南水北调东线疏浚淤泥固化力学性质试验研究

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南水北调东线工程高含水量疏浚淤泥材料化处理方法

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第３卷第４期６２０年７月０８
河海大学学报（自然科学版）
Ｊｕａｏｔｈｉｎｖｒｔ（ａｒｌｃｎｅ）ｏｒｌｆｔａＵｉｓｙＮｔａＳｉｃｓｎｏｅｉｕｅ
环境造成破坏．外，此在平原地区，良质填土材料还经常通过外购方式来解决．
因此，何有效地利用废弃疏浚淤泥是工程界关注的一个热点问题．如目前，国内外在筑堤工程中通常采
用淤泥固化处理技术，即将疏浚淤泥添加水泥系固化剂并进行搅拌后用于围堰填筑，取得了废弃物有效利并用的良好效果ｌ４－．该指出的是，３，７应－６Ｊ固化淤泥要求一次成型，采用专门的施工设备和搅拌技术才能够达需到这一要求，这样的要求限制了淤泥固化处理技术在我国工程上的应用范围．笔者根据我国目前施工设备较为简单、工技术水平较低的特点，高含水量疏浚淤泥进行了试验研施对究，并提出了将其处理成一种松散的良质土的技术ｌ８．８＿
表１白马湖疏滩淤泥物理指标
Ｔａｅ１ＰｈｙｉａｌｉｉｅｆｄｒｄｇｄｃａｉａＬａｂｌｓｃｎｄｃｓｏｅｅｌｙｉＢａｍｋｅｎ
１疏浚淤泥的基本性质
试验用疏浚淤泥取自南水北调东线白马湖疏浚工程，物理性质如表１其所示．中液塑限为试其

城市湖泊环保疏浚淤泥固化试验研究

266
min f 3 x 1.73x1 2.61x 2 1.19x 3
中国水运
第 12 卷为了简便地体现各指标的影响程度，对试验结果进行指
s.tg1 x i 0.13 i 1, 2,3
x i 0 i 1, 2,3
标优属度处理。从图 5 可以看出，单独掺入 13%的水泥不仅强度指标最高，但成本指标也最高。单独掺入 13%的粉煤灰，强度指标最低，相应的成本也较少。在混合添加剂方案中，掺入生石灰 4%、粉煤灰 9%这一方案成本指标最小；掺入水泥 6%、粉煤灰 7%这一方案强度指标最大。工程中需要选择既降低成本又高于施工强度的方案，可以看出方案（4%水泥、 9%粉煤灰）为最优方案。此种方案不仅可以满足强度需要，（2）（3）又可以节省约 45%的成本（相对于 13%的水泥）。值得注意的是，方案（生石灰 6%、粉煤灰 7%）也可近乎拟为最佳方案。主要由于其成本稍大，可以作为备用方案，这一结论与理论分析结论一致。四、结论通过室内含水率和强度试验，并结合多目标规划模糊化理论模型，对不同添加剂掺量的混合土进行分析和最优化筛选，以满足强度和成本指标。根据上述分析，主要结论如下：（1）在单一添加剂条件下，水泥的处理效果较好，但成本很高；粉煤灰处理效果较差，但成本较低。（2）采用多目标规划模糊化模型来反映混合添加剂的效果比较理想，偏差较小。产生偏差的原因主要是添加剂的互相影响。（3）两种添加剂混合时，理论分析和试验结论一致。当掺入 4%的水泥和 9%的粉煤灰为最优方案。此方案有效地降低约 45%成本（相对于 13%的水泥），且强度增长率达到 321%（相对于未处理土体）。参考文献 [1] 朱伟，张春雷，刘汉龙等.疏浚泥处理再生资源技术的现状[J].环境科学与技术，2002，25（4）：39-41. [2] 陈萍，张振营，李小山等.废弃淤泥作为再生资源的固化技术与工程应用研究[J].浙江水利科技，2006，148（6）： 1-3. [3] 杨永荻，汤怡新 .疏浚土的固化处理技术[J]. 水运工程， 2001，34（4）：12－15.

高含水率疏浚淤泥生石灰材料化土击实方法研究

10
20
30
40
50
60
70
塑限wP(%)
石灰改良土的最优含水率＜塑限含水率。
淤泥材料化土击实需解决的问题材料化土的含水率大于塑限材料化土大量利用，降低含水率困难
问题1：常规的击实方法不适用，如何击实材料化土？问题2：无法达到最大干密度，如何评价其已经击实？
二、材料化土击实方法
表 1 疏浚淤泥物理性质指标含水率 /% 72.2 容重 /kN/m 13.8
高含水率疏浚淤泥生石灰材料化土的击实方法研究
高玉峰河海大学岩土工程研究所
2009 年12月
报告内容一
研究背景材料化土击实方法材料化土击实评价标准结论
二
三四
一、研究背景
南水北调东线工程疏浚淤泥的产生
拓宽、浚深输水能力不足
淤泥疏浚
淤泥堆场
一、研究背景
南水北调东线疏浚淤泥的特点
建筑材料物理脱水吹填后固结淤泥固化
淤泥含水量相对较低
淤泥材料化
在高含水率的疏浚淤泥中掺入生石灰等添加剂，将高含水率疏浚淤泥处理成可以作为一般填土材料的松散的良质土。
70 60
击实含水率w(%)
50 40 30 20 10 0
0
Aydm Kavak et al F.G.Bell F.G.Bell et al 曾静等 Yucel Guney et al 华薇等陈善雄等罗强等贺建清等本文试验 Equality Line
15% 18% 12% 15% 18%
72.80%
80.20%
21%
24% 12% 15% 18% 21% 24%
92.60%

