软土地区深基坑土方开挖环境污染修复技术研究

关键词：软土地区；深基坑；环境污染；地面沉降；土方开挖

前言

在土方开挖过程中，不可避免地会产生一系列的环境污染问题。从空气污染角度来看，噪声和粉尘的排放会对周围环境产生负面影响。更严重的是，开挖过程中土壤中携带的重金属会形成重金属污染，这种污染具有长期性和难以修复的特点，对环境和生态系统造成严重破坏。同时，施工过程中产生的废水也是水污染的一个重要来源。这些废水不及时处理，会对周边水体造成污染。为减轻这些环境负荷，应采取适当的环保措施，并进行有效的污染物修复和治理工作。

为了解决软土地区深基坑土方开挖过程中的环境污染问题，研究土方开挖环境污染修复技术。采用物理、化学、生物和超积累植物等多种修复方法，旨在减少重金属污染，改善土壤结构，提升土壤的肥力和生态功能。对于水体，通过多级强化处理和可渗透反应墙技术，能够有效去除水中的有害物质，减少施工废水对周边水环境的负面影响。通过这些修复技术的应用，不仅能够显著降低施工活动对环境的影响，保护周边生态系统的健康，还能够为软土地区深基坑工程的可持续发展提供坚实的技术支撑和理论指导。这些技术的实施有助于确保工程项目在环境保护的前提下顺利进行，同时也为类似工程提供了可借鉴的经验和方法。

1深基坑土方开挖的土壤污染修复技术

软土地区深基坑土方开挖，使周围土壤存在严重的污染。土方开挖过程中会导致重金属等物质进入土壤，导致土壤污染。针对软土地区深基坑土方开挖工程引起的土壤污染问题，可采用物理、化学、生物和植物修复等技术进行修复。

1.1物理修复技术

电修复、热修复等方法是物理修复法修复受污染土壤的主要方法。热修复法是对软土地区深基坑土方开挖污染的土壤加热后，利用热挥发原理，析出土壤中的重金属。电修复法即将软土地区深基坑土方开挖施工现场包含重金属污染的土壤收集后分离处理。以上两种方法存在操作过于复杂、修复成本过高的问题。

1.2化学修复技术

化学修复法指将可以改变重金属污染物性质的化学添加剂，添加至由于深基坑土方开挖工程造成的受污染土壤中。通过化学添加剂转移污染，降低重金属的污染性能。该方法具有易于操作、简单的优势，利用化学修复法降解土壤中的污染物。

软土地区深基坑土方开挖工程受金属污染后，土壤的降解能力较差。对于1%的重金属，往往需要数十天，甚至可能长期仍无法降解重金属。

1.3生物修复技术

生物修复法指通过污染物的吸附，降低软土地区深基坑土方开挖污染土壤内有害物质的活性。生物修复法是修复污染土壤最节约成本、最有效的方法，具有净化土壤的作用。该法能够加快土壤净化速度，实现工程土体环境污染的高效修复。利用生物修复法处理受深基坑土方开挖，造成污染的土壤，降低土壤中污染物的扩散速度。

1.4超积累植物修复技术

超积累植物修复技术具有积累与吸收重金属的作用，利用植物中包含的微生物，将软土地区深基坑土方开挖污染土壤中高浓度的重金属，转化为低浓度的易于被吸收的金属，提升植物的耐受性与吸收重金属的能力，溶解与吸收软土地区深基坑土方开挖造成的土壤污染。植物的内根系中包含大量的内生菌与细菌，利用其吸收土壤中的重金属等污染物。

1.5四种土壤污染修复技术效果和经济性对比

如表1所示四种土壤污染修复技术的效果和经济指标比较结果。

2深基坑土方开挖的水污染修复技术

软土地区深基坑土方开挖过程中，会破坏工程所在地区的地下水系，导致地下水涌出，污染周边水质。通常采用地下水导流技术，防止地下水涌出，采用物理或化学方法处理被污染的污水，防止污染水体对周边水质产生影响。软土地区深基坑土方开挖工程中，大量环节与水源接触，土方开挖工程排出的污水，影响工程周围的地下水安全。

2.1多级强化水污染修复技术

多级强化水污染修复技术的结构主要包括以下环节：深基坑土方开挖污染水首先通过蠕动泵进行引流，通过流量计控制流速。修复的过程中涉及修复植物、覆土层、一级填料、二级填料和含水层等组成部分。修复植物扮演着重要的角色，其根系能够吸收水中的污染物。在修复区域，覆土层被用于遮盖土壤表面，起到隔离和保护的作用。一级填料和二级填料则被放置在修复区域内，用于过滤和吸附污染物。最后，修复后的水体通过这些修复措施，达到净化的效果。

2.2可渗透反应墙修复技术

可渗透反应墙修复技术是一种用于修复深基坑土方开挖所导致的水污染的方法。利用可渗透反应墙修复技术，在深基坑土方开挖部位，水流往往会带着污染物流动，这会加剧土壤和地下水的污染。为了解决这个问题，可渗透反应墙修复技术被应用于修复受污染的水体。该技术通过在水流方向上设置可渗透的反应墙，将受污染的水体引导到墙内进行修复。

