廢棄泥潭治理與水系景觀再造施工關鍵技術

孫曉陽 舒 松 于健偉 邊 輝 湯 敏

中國建筑第八工程局有限公司總承包公司 上海 201204

隨著中國城市化進程的加速，在發展過程中產生了許多城市廢棄地，原有地形地貌環境遭受破壞，具有潛在的地質災害風險，且嚴重影響城市環境形象，如何科學、經濟、生態地進行廢棄地的修復與景觀改造成為亟需解決的難題。

目前國內外研究表明，廢棄地再利用方案通常歸納為3類：

一是通過中國傳統景觀改造手法，對受損的廢棄地進行生態修復。

二是通過調整管理模式、改進設備等技術手段，延長成為廢棄地的時間。

三是在現有廢棄地基礎上，以最小程度干預，挖掘廢地利用價值，實現景觀重塑、生態修復改造[1]。

筆者對第三類廢棄地處理方法進行研究梳理，將其成功運用在實際項目中，社會效益和經濟效益顯著，可為類似工程施工提供參考。

1 工程概況

江蘇園博園項目廢棄泥潭位于城市精品展園核心區，面積約4萬 m2，平均深度23 m，通過克服淤泥原位固結、地形地貌修復、生態水系再造、生物多樣性重塑等難題，實現廢棄泥潭生態治理再利用（圖1）。

施工中，以水泥、水硬性膠凝材料為主的固化劑對環境影響小，將礦坑深厚泥漿治理后打造成良好的水體景觀，構建大湖生態空間關系，體現綠色建造理念；采用原位固化快速提升淤泥承載力，實現高效建造，取得了較好的社會效益和經濟效益，經進一步提煉，形成廢棄泥潭治理與水系景觀再造綠色高效建造技術，可為類似工程施工提供借鑒[2]。

2 工程重難點

1）項目采用螺旋式兩棲淤泥固化機，解決了常規地基加固施工機械無法在軟弱土上施工的問題，且工程造價相對較低。

2）利用固化劑提高深度在3～4 m處的廢棄泥漿強度，固化強度高、時間短、速度快，可解決淺層軟弱地基處理的難題。

3）固化劑采用水泥、水硬性膠凝材料等，對環境影響小，同時可將礦坑深厚泥漿治理后打造成良好的水體景觀，構建大湖生態空間關系。

4）通過調整、修復泥潭治理后的微地形，營造由邊岸向水體平緩過渡的緩坡，形成深水區、淺水區、蜿蜒邊岸等多樣化生境。

5）通過設置大型沉砂池，初期雨水沉淀后進入大湖主水體，再利用構建的水生態系統，達到凈化水體、提高生物多樣性、調節能量流和物質流等效果。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 泥漿水力沖刷及雜物清理

通過高壓水泵對現有泥潭廢棄泥漿進行沖刷，一能稀釋泥漿濃度方便抽取，二能清理產生的植被和雜物，泥漿處理后存放在泥漿池。

3.2 泥水分離處理

通過設置絮凝區，加入絮凝劑對泥漿池內泥漿進行初步分離，處理后的泥漿泵送至土工袋中。

3.3 土工袋脫水固結

土工袋將泥土顆粒攔截在內部，水分從織物空隙中滲出，從而實現快速脫水的固化目的。固化出的清水可循環用于水力沖刷，固化形成的泥土可資源化用于綠化土或回填土，如圖2所示。

3.4 螺旋固化機定位

1）固化材料設計。采用固化劑水灰比為0.7，由質量比為7∶3的水泥和添加劑組成，總摻入量為12%，漿液密度1.6 kg/L，每米樁長水泥漿用量272.24 kg。

2）設備定位。按設計圖紙要求進行固化點位放樣，插竹竿或彩旗作為定位標記。

3.5 “四攪兩噴”固化施工

根據定位標記，固化劑到位后，采用“四攪兩噴”的固化工藝進行施工，當前樁位完成后，固化機移至下一樁位重復步驟進行施工[3]。

3.6 湖岸邊坡處理

現狀泥潭邊坡有三大類型，一是陡峭山體段，二是滑坡段，三是較緩邊坡段。陡峭段無防護需求、以保持現狀為主，其他處邊坡結合景觀處理。固化樁區域駁岸擋墻采用厚0.25 m的C30鋼筋混凝土板，擋墻每隔15 m設置1條沉降縫[4]，如圖3所示。

