吹填土區域的土壤改良技術研究

張智盛 周乾胤

摘 要 吹淤填海作為目前最成熟的填海方式之一，已經成為我國沿海城市填海擴地的重要手段。而如何利用有限的條件，以吹填形成的重度鹽堿性淤泥上作為基礎，進行綠化種植，成為目前沿海城市吹填區市政建設的一大難點。現以甌江口新區一期市政工程PPP項目為例，研究分析通過原土改良等方法，在吹填區進行綠化種植的施工技術。

關鍵詞 溫州；吹填土；土壤改良；市政工程；甌江口

1 工程背景

中國綿延彎曲的海岸線長達3.2萬公里，位居全球前列，有著數量眾多的濱海城市。全國綜合實力排名前50的城市中有19座坐落在海濱地區，這些城市成為了中國城市化發展的領頭羊。隨著這些濱海城市的不斷發展，不斷暴增的人口與有限的土地土地資源之間的矛盾逐日突出，在追求城市發展的征途中，城市建設者將雙手投向了海洋。

溫州市政府在經過規劃研討后，計劃于靈霓半島東南填海造城，建設甌江口新區。市政綠化工程是作為市政基建的一部分，但是在吹填土區域，如何保證植物景觀效果和植物的存活率成為了綠化工程的一大難題。

1.1 研究內容

針對溫州甌江口新區的市政綠化工程中，吹填土基礎難以進行植物造景的問題，結合國內現有的吹填土綠化技術，通過對工程當地各項土質條件的詳細分析研究，設計出一套適用于甌江口的市政綠化技術方案。

1.2 研究方法

查閱國內外現有的有關吹填區綠化種植方面的文獻資料，在研究分析其他吹填土工程中所采用的綠化技術的基礎上，進行溫州甌江口吹填區市政工程綠化技術的研究。通過收集、檢驗、整理、分析等工作，獲得甌江口實地各項數據，以詳實的數據作為研究的支柱。將甌江口與條件相近的吹填區相比對，得到相似點與差異。甄別出甌江口綠化工程相對于其他吹填區不利于綠化實施的條件，并尋找解決思路。

1.3 研究綜述

國外的圍海造地起步較早，如韓國、日本、荷蘭[1]等國家都是圍海造地大戶。韓國自1910年為了解決國內耕地緊張的制約，進行了一些小規模的圍海造田，其后經歷了數個階段發展，應對不同的需求。由于認識到了圍海造地對環境的影響，現如今，韓國采取了謹慎的圍填海政策。在日本，多采用移山填海、垃圾填埋的方法。由于其本身土質及氣候的影響，即時采用了吹填方式造地的方式，其土壤改良也相對較為容易，其研究重點主要集中在對超軟地基進行處理及工程力學方面[2]。荷蘭作為世界上有名的造地大國，由于其本身國土地勢較低，造地工程成為其國家重點工程，素有“上帝造海，荷蘭造地” [3]之說。經多發檢索，并未發現國外有關吹填區綠化相關的研究報道。國外對此多采取放置、自然演化的方式，等待吹填區達到綠化的需求。

我國經過研究和技術開發有了突破性的研究方向，但都需要巨大的時間投入，并不能解決在實際圍海造地工程中，急需進行快捷有效的土壤改良并盡快盡早進行綠化造景的需求。為溫州甌江口新區市政工程，設計一項符合工程要求可以實際采用的綠化種植方案勢在必行。

2 甌江口新區工程概況

2.1 工程簡介

溫州市甌江口新區一期市政工程，是由溫州市政府與上海建工合作建設的PPP項目。甌江口新區地處東海與甌江的交匯處，地處靈昆島和霓嶼島之間，不僅是溫州中心城市主拓展區，也是溫州沿海產業帶核心區。同時，作為浙江省審批的第一個產業集聚區，將成為溫州發展的一個新平臺。總規劃面積達到了130平方公里。

園林景觀范圍為甌江口新區一期范圍內景觀工程（不包括經九路西側濕地公園、東南角行政辦公區域周邊水體景觀）。本次景觀結合市政規劃，并對公園綠化、廣場綠化、林帶綠化等提出規劃建議。