淤泥质水泥土力学特性室内试验分析

变化曲线
2.2养护龄期对水泥土强度特性的影响
水泥土试样养护龄期与其强度的关
3
水泥加固软土机理
现如今工程中引进各种各样的固化
剂，这些固化剂本质的固化机理都有所
不同。水泥加固土的强度主要来自于水
系如图 2 所示。在 7d~14d 区间内，
泥水化产物的胶结作用，本文详细叙述
16%、18%、20%、22% 水泥掺量的水泥
min 时能够在指定时间内完成相关加
表2
载。于是将此速率应用于试验当中，对
试样标号
试样进行连续加载，直至水泥土试样完
全破坏并记录试样的峰值荷载和位移。
2
试验结果分析
试验所得相关试验数据如表 3 所
示，根据相关试验结果进行如下分析。
水泥掺入比/%
土量/g
水泥掺量/g
水/g
减水剂/g
[J]. 高校地质学报 , 2020, 26(06): 674-
究进展[J]. 南水北调与水利科技,2018,
Engineering Geology, 2011, 122(3):
16(05):128-138.
328-333.
[7]
学与工程学报,2014,11(05):106-111.
[13]
度保持性能好等优良性能，可高效解决
大于软土养护试块；王达爽等[9] 提出综
高强高性能混凝土粘度大、施工性能差
合参数和水泥土强度预测公式，并对比
的弱点，所用水为合肥工业大学结构实
分析目前较常用的水泥土强度预测公
验室自来水。
式；殷晓慧等[10] 针对搅拌时间对水泥土
本次引江济淮工程 C001 标节制闸

疏浚淤泥流动固化土的三轴剪切试验研究

１．。；服后的强度包线几乎是一条过原点的直线．于三轴剪切试验结果和传统的土的抗８１）屈基
剪强度理论，出了流动固化土的抗剪强度表达式．给通过三轴试验，示了主应力差和孔隙水压揭
力随围压增长的规律，明确了疏浚淤泥流动固化土的抗剪强度性状．关键词：浚淤泥固化土；疏三轴剪切试验；强度包线；折线；构性双结中图分类号：４７Ｕ４文献标志码：Ａ文章编号：１０００（０１０ —００００１— ５５２１）５１７－５
Ａｂｓｒｃｔａｔ：Ｉｒｅｏｉｖｓｉａｅｔｅｓｒｎｔｏｅｔｅｆｔｅｆｏｗ— ｏｉｉｅｏｉｏｒｄｅｌｙｎｏｄｒｔｎｅｔｇｔｈｔｅｇｈｐｒｐｒｉｓｏｈｌｓｌｄｆｄｓｌｆｄｅｇｄｃａｓｉ
ｍｅｏｒａｉｌｓｅｅｔ，ｅｌｗｆｔｅｄｖａｏｔｅｓａｄｔｅｐｏｅｗａｅｅｓｅｖｒｎｉｅｒｕｓｔｉｘａｈａｔｓｓｔａｏｈｅｉｔｒｓｓｎｒｔｒｐｒｓｕｒａｙｉｇｗｔｔｒｈｒｈｈｈｃｎｆｎｎｒｓｕｅｉｅｅｌｄ，ａｄｔｅｓｅｔｅｇｈｂｈｖｏｆｔｅｆｏ —ｏｉｉｉｄｏｌｏｒｄｅｏｉｉｇｐｅｓｒｓｒｖａｅｎｈｈａｓｎｔｅａｉｒｏｈｗｓｌｄｆｅｓｉｆｄｅｇｄｒｒｌｃａｓｉｌａｌｅｏｓａｅｌｙｓｃｅｙｄｍｎｔｔｄ．ｒｒＫｅｏｄｓ：ｓｌｄｆｅｏｌｏｅｇｄｃａ；ｔｉｉｌｓｅｅｔｓｅｇｎｖｌｐｙｗｒｏｉｉｉｄｓｉｆｄｄｅｌｙｓｒａａｈａｔｓ；ｔｎｔｅｅｏｅ；ｄｕｅｂｏｅｒｘｒｒｈｏｂｌｒｋｎ

工业废料固化高含水率疏浚淤泥强度特性分析

桂跃，其，庆王合２张
（．１昆明理工大学建工学院土木系，－昆明６０５；．－南Ｘ５０１２上海铁路设计院集团有限公司，上海２０２）０１０
摘要：疏浚淤泥因含水率高而难以直接利用，将其固化成填土材料是一种有效的处理方法．本文通过试验
掺灰比ａ／，％
掺灰比 “／％
图３不同龄期固化淤泥无侧限抗压强度与工业废料掺灰比关系
Ｆｇ３ＲｌｔｎｈｐｏＳｗｉｈｅｃｎｆｓａｉｚｒｗｉｉｅｅｔｃｒｎｅｏｉ．ｅａｉｓｉｆＵＣｔｔｅｐｒｅｔｏｔｂｌｅｔｄｆｒｎｕｇｐｒｄｏｈｉｈｆｉｉ
生大量疏浚淤泥Ｉ．４疏浚淤泥含水率高、Ｊ黏粒含
量高、度极低，多还富含有机质，工程上难强很是以直接利用的一种特殊土．我国，常是作为废在通弃物在农田、塘等地集中堆放，不加以妥善处水若理，则会长期占用大量土地，成一系列的社会问造题，并且存在环境污染危害，何处理疏浚淤泥是如
龄期９天０
㈣枷
。
曩醛嚣雕 Nhomakorabea０
５
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２５
掺灰比 “，％
掺灰比 Ⅱ，％
ｌ
１１１
１

水泥搅拌桩在淤泥质软土地基处理中的应用探讨

设计堤顶高程１．ｍ，游引河设计５下０
的推动了这种地基处理的发展。从总体上看，现已发展成为一种海陆兼备、地基基坑双用的干湿两全的软土处理技术，其加固深度和加固效果随设备功能的提高而加大。同时水泥搅拌桩复合地基作为一种地基处理方式与目前采用的其他方法相比，由于设备简单、工方便、施噪音小、振无动、工期短、投资少且无环境污染ｌ］７，对相邻建筑物无不利影响，而且适用的材料仅水泥而已，对软土厚度大、含水量高、隙比大、孔力学强度低的
（）泥质软土灵敏度高，工５淤施
平坦，除堤身部位较高外（程１．高５０
ｍ左右），场地内地面高程多在６５．～７５ｍ，．东侧蟹塘密布。场地位于扬子
期间由于扰动会使地基淤泥质软土强度迅速降低，导致剪切破坏。
（）高含水率土料进行堤防填６用
２１工程地质．
土地基发生较大沉降和不均匀沉降，
使堤身出现纵横向裂缝，破坏整体牲。
（）土地基透水性弱，４软固结缓
金湖站场地处于里下河浅洼平原区，地貌类型属古泻湖堆积的滨湖堆积平原及湖滩地。泵站部位地势较
慢，施工期加载方式及加载速率受地基固结稳定条件制约，工后堤防的竣变形将持续很长时间。
２．２．５－７２．－２．５７
２４．０３－
２．６１８．
３．０１４３．４２４
２６９．０２５４８．

