淤泥固化施工现场管理及环保控制浅析

王言真 童鹏威

（中交水利水电建设有限公司，浙江 宁波 315200）

0 引言

软土地基在我国沿海和内陆地区都有相当大的分布区域，占用场地大。其中，淤泥或淤泥质土是软土地基中最不利的地质条件，其具有含水量高、含盐量高、力学性能差等特性，不可直接应用于回填。需对淤泥进行固化等一系列处理后才能使其变成合格的基质用于回填堆场。为节约工程成本，缩短工程工期及环保施工，需对淤泥固化施工现场进行材料、质量、安全、环保等方面的监管控制，以使淤泥的固化效率与绞吸船吹填效率相匹配，固化后所得固化土质量符合设计文件要求，并使淤泥固化的作业环境与固化土运输现场环境整洁，符合环保要求，并营造良好的企业形象。

1 软土的工程特性

软土的物理、力学特性主要有以下几个指标：高天然含水量（较近于液限），大孔隙比（一般大于1），高压缩性（ɑ1-2＞0.5MPa），强度低（不排水强度Cu＜20kPa），渗透系数小（k＜1×10-6cm/s）。各类软土的物理力学指标见表1所示。

表1 各类软土的物理力学指标统计[1]

由以上可知，软土具有以下工程性质：触变性、流变性、压缩性高、强度低、透水性低、均匀性差。

2 工程概况

崇武中心渔港(大岞港区）地处福建中部沿海突出部，西南向为泉州湾出海口，北面紧邻湄洲湾，正面朝向闽中渔场，与台湾岛隔海相望。地质条件属于滨海相沉积软土，海底土质为淤泥。

施工安排：绞吸船将大岞港区疏浚B、C、D区的淤泥吹填至陆域形成3区（见图1所示），利用水泵将陆域3区中的淤泥抽至固化池，再由固化设备将其固化后输出，最后由环保卡车运至场地回填区回填。

图1 施工总平面布置图

3 固化施工的过程控制

3.1 固化场地选择

为更快地接受港池吹填产施的淤泥，并尽可能减少固化土的运输距离，需综合考虑固化土临时堆放与固化用地地质要求等因素。该工程将淤泥固化场地设置在陆域一区靠近陆域三区南侧的位置（如图2所示），先将场地硬化以方便设备安装，再将管道铺设完毕并对管道进行加固处理。

图2 固化场地平面布置图

3.2 固化剂使用控制

固化原理：泥浆通过绞吸式挖泥船管道输送至陆域三区南侧，然后利用泥浆泵将泥浆抽至沉淀罐内，加入药水让泥浆在沉淀罐内进行初淀，上面的清水通过水泵直接排放余水，下部泥浆在搅拌器不断搅拌下充分混合达到均质效果，再经过提升泵提升到带式压滤机中，加入药剂，加速水和泥沙的分离，沉淀后淤泥在带式压滤机里面进行固液终端分离成干化土状，再将干化土用输送带运至临时堆场装车外运，全程实现封闭循环运转，无任何污染外排[2]。

因该工程淤泥固化施工部分为分包单位施工，其用料成本不算在项目成本中，且设计对固化土质量要求较低，即达到固化土运输过程不滴水即可。本着积累相似工程经验的想法参考相关文献并与现场施工人员协商对固化剂用量进行简单实验。根据1kg药剂为基准，添加不同比例泥浆产生的固化土干湿效果见表2所示。

表2 药剂添加比例对应效果

考虑到该工程设计要求，为节约药剂用量，可按药剂与泥浆比约1/5的比例进行用料。若固化土应用于承重地基或其他各类用途，固化土的质量要求会提高，需调整药剂材料及配合比，调整后药剂的成本可能会增加。药剂使用时，应制定相应的天、周或者月领用计划，建立相关台账，每次领用前做好领用记录，尽可能减少不必要的材料浪费。

3.3 施工工艺及过程控制

固化工艺流程图如图3所示，固化工艺原理图如图4所示，施工要点及过程控制如下：

图3 固化工艺流程图

图4 固化工艺原理图

（1）泥浆初沉。施工前，将淤泥泥浆利用泥浆泵抽至沉淀罐内，加入明矾让泥浆在沉淀罐内进行初淀，上面的清水通过水泵进行排放余水。

（2）测量放线。待余水排放完毕，正式施工前先进行测量放线，定出边线以及每个点位的固化范围，确保固化处理面积无遗漏，并用红旗做好标记，边线误差≤20cm。待验收合格后，方可进行下一道工序施工。

（3）搅拌头摆正。根据放线摆正好挖掘机，安装好搅拌头。检查挖掘机的状态。控制搅拌头的转速25～60r/min；上下移动速度2～3m/min，每个搅拌作业点预计持续3min。