一期范圍內景觀工程結合市政規劃，重點規劃道路綠地，道路紅線外綠地與濱水綠地，總綠化面積約為300公頃，綠化總投資約為15個億。工程東側為“一期圍涂工程東圍堤”，南側為“一期圍涂工程南圍堤”，西側為溫州市甌江口新區起步區，北側為“一期圍涂工程北圍堤”。

2.2 自然條件

2.2.1 地形地貌

甌江口新區所處地區三面環江，一面臨海，待建設的區域為濱海淤積平原地貌，場地內現僅有淺灘。

2.2.2 氣象條件

甌江口新區地處浙江省東南沿海地區，屬于亞熱帶海洋性季風氣候，全年四季分明，冬短夏長，夏冬時節沒有極端高溫或低溫，雨水充沛。甌江口地處甌江入海口處，三面環江、一面臨海，不同于溫州市區有群山圍護。近多年平均氣溫為17.9℃，無霜期272天，年極端最高氣溫39.3℃，極端最低氣溫-4.5℃。本區域全年雨水充沛，年降水量1400-1800mm，平均1695mm，最大日降雨量355.9mm（1981年）地下水位高、鹽度高。

2.2.3 地質條件

甌江口新區一期現狀為淺灘吹填場地，場地內土層經過軟基處理（真空預壓及堆載預壓），原土土質無法達到綠化種植要求。擬建場地的巖土體結構自上而下分布如下：

由表1可見甌江口一期區域內現狀土層主要為含水量高？壓縮性高？靈敏度高？強度低的淤泥和淤質土，施工難度大。

2.3 工程難點

本次工程改良用土為地表原土及防護林開挖原土（防護林開挖深3m），所用巖土體主要為沖填土。沖填土是利用特殊機械（吸砂船、運砂船、吹填工作定位船）將砂源區的泥砂運送至預定位置沉積形成的人工堆積物。本區域內沖填土為新近吹填而成，并進行了真空預壓處理。表現為灰色、流塑-軟塑狀的高壓縮性黏土。該層土壤pH平均8.76，高者達9.04，極易發生脫鹽堿化，含鹽量平均9.95g/kg，最高有效數據達11.30g/kg，區域內所取土樣含鹽量均高于6.00g/kg，屬于鹽土。根據統計，一般園林植物的耐鹽能力都比較差，土壤含鹽量超過0.15%時，pH值大于8.0時就不能正常生長[4]。

如果想以此土層土壤作為種植土，存在下列問題：

①土壤中殘留著海水中的鹽堿成分，致使土壤全鹽量及pH值過高。

②土壤中pH堿性過大，有機質含量極低，土壤的團粒結構松散，土壤嚴重板結。

③土壤經過真空預壓處理，理化性被進一步破壞。

④黏土土質，透水性極差（圖1）。

2.4 原土改良

本次工程需要土壤改良的范圍包括道路紅線外綠化、防護林綠化、公園綠化，為了盡早于紅線內形成景觀效果，提升造景效率，經施工單位與業主單位協商，決定在道路紅線內景觀綠化均采取客土種植，道路紅線外及防護林景觀綠化對原土進行土壤改良。其中：道路紅線外綠化面積46公頃，防護林綠化162公頃，公園綠化57公頃。

溫州市甌江口新區一期市政PPP項目的土壤基礎為經過地基處理的吹填淤泥，因其原型為長期受海水浸泡的濱海淤泥，故本次需改良的土壤具有堿性強、鹽度高、缺乏氮素的特點，針對本次吹填土的三個特點，制定針對性的改良方案。

2.4.1 鹽堿土改良要求

（1）根據上述土壤性質需要添加摻拌改良劑和有機質，改良后土壤質量參數必須達到表1要求。

2.4.2 改良前土樣數據對比分析

一期工程成陸和墾殖時間短，土壤鹽堿度高、理化性狀差，其原型為吹填土。吹填土是灘涂的濱海潮灘鹽土通過吹填而成，盡管經過疏干脫水達到一定標高，但它只能提供植物生長的基礎條件，且這個基礎環境又因其成土時間過短，原土鹽分過高，以及與海水仍存在著水力聯系，而成為園林植物生長的最大阻礙。圍海吹填形成的土壤，缺乏土壤生物及其演替過程，沒有植物必需的水、肥、生物、氣候條件，只能稱其為“人造土壤”。