淤泥材料化土松散团聚体击实后基本性质

第３４卷第３期
２ｔ０２年３月
武
汉
工
程
大
学
学
报
Ｖｏ．４Ｎｏ３１３．Ｍａ２２０１
Ｊ．ＷｕａＩｓ．Ｔｅ．ｈｎｎｔｅｈ
文章编号：６４— ８９２１）３— ０２— ５１７２６（０２００２０
术，目标是将其处理成用于对土的强度和变形的
要求不高的填方工程使用的填土材料，比如淤泥
吹填堆场堆载预压施工的堆载用土、堆场附近在
的施工便道及乡村的低等级公路填方用土等ｌ．４淤泥材料化土是一种新型的填土资源，的物理它力学性质、工工艺以及评价标准均有待于进行施
本文通过室内试验，分析了淤泥材料化土松散团聚体击实后的基本性质，包括土的干密度、孔隙比、和度，饱及其分别与掺灰比、闷料期的关系．试验结果表明：击实疏浚淤泥材料化土的于密度随着掺灰比的增大而增大，随闷料期的延长而增大；孔隙比随着掺灰比的增大而减小，随着闷料期的增大而减小；和度随着闷料期饱
Ｏ引言
在港口工程、围垦工程、湖清淤工程中会产河
生大量的疏浚淤泥，些淤泥含水率高、流态，这呈几乎没有强度，何处置是一个重要的问题＿．如ｌ目前针对疏浚淤泥的处置方法主要是海洋抛淤和陆上堆填．海洋抛淤法会污染海洋环境，来越受越

南水北调东线工程淮安城区段里运河底泥处理

南水北调东线工程淮安城区段里运河底泥处理作者：陈红卫,高小琴,于淑坤来源：《南水北调与水利科技》2010年第03期摘要:南水北调东线工程淮安城区段里运河底泥处理是根据底泥污染程度,确定底泥清除范围,对底泥进行填埋处理,排泥场采用底部处理、渗沥水收集、表面处理等方面进行了专项设计,将底泥渗沥水收集后排入城市污水处理系统,底泥固化后建成城市景观绿地。

这种底泥处理方法不仅确保了里运河河道调水水质要求,也有效地防止底泥的二次污染,因此,此法可供类似城市河道清淤工程借鉴。

关键词:南水北调东线工程;底泥处理;清淤中图分类号:TV68;X503文献标识码:A文章编号:1672-1683(2010)03-0032-03Canal Sediment Treatment Technology on the Huai′an Urban Section in the Eastern Route Project of the South-to-North Water DiversionCHEN Hong-wei,GAO Xiao-qin,YU Shu-kun(Huai′an Water Resources Bureau of Jiangsu Province,Huai′an 223005,China)Abstract: Sediment treatment technology is applied in Huai′an urban section in Canal on the Eastern Route Project of the South-to-North Water Diversion,which mainly includes that the scope of sediment removal is determined according to sediment pollution levels,and the mud field is applying special design of the bottom treatment,leachate collection and surface treatment.Leachate will be collected from sediments into the urban sewage treatment system.Sludge solidification and green urban landscape are built on it.This approach not only can meet the water quality requirements,but also effectively prevent the sediment secondary pollution.Therefore,this method can be a reference for similar city river dredging projects.Key words: the Eastern Route Project of the South-to-North Water Diversion;sediment removal;dredging0 前言南水北调东线工程利用现有京杭运河及其平行的河道输水,输水干线联接长江、淮河、黄河、海河4大流域下游区域,这4大流域污染物将对输水水质造成严重的影响。

浅谈南水北调东线河道流动淤泥开挖变更索赔案例教学内容

浅谈南水北调东线河道流动淤泥开挖变更索赔案例一、变更案例背景 1.1、工程概况段河道沿～25+719梁济运河7标输水航道工程主要包括18+750设计河C30混凝土护砌等。

现状梁济运河扩挖河槽，全标段边坡采用。

其28.7m，设计河道边坡为底宽度为66.0m1:3.5，设计渠底高程河中本标段所处的河道位于黄河冲积和山洪冲击交汇处的低洼地带，流地势不均，赵王河、南跃进河等支流众多。

、水文地质情况1.2 1.2.1、招标文件气象水文情况梁济运河流域四季分明，夏热多雨，冬寒少雪，春早多风，秋旱月份，多年平均汛期降水量为96～少雨。

降水主要集中在汛期年内的分布不均匀，。

降雨量年际、占年均降水量的478.0mm，71.6%暴雨具有明显的季节性，的气候特点。

晚秋又早”形成了“春旱夏涝、月份中。

由于流域内地势平坦，河道比降8较大暴雨主要发生在7、较缓，受其影响，洪水涨落比较缓慢，汇集消退时间均较长。

1.2.2、招标文件工程地质情况据工程地质勘查资料显示，本标段为黄泛冲积平原与冲积湖积平上部沉积有第四系全新统冲积的原交互带，该区层地下水埋藏较浅。

粘土、壤土、砂壤土、粉砂、细砂层，中部沉积有第四系全新统泻湖．相沉积的淤泥质壤土、粘土层等，下部为第四系上更新统汶、泗河冲洪积的壤土、壤土夹姜石、粘土、粉细砂层等。

二、变更事件的发生招标文件《技术标准》第七章第1节1.1.4款“工程地质”描述中“上部沉积有第四系全新统冲积的粘土、壤土、砂壤土、粉砂、细砂层，中部沉积有第四系全新统泻湖相沉积的淤泥质壤土、粘土层等，下部为第四系上更新统汶、泗河冲洪积的壤土、壤土夹姜石、粘土、粉细砂层等”；根据SL303-2004表C.1.1规定，天然湿度下的平均容重为1750～1850kg/m3，属松土，主要为壤土、淤泥、含壤种植土；在投标人投标文件中的《施工组织设计》第八章输水航道工程施工中参照招标文件“工程地质”描述，投标人未能预见河道底部的淤泥。

