剂对环境影响小，将矿坑深厚泥浆治理后打造成良好的水体景观，构建大湖生态空间关系，体现绿色建造理念；采用原位固化快速提升淤泥承载力，实现高效建造，取得了较好的社会效益和经济效益，经进一步提炼，形成废弃泥潭治理与水系景观再造绿色高效建造技术，可为类似工程施工提供借鉴[2]。

2 工程重难点

1）项目采用螺旋式两栖淤泥固化机，解决了常规地基加固施工机械无法在软弱土上施工的问题，且工程造价相对较低。

2）利用固化剂提高深度在3～4 m处的废弃泥浆强度，固化强度高、时间短、速度快，可解决浅层软弱地基处理的难题。

3）固化剂采用水泥、水硬性胶凝材料等，对环境影响小，同时可将矿坑深厚泥浆治理后打造成良好的水体景观，构建大湖生态空间关系。

4）通过调整、修复泥潭治理后的微地形，营造由边岸向水体平缓过渡的缓坡，形成深水区、浅水区、蜿蜒边岸等多样化生境。

5）通过设置大型沉砂池，初期雨水沉淀后进入大湖主水体，再利用构建的水生态系统，达到净化水体、提高生物多样性、调节能量流和物质流等效果。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 泥浆水力冲刷及杂物清理

通过高压水泵对现有泥潭废弃泥浆进行冲刷，一能稀释泥浆浓度方便抽取，二能清理产生的植被和杂物，泥浆处理后存放在泥浆池。

3.2 泥水分离处理

通过设置絮凝区，加入絮凝剂对泥浆池内泥浆进行初步分离，处理后的泥浆泵送至土工袋中。

3.3 土工袋脱水固结

土工袋将泥土颗粒拦截在内部，水分从织物空隙中渗出，从而实现快速脱水的固化目的。固化出的清水可循环用于水力冲刷，固化形成的泥土可资源化用于绿化土或回填土，如图2所示。

3.4 螺旋固化机定位

1）固化材料设计。采用固化剂水灰比为0.7，由质量比为7∶3的水泥和添加剂组成，总掺入量为12%，浆液密度1.6 kg/L，每米桩长水泥浆用量272.24 kg。

2）设备定位。按设计图纸要求进行固化点位放样，插竹竿或彩旗作为定位标记。

3.5 “四搅两喷”固化施工

根据定位标记，固化剂到位后，采用“四搅两喷”的固化工艺进行施工，当前桩位完成后，固化机移至下一桩位重复步骤进行施工[3]。

3.6 湖岸边坡处理

现状泥潭边坡有三大类型，一是陡峭山体段，二是滑坡段，三是较缓边坡段。陡峭段无防护需求、以保持现状为主，其他处边坡结合景观处理。固化桩区域驳岸挡墙采用厚0.25 m的C30钢筋混凝土板，挡墙每隔15 m设置1条沉降缝[4]，如图3所示。

图3 驳岸施工

3.7 防渗膜铺设

1）采用6 000 g/m2的防渗膜，每100 mm拉伸量所需拉伸力大于等于900 N、垂直渗透系数小于等于3×10－12m/s、耐静水压大于等于0.5 MPa、无渗漏水蒸气透过量大于等于2 000 g/（m2·d）、最大负荷下拉伸率不小于15%、每100 mm剥离量所需力不小于65 N。

2）固化后基层处理应平整、坚固、干燥，不能有积水，同时防渗膜禁止在雨天施工。

3）防渗膜铺设应按规范要求进行，从最低处分块分区进行铺设；防渗膜应采用搭接铺设，且防渗膜与防渗膜接缝应错开。

4）防渗膜末端放入坡顶400 mm×400 mm锚固沟内，采用回填土进行固定，如图4所示。

图4 防渗膜铺设

3.8 种植土回填

按照设计地形标高进行种植土回填，主要采用机械回土，人工配合夯实。

3.9 水生态构建

3.9.1 湿生植物管控

利用宽1.5 m填充型网垫在旱柳与芦苇的边缘进行水下压实隔离，阻止其根系越过网垫向水中心扩散。通过控制湿生植物的过分繁殖，以维持整体呈现大水面[5]。

3.9.2 改善生态空间

调整、修复清淤后泥潭地形，营造由边岸向水体平缓过渡的缓坡，营造蜿蜒边岸、浅水区、深水区等多样化生境。同时，结合水下地形及植被分布情况，沿岸边布置假山景石和水生植物，改善生态空间[6]。

3.9.3 提高生物多样性

在深水区种植沉水植物并与泥水界面稳固工程结合，在近岸水域种植挺水植物、浮叶植物，以优化植物群落结构，同时为鱼类、鸟类等生物提供食物来源，构建健康的生态系统。

3.9.4 建立生态缓冲带

根据现状地形，除泥潭东侧山体有部分植被覆盖外，其余位置皆为裸露表土，结合景观工程及边坡防护进行生态缓冲带的建设。

3.10 水环境监测

水环境自动监测系统综合利用自动控制、无线通信、数据库及网络工程等技术，水质情况自动分析，将采集的监测数据上传至云端，通过手机或电脑APP可实时查看，实现了水质监测数字化管理（图5）。

图5 系统构架示意

3.11 质量控制要点

3.11.1 施工准备要点

1）熟悉图纸，由深化设计师进行现场复核与深化，并由设计确认后施工。

2）施工前检查水泥、固化剂等材料质量及螺旋固化机设备性能。

3）检查桩位定位放样误差，控制在规范允许范围内。

3.11.2 设备调试及供浆试验要点

1）淤泥固化机设备组装完成后，使用前要进行调试，检测其工作性能是否正常，下钻、提升、搅拌回转等调试参数依据设计图纸设定。

2）依据设计供浆压力及流量进行供浆试验，保证固化剂输送畅通，确保喷浆压力满足设计直径和深度。

3.11.3 质量检查要点

1）施工过程中应检查水泥用量、下钻和提升速度、桩架的垂直度、架底盘的水平度等是否正常。

2）施工过程中应随时检查计量及施工记录，评定每根桩的成形质量，重点检查水泥和固化剂用量、固化桩长、和单桩施工时间等。

3）淤泥固化成桩后按要求检测28 d复合地基静载力。

4 结语

江苏园博园项目泥潭原位固化及驳岸挡护设计，泥潭治理面积约4万 m2，淤泥平均厚度约23 m，最深39 m，驳岸边坡为二级安全等级，驳岸挡护结构和泥潭原位固化桩设计使用年限为50 a。本工程通过采用表层清淤、原位固结、景观再造的施工工艺，解决了地基承载力差时施工设备的选择、工期较紧情况下的快速治理问题，并且实现了较好的保护自然水生态和雨水回收经济环保的目标，得到了社会一致好评，为今后类此工程提供了借鉴，具有广泛的应用前景。