（4）配制浆液。根据固化土干湿效果，参照表1按照比例确定固化剂的掺入量，配制浆液。通过变频器控制螺旋机来控制用量，实现灰浆浓度的控制。

（5）固化作业。在地面上试验喷射情况，调整喷射的压力、下入喷射管至设计深度。操作人员及值班人员必须随时注意浆液的初凝时间、注浆量、提升速度及冒浆量等参数，并做好施工记录，同时保证孔内浆液上下畅通。在浆液与土粒搅拌混合后的凝固过程中，由于浆液的吸水作用，搅拌深度一般比设计深度多0.3m[3]。

（6）机具清洗。作业完成后，应将砂浆泵内注水，以便把砂浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除，防止残存的水泥浆将管路堵塞。真实记录灰浆的各项参数、材料用量、异常情况及处理措施等。

（7）固化设备移位。站点作业完成，抬起搅拌头，关闭砂浆泵。移动固化设备到下一个作业点。

3.4 固化施工效率控制

固化所需的原材料泥浆是绞吸船从港池内吹填至陆域形成3区中的淤泥与水的混合物，其固化效率与绞吸船施工效率有关，与从陆域3区内抽取泥浆的效率有关。假定绞吸船施工正常，陆域形成3区内泥浆充足，若想提升淤泥固化的施工效率，需结合以下几点综合考虑。

（1）从输入泥绞量出发，先测试固化设备的最大运行效率，结合其最大运行效率适当地增加抽水泵，以提高泥浆的输入，根据现场观察，本设备投入两台水泵较为合适。

（2）从固化设备本身出发，提高其固化效率。机器运转速度增大，泥浆投入量增大，为使泥浆能在短时间内充分固化则需适当提高投入药剂的比例。

（3）从输出角度出发，淤泥经固化后变成固化土经输送带传输至后方临时堆放场地，需有计划地及时安排环保卡车运走回填。安排卡车较多会导致车辆等待时间较长，浪费资源，安排卡车较少会导致固化土堆积较多，若遇雨天会影响固化土质量，运输过程中也极容易污染路面。结合现场实际该工程采用两辆环保卡车每隔1～2d进行1次固化土转运。

（4）因固化所用泥浆为港池内抽取，故携带有大量诸如渔网、塑料、铁丝等杂质垃圾，虽经绞吸船吹填过程过滤大部分体积较大的垃圾，但是此类体积较小的垃圾依旧存在。这些垃圾会影响水泵、固化设备的正常运行并直接影响固化土的质量。故该工程在水泵将泥浆导入泥浆沉淀池前增加一块细密的渔网来过滤细小的垃圾，并安排专人定期清理水泵，以便固化施工顺利进行。

4 施工过程的环保控制

4.1 固化施工的环保控制

针对崇武中心渔港（大岞港区）吹填造地项目中淤泥固化处置，其淤泥固化后产生的水中带有固化药剂及固化反应后残余的化学成分，若不经处理直接外排，废水就会流入大海，破坏当地生态环境。因此，在沉淀罐内加入药水让泥浆在沉淀罐内进行初淀，上面的清水通过水泵排放至陆域形成3区内形成回流，固化过程全程实现封闭循环运转，无任何污染外排。

4.2 固化土运输的环保控制

为防止运输过程中运输车辆造成道路污染，合理制定运输计划。

（1）采用环保工程车，车辆进场前需对车辆进行车况检查，防止车辆因自身因素导致运输过程中出现倾、洒、漏现象。

（2）严格控制运输车辆每次装车的淤泥数量，装过多的固化土，一受颠簸容易造成固化土掉落，特别是雨天，掉落的固化土受车辆轮胎挤压很容易污染路面。本次施工位于渔港内，临近道路车辆行人较多，容易对公司形成造成不良的影响。

（3）确定运输车辆在装载现场与回填现场的进出口，并在进出口安装水箱与冲洗装置，以清洗车辆轮胎。

（4）结合当地环境编制合理的运输路线和运输时间，在缩短运输路径的同时避开人流较多的路段与风景区路段，并避开人流的高峰期。当地渔民会在每日下午3：30至6：00之间在港口路边开设鱼市场，该时段人流量较多。故固化土转运施工一般安排在上午，并在转运施工完成后安排专人对沿途道路进行清理。

5 结束语

在崇武中心渔港大岞港区淤泥固化现场施工管理中，我们从淤泥固化施工场的选择、固化剂的使用控制、施工工艺及过程的控制、固化效率的提升等几个方面入手，确保了淤泥固化的质量；对固化施工过程及固化土运输过程作好环保控制，使所得固化土质量符合要求，并使淤泥固化的作业环境与固化土运输现场环境整洁，确保了施工过程符合环保要求。总之，淤泥固化施工的质量与生产效率，必须结合现场的施工环境对淤泥固化各个施工流程进行有效控制，以达到高效高质的生产效果，同时也应考虑当地生态环境的保护，维护公司文明作业的良好企业形象。