南水北调东线工程3个疏浚泥堆场踏勘调查及试验

南水北调东线工程3个疏浚泥堆场踏勘调查及试验吴学春;孙衣春;丁建文;吉锋【摘要】针对土地资源日益紧张的现状,为使疏浚泥堆场临时征地尽快复垦利用,结合南水北调东线工程3个疏浚泥堆场进行现场踏勘调查、原位测试及室内试验.结果表明:河道疏浚方式、疏浚泥的土性及疏浚完成时间是影响堆场工程性状的主要因素；绞吸式疏浚施工的水力分选作用十分显著,堆场高程和强度随着与吹泥口距离的增大而逐渐降低；疏浚土的黏粒质量分数越高,透水性越差,在自然条件下越难固结；加强堆场表面水的排除可尽快形成表层硬壳层,有利于堆场的复垦利用.%In order to reclaim the dredged soil stockyards as soon as possible, in-site tests as well as field and experimental investigations on three reclaimed yards on the Eastern Route of the South-to-North Water Diversion Project are reported in this paper, due to the deficiency of land resources, The results show that: the methods of river dredging, soil features of dredged soil, and completion time are three important factors that influence the engineering properties of the stockyards; the hydraulic sorting effect of cutter suction construction is significant, and the elevation and strength of the stockyards decrease gradually with the distance to the location of filling-mouth; dredged soil with higher clay particle content has lower permeability and has more difficulties in consolidating under natural conditions; and surface drainage leads to the rapid formation of a stiff shell layer, and is also beneficial to the reclamation use of the stockyards 【期刊名称】《水利水电科技进展》【年(卷),期】2012(032)004【总页数】4页(P47-50)【关键词】南水北调东线工程;疏浚泥堆场;踏勘调查;原位测试;室内试验【作者】吴学春;孙衣春;丁建文;吉锋【作者单位】南水北调东线江苏水源有限责任公司,江苏南京210029;南水北调东线江苏水源有限责任公司,江苏南京210029;东南大学交通学院,江苏南京210096;东南大学交通学院,江苏南京210096【正文语种】中文【中图分类】TV851南水北调工程是缓解我国北方地区水资源短缺、实现水资源合理配置的重大基础设施工程,河道疏浚在南水北调东线工程中占有很大比例。

高含水率疏浚淤泥固化的力学性质试验研究

高含水率疏浚淤泥固化的力学性质试验研究程福周;雷学文;孟庆山;廖宜顺;王帅【摘要】基于以废治废有效利用大掺量粉煤灰治理淤泥的思路,使用水泥和生石灰作为粉煤灰的激发剂,同时使用高吸水树脂内供水进行固化土内养护,进行固化土无侧限抗压强度试验和含水率试验.水泥加高吸水树脂、水泥加粉煤灰及水泥加生石灰双掺固化试验发现,各掺量下固化土的强度随龄期的增长而增长,在水泥掺入比一定时各种固化材料存在最佳掺量;以此为基础的四种材料的正交试验得出了固化淤泥的最佳的配比组合并分析固化机制,可以为低掺量水泥处理高含水率疏浚淤泥的实际工程提供参考.含水率试验得出粉煤灰和生石灰能快速降低固化土的含水率,高吸水树脂能够延缓固化土含水率的降低,能够通过内供水的方式保证水化反应环境,继而促使水化反应更大程度地进行.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2015(015)001【总页数】5页(P295-299)【关键词】高含水率;疏浚淤泥;固化;无侧限抗压强度;固化机制【作者】程福周;雷学文;孟庆山;廖宜顺;王帅【作者单位】武汉科技大学城市建设学院,武汉430065;武汉科技大学城市建设学院,武汉430065;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点试验室,武汉430071;武汉科技大学城市建设学院,武汉430065;武汉科技大学城市建设学院,武汉430065【正文语种】中文【中图分类】TU472.5中国幅员广阔，湖泊众多，淤泥数量非常庞大，中国内陆河湖的清淤以及港口、航道的建设工程中，每年都要产生大量的疏浚淤泥，据有关部门统计，中国每年仅湖泊和河道清淤量高达8 000万t，再加上城市下水道淤泥，每年淤泥的排放量可达1亿t以上[1]。

化学固化处理淤泥的方法可以彻底改变淤泥的物理结构和物理特性，具有许多优点，并且工艺简单，设备和投资运行成本低[2]，在淤泥处理中受到欢迎，并具有广阔的前景。

化学固化法是在淤泥土粒表面形成胶凝物质，使土粒形成具备一定网状骨架和被填充空隙并具有一定水稳定性和强度稳定性的稳定土体，并且其凝结硬化壳可有效降低土粒中重金属等污染物质的活性起到一定的“减污”作用。

河道疏浚淤泥固化技术研究

河道疏浚淤泥固化技术研究杭天飞;唐斌斌【摘要】近年来我国河道疏浚大量开展,河道疏浚淤泥固化问题亟待解决.为研究水泥以及水泥和粉煤灰共同作用对河道淤泥固化的效果,为经济有效地对河道淤泥进行固化,特对固化淤泥进行单轴抗压强度试验.结果表明,固化淤泥强度与水泥掺量呈线性关系,与龄期呈对数关系,随水泥掺量和龄期增大,固化淤泥强度越高;由于粉煤灰主要与水泥水化物反应,故粉煤灰对水泥固化淤泥前期强度影响不大,对后期强度有较大提升.【期刊名称】《水利科技与经济》【年(卷),期】2018(024)004【总页数】4页(P43-46)【关键词】河道疏浚淤泥;固化技术;单轴压缩;粉煤灰;水泥【作者】杭天飞;唐斌斌【作者单位】扬州市勘测设计研究院有限公司,江苏扬州 225007;扬州市勘测设计研究院有限公司,江苏扬州 225007【正文语种】中文【中图分类】TU4110 引言河道清淤疏浚能有效清除河道底泥污染，改善水环境和扩大过水断面，提高排水能力。