圖3 駁岸施工

3.7 防滲膜鋪設

1）采用6 000 g/m2的防滲膜，每100 mm拉伸量所需拉伸力大于等于900 N、垂直滲透系數小于等于3×10－12m/s、耐靜水壓大于等于0.5 MPa、無滲漏水蒸氣透過量大于等于2 000 g/（m2·d）、最大負荷下拉伸率不小于15%、每100 mm剝離量所需力不小于65 N。

2）固化后基層處理應平整、堅固、干燥，不能有積水，同時防滲膜禁止在雨天施工。

3）防滲膜鋪設應按規范要求進行，從最低處分塊分區進行鋪設；防滲膜應采用搭接鋪設，且防滲膜與防滲膜接縫應錯開。

4）防滲膜末端放入坡頂400 mm×400 mm錨固溝內，采用回填土進行固定，如圖4所示。

圖4 防滲膜鋪設

3.8 種植土回填

按照設計地形標高進行種植土回填，主要采用機械回土，人工配合夯實。

3.9 水生態構建

3.9.1 濕生植物管控

利用寬1.5 m填充型網墊在旱柳與蘆葦的邊緣進行水下壓實隔離，阻止其根系越過網墊向水中心擴散。通過控制濕生植物的過分繁殖，以維持整體呈現大水面[5]。

3.9.2 改善生態空間

調整、修復清淤后泥潭地形，營造由邊岸向水體平緩過渡的緩坡，營造蜿蜒邊岸、淺水區、深水區等多樣化生境。同時，結合水下地形及植被分布情況，沿岸邊布置假山景石和水生植物，改善生態空間[6]。

3.9.3 提高生物多樣性

在深水區種植沉水植物并與泥水界面穩固工程結合，在近岸水域種植挺水植物、浮葉植物，以優化植物群落結構，同時為魚類、鳥類等生物提供食物來源，構建健康的生態系統。

3.9.4 建立生態緩沖帶

根據現狀地形，除泥潭東側山體有部分植被覆蓋外，其余位置皆為裸露表土，結合景觀工程及邊坡防護進行生態緩沖帶的建設。

3.10 水環境監測

水環境自動監測系統綜合利用自動控制、無線通信、數據庫及網絡工程等技術，水質情況自動分析，將采集的監測數據上傳至云端，通過手機或電腦APP可實時查看，實現了水質監測數字化管理（圖5）。

圖5 系統構架示意

3.11 質量控制要點

3.11.1 施工準備要點

1）熟悉圖紙，由深化設計師進行現場復核與深化，并由設計確認后施工。

2）施工前檢查水泥、固化劑等材料質量及螺旋固化機設備性能。

3）檢查樁位定位放樣誤差，控制在規范允許范圍內。

3.11.2 設備調試及供漿試驗要點

1）淤泥固化機設備組裝完成后，使用前要進行調試，檢測其工作性能是否正常，下鉆、提升、攪拌回轉等調試參數依據設計圖紙設定。

2）依據設計供漿壓力及流量進行供漿試驗，保證固化劑輸送暢通，確保噴漿壓力滿足設計直徑和深度。

3.11.3 質量檢查要點

1）施工過程中應檢查水泥用量、下鉆和提升速度、樁架的垂直度、架底盤的水平度等是否正常。

2）施工過程中應隨時檢查計量及施工記錄，評定每根樁的成形質量，重點檢查水泥和固化劑用量、固化樁長、和單樁施工時間等。

3）淤泥固化成樁后按要求檢測28 d復合地基靜載力。

4 結語

江蘇園博園項目泥潭原位固化及駁岸擋護設計，泥潭治理面積約4萬 m2，淤泥平均厚度約23 m，最深39 m，駁岸邊坡為二級安全等級，駁岸擋護結構和泥潭原位固化樁設計使用年限為50 a。本工程通過采用表層清淤、原位固結、景觀再造的施工工藝，解決了地基承載力差時施工設備的選擇、工期較緊情況下的快速治理問題，并且實現了較好的保護自然水生態和雨水回收經濟環保的目標，得到了社會一致好評，為今后類此工程提供了借鑒，具有廣泛的應用前景。