（1）土壤全鹽量及PH值對比分析

隨著pH的升高，Na+更容易進入土壤吸收性復合體，即pH越高，土壤越容易堿化，一般認為pH>8.5易堿化，易發生脫鹽堿化，項目土壤pH 平均8.76 g/kg，高者達9.04 g/kg，極易發生脫鹽堿化。含鹽量平均9.95 g/kg，高者達11.30 g/kg，取樣點含鹽量均高于6.00 g/kg，屬于鹽土。

溫州市甌江口一期市政工程PPP項目土壤的鹽分含量及pH經過檢測后，一期市政工程區域全鹽量13.13，PH值8.76；起步區區域全鹽量4.74，PH值8.39。

（2）采樣測試結果——離子組成對比分析

氯離子與硫酸根離子的比為7.24，高者達到了8.43，土壤鹽分中NaCl的含量占了總全鹽量的80.32%。

（3）采樣測試結果——土壤養分對比分析

吹填土的養分含量與吹填物的質地相關，由砂壤質海底沉積物吹填而成的黏性砂壤質吹填土，有機質及水解氮偏低。項目土壤有機質平均為15.03g/kg，低于改良質量要求的25-35g/kg；水解氮平均46.60mg/ kg，低于改良質量要求的60-120mg/kg；有效磷平均值為34.03 mg/kg，高于改良質量要求的10-20mg/kg；速效鉀平均值為738.00mg/kg，高于改良質量要求的70-125mg/kg。

（4）采樣測試——土壤物理結構分析

本項目吹填土質地黏性砂壤土，經過真空預壓處理，取樣點土壤滲透率均為 0.00mm/h，透氣性差、透水性差，晾干后板結嚴重，難以去除土體內鹽分。土壤容重均值為1.83g/cm-3，項目地為新圍涂地，土壤含水量高，許多區域仍為為海泥。

2.4.3 改良原理

本工程中土壤改良主要原理為增加土壤滲水性，轉化原不溶于水的鹽堿成分使其溶于水，然后通過降雨或人工淋溶的方式，用水分“洗”出鹽堿成分，最后通過盲管排出土體（圖2）。

通過摻加不同量的風化母質進行實驗比對，添加30%的風化母質可以有效增加土壤疏松度、降低容重及降低PH值。本次改良土壤原為海底淤泥，里面沉積了大量不溶于水的鹽堿成分，0.1%的脫硫石膏可以與土壤內不溶于水的鹽堿成分反應，使其能夠溶于水，提高洗鹽效率。

2.4.4 改良方案

針對吹填土土壤特性，設計地下排鹽、排堿工程及快速改土培肥的農藝工程及土壤改良措施。溫州市甌江口一期市政工程PPP項目土壤改良的分為兩種：道路紅線外綠化改良、防護林綠化改良。根據與起步區土壤理化指標對比、分析，制定了以下2種鹽堿土土壤改良方案：

（1）道路紅線外防護林帶微地形土壤改良方案：

①整理達到設計標高的地形，清除土內雜物，鋪設改良劑A（30%風化母質、0.1%脫硫石膏）。

②用機械把改良劑A與原土（深 10000mm）攪拌均勻，增加土壤的疏松度。

③在攪拌完成后，打孔，孔直徑100mm，間距50厘米，深度800mm，孔內填滿20-40mm的石子。

④把土層拌勻后，垂直道路走向及地形兩側開挖盲溝，深度距地表1000mm，寬400mm，間距10000mm。內填300mm厚，粒徑20-40mm的碎石，然后鋪設防腐編織布，回填夯實，盲溝互相連接，地形兩側的盲溝最后與市政雨水井相連。

⑤排水盲溝設置完成后，在土方回填到原設計標高且拌入改良劑A，根據圖紙放線找出喬灌木位置，然后開挖樹穴，并開挖支排水盲溝，樹穴之間相互連接，最后連接至主排水盲溝（圖3）。