近年来，大量河道疏浚项目上马，由于疏浚河道而产生的淤泥是河道疏浚工程须解决的难点与重点之一[1]。

河道疏浚淤泥由于其含水率高、强度低，不易于直接作为地基土，需对其进行固化处理。

目前，针对固化淤泥处理方式有多种，如石膏[2]、砂[3]、化学试剂[4]和水泥[5-10]等，其中水泥是一种最为常用的固化剂。

粉煤灰是煤炭燃烧产生的一种废弃物，其与水泥作用能生成强度较高的钙化物，从而增强水泥作用效果。

对固化河道淤泥而言，掺入粉煤灰能降低水泥使用量，降低工程成本。

因此，对不同水泥掺量、不同水泥与粉煤灰掺量下固化淤泥强度进行研究，能为固化淤泥进行经济有效的设计提供指导。

单塘河位于姜堰城西北郊，新通扬运河以南，相传隋唐时期单雄信曾在此屯兵饮马，故名单塘河。

单塘河为东西走向，全长约1.1 km。

单塘河为历史性河道，缺乏投入，目前淤积严重，两岸环境差。

根据《姜堰区生态建设规划》，按照“利于兴业、便于旅游、宜于人居”的生态名城要求，区政府决定对单塘河进行综合整治，打造亲水、活水通道，形成水清、岸绿、景美。

我国河道淤泥资源化利用的进展与思考

我国河道淤泥资源化利用的进展与思考杨㊀帆1,2,3㊀邓㊀茜4㊀崔振华1,2(1.水利部农村电气化研究所,杭州310012;2.水利部农村水电工程技术研究中心,杭州310012;3.杭州亚太建设监理咨询有限公司,杭州310012;4.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,杭州311122)摘要:随着国家水十条的发布,河道水环境综合治理工程大范围开展㊂其中,作为重要环节的环保清淤疏浚短时间内产生了大量淤泥亟待处理㊂对于河道疏浚淤泥的处置和资源化利用逐步受到人们的关注,存在许多值得研究的课题㊂本文对国内外最新河道淤泥处理及资源化利用技术方法进行系统总结和梳理,思考了我国淤泥资源化利用存在的问题,探究河道淤泥管理及资源化利用的前景㊂关键词:河道疏浚淤泥;处置;资源化利用;进展;思考THE PROGRESS AND CONSIDERATION ON THE RESOURCE UTILIZATIONOF RIVER SLUDGE IN CHINAYang Fan 1,2,3㊀Deng Xi 3㊀Cui Zhenhua 1,2(1.National Research Institute for Rural Electrification,Hangzhou 310012,China;2.Research Center on Rural Hydropower,MWR,Hangzhou 310012,China;3.Hangzhou Yatai Construction Supervision &Consulting Co.,Ltd,Hangzhou 310012,China;4.POWERCHINA Huadong Engineering Corporation Limited,Hangzhou 311122,China)Abstract :With the promulgation of the water pollution control plan in China,the river water environment comprehensivetreatment project has been carried out on a large scale,and environmental dredging,as an important step,has produced alarge number of dredged-up sludge in a short time.The disposal and resource utilization of riverway dredged-up sludge havebeen paid more and more attention.This paper summarizes and sorts out the latest technologies and methods of sludgetreatment and resource utilization at home and abroad,considers the existing problems of river sludge resource utilization inChina,and explores the prospect of river sludge management and resource utilization.Keywords :riverway dredged-up sludge;treatment;resource utilization;progress;consideration㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀收稿日期:2019-08-30基金项目:国家重点研发计划水资源高效开发利用专项(2017YFC0404600);南京水利科学研究院基本科研业务费专项资金项目(Y919019)㊂第一作者:杨帆(1988-),男,工程师,硕士研究生,主要从事河道淤泥治理及资源化利用相关方面的研究㊂466946779@0㊀引㊀言近些年,我国水环境治理工程大规模开展,河道清淤疏浚作为处理内源污染的重要环节,清淤疏浚产生的淤泥量及后续处置带来的影响已不容忽视㊂以浙江省为例,2003起开展的万里清水河道建设中全省累计清淤超过50亿m 3, 十三五末全省河湖塘库需要清淤总量将超过3.5亿m 3[1],仅2016年计划清淤量就达1.01亿立方米㊂清淤疏浚产生的淤泥主要以细颗粒土为主,大多富含有机质和各类污染物,受清淤疏浚施工扰动后多以高含水率的泥浆状态存在,在本质上属于高含水率的固体废物[2]㊂长久以来,我国往往把河道淤泥作为废弃物进行粗放型处置,近海地区通常以海洋抛泥方式处理,内陆地区大多设置排泥场进行堆放或填埋,经过长时间自然蒸发,干化脱水并沉降固结后以土地形式加以利用㊂这些方式不仅运输成品极高,占地面积大,而且淤泥中的污染物可能发生释放和转移,造成土壤㊁地下水等的二次污染 ,破坏处置地的生态环境㊂而随着国家‘水污染防治行动计划“的发布及公众对水生态环境认知的不断提高,河道淤泥的倾倒㊁堆放㊁填埋等粗放式㊁环境负面影响大的处置方式已不能满足我国生态文明建设的需求,其资源化利用逐渐受到人们的关注㊂1㊀河道淤泥的特点及处理难点河道淤泥的处置和资源化利用难度取决于其性质特点,主要包括以下方面:1.1㊀含水率较高河道淤泥通常呈现垂直方向上分层的特性[3],顶部流动浮泥层原位含水率很高,通常可达100%~ 