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。實踐表明，使用固化劑結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，現場實現淤泥資源利用，減少浪費，有利于環境保護和節約成本。

  1. 工程概況

  某河堤防工程施工內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)、水環境整治工程(景觀節點公園、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”，結合工程實際及節省投資的需要，在該項目尚未實施的堤段中挑選具有可行性的區域作相關試驗段，后期根據實際成效予以推廣。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. 淤泥就地固化技術的優勢和特點

  2.1 技術特征

  淤泥就地固化以化學反應為基礎，通過一系列物理和化學反應改變淤泥性質，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建設市場的需要，滿足了沿海工程潮汐區建設的要求，縮短了建設時間。而硬化土壤在滿足強度設計要求的前提下，比傳統砂石的可塑性更高，可加工成各種需要的形式，滿足景觀規劃的要求，推動國家垃圾回收利用和美麗中國的建設目標的實現。

  2.2 基本原理

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

  3. 淤泥就地固化技術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、材料和機械設備的進場工作。

  (3) 熟悉施工圖紙、施工規范、工藝流程、質量標準、檢驗要求、工程地質與水文情況。

  (4) 對作業人員進行技術交底，以書面形式表達，認真落實施工意圖。

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

  3.2 工藝技術

  3.2.1 基礎技術

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

  圖1 淤泥就地固化施工流程

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

  (2) 固化劑定量調配。固化劑類型采用漿劑。根據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設置固化劑噴料速率。固化劑添加控制系統安裝于后臺供料系統中，能夠實時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，攪拌設備直插式對原位土進行攪拌，攪拌設備正向運行逐漸深入攪拌并噴射固化劑，直至達到固化設計底部，然后攪拌設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，施工時按既定區塊進行細部控制，根據攪拌頭的施工截面，計算出區塊所需用攪拌頭的施工數量，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，即固化設備站位在未施工區塊進行后退施工。在軟弱土區域，由于固化之前的土質較差，不具備設備直接站位施工條件，可由兩側岸邊沿長線固化一段，待固化區域強度足夠承受設備重量后，再站位到已固化區段繼續往里推進施工。設備的使用如圖2 所示。

  圖2 淤泥固化處理設備

  (4) 壓實和養護。固化施工完成后，對施工區域進行平整，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。養護時間宜在7天以上，雨天則在固化場地表面鋪設塑料薄膜，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 技術優點

  就地固化技術優點主要有：

  (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) 能夠實現資源的循環利用，節能環保;

  (6) 能夠代替砂石墊層進行使用，減少砂石用量。

  3.4 技術控制要點

  (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垂直上下多次進行攪拌，保證攪拌不少于2個循環，且前2次邊攪拌邊噴射固化劑。根據實際情況，現場可增加空攪次數，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) 施工現場處理范圍內呈帶狀分布，施工時按 5m х 6m 區塊進行細部控制，根據攪拌頭的施工截面，計算出區塊所需用攪拌頭的施工數量，攪拌過程保證均勻噴攪。

  (4) 在每個區塊攪拌數量施工完成后，需再進行整體性翻攪從而避免每個攪拌頭噴攪過程中產生不均勻的可能，相鄰區塊之間須有不小于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 施工質量管理

  施工單位應建立健全質量管理體系和質量管理制度，成立質量管理組織機構，落實質量責任制。嚴格按照施工圖紙及國家強制性標準和規范進行施工，在施工過程中加強質量檢驗工作，認真執行三檢制，做好工程質量的全過程控制。嚴格把控材料進場檢驗、驗收關口，按規范及設計要求進行施工質量檢測，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 環境影響評價

  根據國內工程成功案例分布情況調查報告，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類地表水環境質量標準(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保要求(IV類地表水環境質量標準)。

  4. 結束語

  與傳統的砂石填埋處理相比，淤泥就地固化土壤材料軟土可現場采集，材料來源廣泛，成本低廉，應用廣泛，可根據要求調整強度，提高地基的承重能力，減少沉降。淤泥就地固化在生態修復領域具有廣闊的應用前景，固化土壤在滿足強度設計要求的前提下，比傳統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保價值。