该修复技术需要选取抗腐蚀性良好的反应材料，如活性炭、零价铁、活性岩以及碳纳米管等新型反应材料。这些材料具有吸附和降解污染物的能力，可以有效去除污染水体中的有机物和重金属等污染物。通过设置可渗透反应墙，修复技术能够拦截和清除受污染的水流中的污染物，阻止其进一步传播和污染地下水。这种技术在修复水污染方面具有较高的效果和可行性。

3工程应用实例

3.1工程概况

选取某市某广场地下室作为软土地区深基坑土方开挖环境污染修复的研究工程，该深基坑土方开挖工程位于典型的软土地区，在该区域地下有3层地下室。基坑的开挖面积为12000平方米，深度达到15米。工程采用了桩筏基础作为基础结构，并在地下室外围设置了厚度为1米的连续墙，既起到基坑支护挡墙的作用，又兼具地下连续墙的功能。

3.2工程环境污染修复效果

采用所研究的环境污染修复技术，对软土地区深基坑土方开挖导致的污染土壤中的重金属，进行活化处理。选取土方开挖污染土壤中的镉作为研究对象。污染修复前后，土壤中金属镉的活化性见图1。

经过环境修复技术修复后，土壤中金属镉的活性明显增加。采用超积累植物修复技术时，植物的内生微生物与根系微生物被细菌主导，丰度逐渐降低，从而提升了土壤中金属镉的活化能力。该修复技术能减缓土壤中重金属的沉积速度，吸收土壤中的重金属污染物。通过超积累植物修复技术，原本非富集型活性微生物，转化为富集型的微生物菌群，加快深基坑土方开挖污染土壤中重金属的吸收速度。超积累微生物通过根部菌群与内生菌群的共同作用，调节植物的生长与发育状态并改善土壤中重金属污染对深基坑土方开挖的影响。

采用可渗透反应墙修复技术，对深基坑土方开挖造成的水污染。可渗透反应墙采用不同的复合填料时，污染水的修复效果见表2。

通过实验结果可以看出，不同的复合填料在去除污染物方面表现出不同的效果，如零价铁、活性炭和沸石的组合能去除85.9%的Pb、91.5%的NH4+和92.5%的PAHs。此外，还发现在长期实施可渗透反应墙修复技术时，可能会导致介质堵塞的问题，为了解决这一问题，将缓冲试剂加入填料中可有效防止介质堵塞的发生。总体而言，基于原位处理技术的可渗透反应墙技术能够有效处理深基坑土方开挖所引起的水污染，具有无潜在介质污染、无需地面储水单元、可以处理多种不同类型污染物等优势，同时取得了良好的修复效果。

为了验证软土地区深基坑土方开挖环境污染修复技术的整体修复性能，将所研究的修复技术应用于深基坑土方开挖工程中。统计该修复技术对环境污染修复性能的结果见表3。

环境污染修复时，污染物降解时间过长，是修复中需要考虑的重要问题。污染物降解时间过长，导致污染物扩散，扩大了污染物的污染范围。环境污染修复时，不仅需要考虑污染的修复效果，同时需要考虑污染物的降解时间。表3中，针对该土方开挖工程，修复环境污染，污染物的降解时间相比于未采用修复技术明显缩短。结合多种环境污染修复技术，保证了软土地区深基坑土方开挖工程的整体修复效果，满足污染物降解时间最短的需求。由土方开挖形成的污染物含量在污染源浓度低时较少，采用混合修复技术，发挥高效的污染物吸附性能。

综合工程案例的修复结果，软土地区深基坑土方开挖环境污染修复技术优点如下：该修复技术结合了多种先进的环境修复技术，具有创新性和实用性。不仅有效解决软土地区深基坑土方开挖过程中的环境污染问题，还可以为其他类似工程提供重要的技术支持和理论指导。该修复技术适用于软土地区深基坑土方开挖过程中的环境污染。软土地区分布广泛，该技术的应用范围也相应地广泛。

4结束语

在软土地区进行深基坑土方开挖工程时，由于土质的特殊性和施工过程的复杂性，会对周围环境造成显著的污染影响。这些影响包括土壤中重金属和有机物的积累，以及施工废水对地下水和地表水的污染。为了应对这些环境挑战，文章深入探讨了软土地区深基坑土方开挖环境污染修复技术的多种方法，包括物理修复、化学修复、生物修复和超积累植物修复等土壤污染修复技术，以及可渗透反应墙等多级强化水污染修复技术。通过实际工程案例的验证，这些修复技术不仅能够有针对性地解决特定类型的污染问题，还具有操作上的可行性和广泛的适用性。这些技术的成功应用，为软土地区深基坑工程的环境保护提供了重要的技术支持和理论指导。