150%[4],中部和下部含水率向下逐渐降低㊂现有的水力冲挖,水下清淤等施工往往将淤泥打散成流动的泥浆状态,通过泵管输送至堆泥场地,其含水率甚至高达400%~900%,质量分数仅为10%~20%[5]㊂这就导致天然状态下的淤泥运输效率极低,运输成本高,资源化利用通常局限在清淤工程周边区域而难以进行大范围调度利用㊂1.2㊀细粒物质含量高河流底泥主要来源于上游水土流失产生的泥沙沉积,流域内点源㊁面源排放及自然沉降等㊂河道清淤特别是环保清淤对象通常为污染物和有机质含量较高的中上部浮泥层和黑色粉砂质泥层,其粒度主要分布在0.05~0.005mm以及<0.005mm的范围内,颗粒细,渗透系数低[6]㊂加之淤泥主要由次生黏土矿物组成,比表面积大,吸附能力强,与水分的结合力较大,造成淤泥脱水难度较大,固结沉降时间长,处理后强度较低,利用难度大㊂1.3㊀富含有机质及重金属离子等污染物流经农业密集区的河流,其底泥往往受耕作肥料流失影响而导致有机物富集,而工业化区域的河流底泥Cr㊁Cu㊁Ni㊁Zn等重金属离子污染现象更严重[7]㊂受城市化㊁城镇化进程发展的影响,流域内点源㊁面源污染物排放的增多,我国河道淤泥污染成分逐渐趋于复杂化和多样化,富营养化日趋严重的同时伴随大量的微生物㊁病原体和重金属等,这也制约了淤泥的大规模农用或绿化覆土应用㊂1.4㊀区域性较强我国地缘辽阔,河流水文㊁生态条件和城市工业化程度的差异化显著,导致河流淤泥的矿物组成㊁化学成分㊁污染程度等都有各自特点,因此必须结合当地淤泥处置方法及资源需求因地制宜的开展淤泥资源化利用的研究㊂2㊀国内外淤泥资源化利用技术的发展与现状绝大部分的河道淤泥矿物组成和化学成分与粘土相似,主要由石英㊁黏土类矿物㊁长石类矿物组成,化学成分以SiO2,Al2O3,Fe2O3,CaO和MgO等为主[8],有机质含量高,属于硅酸盐类原料,具有良好的可加工型㊂而且河道清淤的淤泥产量大,来源广,可谓错位的资源 [6],具有较好的资源化利用前景㊂在国内外长期的工程实践中,已经逐渐探索并积累了许多河道淤泥处理方案和利用技术㊂2.1㊀国外河道淤泥资源化利用的发展与现状国外对于河道淤泥利用方面研究较早,配套的法规政策,环境标准,相关程序及政府监管以趋于成熟,主要包括填造土地利用㊁农业园林堆肥㊁建材原料等利用途径㊂特别是发达国家,大规模填海造地等粗放型淤泥处置方式已基本被脱水减量处理和对脱水后淤泥综合资源化利用所取代,并逐步实现产业化㊂以法国塞纳河疏浚治理工程为例,其疏浚底泥的消纳以最大可能地资源化利用为原则,参照法国出台的河湖底泥泥性判定流程,对淤泥进行分类处理利用㊂惰性底泥(性质稳定,对环境和人类健康无危害)用作塞纳河附近道路地基填土原料或直接倾倒回塞纳河;非惰性底泥通过港口一体化设备处理分离后用于道路垫层㊁垃圾填埋场覆盖土或土建材料等;有毒有害废弃物则进行安全填埋[9]㊂同时由于发达国家对污染控制水平的不断提高,内源㊁点源污染物排放标准相对严格,存于河道淤泥中的有毒有害成分较少,更有利于淤泥在建材生产方面的资源化利用[10]㊂比如荷兰,烧结砖的原料全部采用淤泥生产[11]㊂日本2001年建成了世界第一条生态水泥制造线,淤泥掺量约5%[12],有效的利用了资源㊂据2003年的数据,德国有10%的污泥用于建造业[13]㊂淤泥脱水干化技术是资源化利用的基础,可以解决淤泥含水率高㊁质量分数低,运输成本昂贵等弊端,便于淤泥的后续资源化利用,国外相关领域技术发展较为成熟,主要可分为物理方法和化学处理㊂物理方法主要借助机械设备,而且伴随大型机械设备的迅猛发展和日趋先进,综合性的淤泥分离脱水机械及技术逐渐推广普及㊂常见的如分级压榨脱水:利用淤泥分离设备将淤泥进行固液分离,对初步分离出的泥沙进行利用,并对未分离的泥水进行逐级高压脱水[6];移动式连续脱水:将淤泥脱水设备安装在可移动的车或船上,在淤泥开挖时进行连续脱水作业,节省了淤泥的中间处置环节,同时脱出的水分可直接排入河道[14]㊂化学处理方法是通过往淤泥中添加化学药剂,以改变其物理㊁化学以及生物性质,从而达到改善物理力学性质㊁稳定污染物等目的[2]㊂其中固化技术[15]最为成熟普及,将固化剂用于物理脱水机械或淤泥堆场,可以提高淤泥的脱水效率及处理后的强度和稳定性㊁钝化污染物等,为淤泥的资源化利用打下良好的基础㊂常见的有水泥类固化剂㊁石灰类固化剂㊁高分子类固化剂㊁新型复合型固化剂等[16]㊂2.2㊀国内河道淤泥资源化利用的发展与现状相比于国外,我国的无害化处置和淤泥资源化利用起步较晚㊂90年代前后,我国疏浚淤泥的主要处置方式为吹填造陆和陆地堆场㊂以浙江省为例,因人多地少,土地供需矛盾突出,自1958年开始发展滩涂围垦,至2002年累计围垦面积达17.73万hm2,围垦原料大量使用河道及海洋疏浚淤泥[17]㊂而内陆地区的淤泥,则通常设置排泥场堆放,虽然简单易行,但占用大量的土地资源㊂在南水北调东线一期工程建设中,产生的疏浚淤泥及弃土占地1300多hm2,堆场征地费用占工程总费用的60%[18]㊂随着政府㊁公众对海洋环境的关注与重视,沿海大规模围填海工程逐渐严管受控,逐步减少㊂国家海洋局2018年1月份出台了史上最严围填海管控措施宣告围填海工程的暂告段落㊂同时内陆地区经济的发展也带动了土地需求的快速增长,淤泥堆场的成本也大幅提高㊂加之国家对河流生态修复㊁城市黑臭水体治理的重视与推进,河流生态清淤疏浚工程大范围开展,淤泥产量巨大㊂因此我国河道淤泥的资源化和无害化处置技术的研究结合国外先进经验及国内实际情况逐步开展,并取得了一定的成果,以下介绍我国几种发展较为成熟的淤泥资源化利用技术㊂2.2.1㊀一体化淤泥处置技术河道疏浚淤泥的分离㊁脱水㊁固化技术是资源化㊁精细化利用的基础㊂我国在工程实践中也逐步开发出一体化淤泥脱水固化处置工艺及机械㊂南京水利科学研究院研发的河湖清淤脱水及资源化利用成套技术将淤泥清除,泥浆脱水及资源化利用㊁余水处理有机结合,生成的泥饼含固率达50%~ 55%,为后续的运输㊁处置都带来极大的便利㊂深圳茅洲河黑臭水体治理工程中,使用了全自动机械化减量分离固化处置施工工艺,淤泥处置场地占用面积小,一体化板框压滤机脱水率高,压滤后泥饼含水率<40%,可直接资源化利用[12]㊂图1㊀茅洲河黑臭水体治理工程全自动机械化减量分离固化处置施工工艺流程[12]2.2.2㊀淤泥制备新建材技术我国坚守18亿亩耕地红线严格限定政策的出台为需要消耗大量土地资源的传统黏土砖行业带来极大挑战㊂为此,国家对于发展新型建材做出了相关规划和部署,积极鼓励各类企业努力开发可用于节省土地的各种替代性资源㊂河道淤泥的主要矿物成分为以高岭石㊁蒙脱石㊁伊利石为主的黏土类矿物,正是制作烧结多孔砖及制陶的核心成分,结合我国墙材相关技术,淤泥制备新墙材技术应运而生㊂淤泥制砖技术主要分为以淤泥焚烧灰或脱水淤泥为原料两种方式㊂前者将淤泥进行焚烧,在焚烧后稳定灰质中添加粉煤灰㊁粘土㊁煤矸石等辅料,焙烧制砖[19]㊂后者利用脱水处理后的淤泥直接制砖,淤泥中的有机质在高温焙烧下提供约10000J/g的燃烧热值[20],从而节省能源,降低造价成本,但也存在表面不平整㊁抗压强度低等缺点㊂为了响应国家节能减排的号召,淤泥免烧砖技术的研究也在逐步开展,通过调整淤泥及其他原料质量配比,并加入防水剂,已制备出同时能够满足强度㊁耐水性能㊁抗冻性要求的淤泥免烧砖[21]㊂淤泥制生态水泥㊁纤维板及陶粒等熔融材料等技术也在不断探索中㊂如‘浙江省新墙材行业开展淤泥资源化利用的指导意见“发布以来,浙江省台州㊁宁波㊁湖州等清淤疏浚大市对淤泥生产烧制陶粒㊁加气砌块等技术进行研究探索并取得了一定突破,具有广阔的利用前景,同时预计年可消纳固化淤泥约500万t[1]㊂2.2.3㊀淤泥原位固化技术我国河道清淤疏浚施工往往是河道生态综合治理工程的一部分,淤泥原位固化技术既可以解决淤泥外运带来的负面影响,同时满足了工程建设对土地资源的需求,是淤泥处理和资源化利用的有机结合㊂淤泥原位固化技术是利用物理㊁化学或生物方法,通过原位搅拌等处理流程,达到减少污染物含量㊁释放或迁移,降低淤泥含水率,提高强度等目的㊂我国利用此类技术进行生态护坡㊁河岸绿化种植等工程的应用研究,取得一定生态和经济效益,也推动了河道生态治理技术的发展[22]㊂崇明区三星镇横河进行了固化淤泥生态护岸的工程实践,证明河岸满足抗冲刷和稳定性的要求,同时利于河岸内外物质和能量交换,提供有利的动植物生境条件[23]㊂2.2.4㊀固化淤泥作为填方材料随着固化剂材料的发展,淤泥的预处理技术不断成熟㊂经过预处理的河道淤泥作为填方材料使用,是淤泥资源化利用的另一种方式,也可以缓解我国土地㊁石材资源紧缺的局面㊂固化淤泥与一般土料相比,强度高㊁透水性小㊁不产生固结沉降,优点明显,是河道堤防㊁道路㊁建筑基础㊁园林绿化㊁废弃矿山修复回填的优良填方材料㊂但场地资源不可循环,同时受脱水成本㊁运输成本等影响,制约因素较多㊂浙江嘉善县湖荡清淤工程利用自然堆填晾晒及真空预压㊁固化脱水等预处理的淤泥作为低洼地㊁车站建设场地回填㊁规划道路路基填筑材料等,有效的消纳并利用了疏浚淤泥[24]㊂深圳茅洲河底泥经分类处理,固化后的泥饼可用用于筑堤㊁造地[12]㊂3㊀我国淤泥资源化利用面临的问题与思考3.1㊀资源化利用程度低虽然经历了数十年的发展,我国淤泥处置与资源化利用技术已有了很大的提升,但在实际应用中,最主要的方式仍是较粗放的堆积㊁填埋㊁绿化覆土及还田等㊂以浙江省为例,就近反田㊁场地回填及临时堆放等淤泥处置方式约占清淤量的80%~90%,而制砖制陶等资源化利用方式仅占不到3%~5%㊂主要原因有两个方面:1)河道整治工程中疏浚淤泥有关的规划偏粗放㊂我国河道整治工程规划设计重点往往集中于堤防护岸㊁输配水㊁河岸景观等方面,而疏浚淤泥的处置与利用的规划设计缺乏时间上的长期性和内容上的系统性㊂此外,河道疏浚工程多具有应急性㊁集中性,在短时间,小范围内产生大量淤泥,因缺乏疏浚方式㊁疏浚强度㊁淤泥处置方式和资源化利用配置的前期规划与考量,难以在淤泥产生后寻找合适的处理技术和消纳途径㊂2)资源化利用相关产业缺乏市场竞争力㊂产业的发展受制于政府㊁市场和企业㊂淤泥资源化利用相关行业,如新建材制备技术,政府扶持相对薄弱,缺乏税收优惠及地方补助㊁补贴政策㊂淤泥利用市场发展较晚,引导不足,淤泥类产品对比同类产品缺乏竞争力,其生态效益在市场上难以体现㊂企业自身盈利相对困难,例如淤泥烧结砖的成本因脱水这一程序大约提高10%~15%[10]㊂新建材企业亩均投资㊁产值㊁税收等对地方贡献值相对较低,同时申领获得淤泥原材料途径尚不畅通,存在原料供应风险,难以成为投资的重点,制约了其快速发展㊂3.2㊀政策法规和技术规范支撑不足我国尚未建立河道疏浚淤泥的全生命周期管理政策和制度㊂如疏浚前淤泥的物理化学及生态特性研究,辨识污染物迁移风险和生态影响风险;疏浚过程中污染物㊁水体水质的实时监控;疏浚淤泥的出路管理及影响后评价;贯穿在各个环节㊁各方单位的检测和信息统计㊁串联衔接工作等㊂这些政策制度的缺失造成国土㊁环保㊁水利等相关部门的管理权责不清,施工中协调工作量大,易出现推诿扯皮㊂疏浚淤泥的分类标准和资源化利用产品的相关规范与技术标准缺失㊂我国目前尚未无疏浚淤泥的分类标准体系㊂疏浚施工中,通常就疏浚淤泥的工程特性㊁污染物含量及出路㊁处置与用途等借鉴参照国家相关行业标准,如污染情况可参照GB156181995‘土壤环境质量标准“,工程特性参照JTJ/T 320 1996‘疏浚岩土分类标准“等,但这些标准针对性不足,而且大多编制时间较早,已不能满足我国目前淤泥精细化处置及资源化利用的形势㊂我国目前淤泥资源化利用的有效实践是把淤泥泥饼作为中间产品,利用其便于运输,含固量高的特点作为制备新建材㊁生态砌砖等的生产原料或填方㊁筑堤材料㊂但目前淤泥成套分离处置技术及设备多结合具体工程特点研究开发,无相应的技术标准可依㊂且尚未制定泥饼产品的规格㊁含固率㊁污染物指标等规范标准,泥饼产品规格质量不一,难以开展大范围的推广及应用㊂3.3㊀环保清淤缺乏生态风险的辨识河道淤(底)泥是河床地貌的重要组成部分,是水土界面理化㊁生物物质的交接带,反映了河流水体的污染情况和沉积动力学状况的同时,对生境的多样化㊁组成以及质量,特别是生境特征的中长期发展都起着决定性的作用,具有极大的生态学意义㊂我国目前广泛开展的河道生态治理修复工程,针对疏浚清淤,治理内源,较先进的是环保清淤技术,即用人工或机械的方法把富营养盐㊁有毒化学品及毒性细菌的表层沉积物进行适当去除,来减少底泥内源负荷和污染的技术方法[25]㊂这种技术虽考虑了环境效应,但一定程度上忽视生态风险㊂河道清淤过程是对河床底泥状态的彻底改变,对河流生境㊁底栖生物构成㊁污染物迁移转化及微生物㊁酶的变化都可能带来颠覆性的影响[26]㊂现有的环保清淤规划设计在大尺度㊁多学科的生态风险方面的研究深度仍比较有限,有待得到进一步发展㊂4㊀结㊀语淤泥资源化利用技术的研究与发展对河流生态改善与修复具有重要意义,也是我国水利生态文明建设发展的必然要求㊂借鉴国外先进经验并结合我国发展实情,淤泥资源化利用的研究和发展应注重以下几个方面:1)建立长效㊁大尺度的淤泥管理体系,精细疏浚淤泥的开挖㊁运输㊁处理处置及利用的规划设计,减少应急性㊁大规模河道清淤疏浚工程的开展,探究分散式㊁运营式的治理模式,为淤泥的资源化利用打下基础㊂2)加大淤泥资源化利用产业的政府扶持与市场引导力度,加强淤泥成套固化脱水技术的创新研究,制定淤泥分类㊁固化脱水技术㊁泥饼产品的标准体系,以提高淤泥资源化利用相关产业的市场竞争力,形成需求带动市场的良性循环㊂3)加强大尺度㊁多学科的河流淤泥监测与评估,研究流域内淤泥迁移㊁沉积㊁污染及生态影响作用机理,探索环保清淤到生态治淤的转变,从根源上实现淤泥的减量化㊁无害化㊂参考文献[1]㊀董波.浙江出台新墙材行业淤泥资源化利用指导意见[J].墙材革新与建筑节能,2018(7):10.[2]㊀张春雷,管非凡,李磊,黄英豪.中国疏浚淤泥的处理处置及资源化利用进展[J].环境工程,2014,32(12):95-99. 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疏浚水体底泥再淤积过程研究

疏浚水体底泥再淤积过程研究吴贵江;侯方东;聂小保;刘国伟【摘要】为保障疏浚效果的长效性,对疏浚前后底泥的淤积过程进行了模拟研究,并结合淤积过程中底泥性质和上覆水水质的变化,分析了疏浚水体底泥淤积的规律.结果表明,疏浚后底泥的淤积速率大幅提高,可由疏浚前的0.13 mm/d增至0.25 mm/d；疏浚后淤积底泥具有颗粒粒径大、含水率和有机质含量较高的特点；疏浚前后上覆水SS含量的变化不大,发生沉降的固体总量基本不变.由于疏浚前和疏浚后淤积底泥固体总量基本不变,而后者的粒径和含水率要高于前者,故相应的底泥体积和淤积厚度也要高.同时,疏浚后上覆水CODCr含量要高于疏浚前,这可能会导致水体上覆水水质恶化,并加速底泥的淤积.【期刊名称】《供水技术》【年(卷),期】2012(006)006【总页数】5页(P30-34)【关键词】疏浚;底泥;再淤积【作者】吴贵江;侯方东;聂小保;刘国伟【作者单位】中机国际工程设计研究院有限责任公司华东分院,江苏南京210049;中机国际工程设计研究院有限责任公司华东分院,江苏南京210049;长沙理工大学水利工程学院,湖南长沙410076;中机国际工程设计研究院有限责任公司华东分院,江苏南京210049;长沙理工大学水利工程学院,湖南长沙410076【正文语种】中文【中图分类】X524伴随着城市的发展和人口的聚集，城市河湖等相关水环境在不同程度上受到破坏，水体功能也不断下降。

例如水体自净能力丧失、水质发黑变臭，蚊蝇大量孳生、生物多样性受到破坏而锐减，底泥淤积影响河湖泄洪、削弱生态补水功能等，这些都严重制约了城市经济的可持续发展，威胁城市社会的安全稳定［1］。

在各项城市污染河湖的综合治理中，疏浚由于能够使污染底泥彻底转移和异位资源化，同时具备改善河湖的行洪航运等功能，因此成为目前首选技术措施之一［2－3］。

在欧美和日本等发达国家，底泥疏浚已得到大范围的推广应用［4－5］。

我国也在太湖、滇池、秦淮河、苏州河、西湖、玄武湖、杞麓湖等一系列城市河湖的综合治理中实施了底泥疏浚工程［6－8］。