深層攪拌施工技術在土壤修復工程中的應用

許聯　朱海榮

（江蘇地質基樁工程公司江蘇鎮江212001）

深層攪拌施工技術在土壤修復工程中的應用

許聯朱海榮

（江蘇地質基樁工程公司江蘇鎮江212001）

介紹南京小南化污染土修復工程施工中成功運用深層攪拌施工技術,檢測達到理想的治理效果,并指出其可行性,可予以推廣。

污染土修復深層攪拌檢測效果體會

1　工程概況

原南京化工廠（以下簡稱小南化）場地位于南京市棲霞區和燕路560號，為小南化搬遷遺留場地，廠區占地面積約42公頃，所在區域為燕子磯新城區。

小南化始建于1947年，主要生產硝基氯苯系列、苯胺、RT培司、防老劑系列等產品，是以氯堿為龍頭、橡膠助劑和有機中間體三大系列產品為主導的全國大型有機中間體和精細化工生產基地。南京化工廠1983年起隸屬原化學工業部主管，1999年6月并入中國石化集團公司。

現在該場地內的燕子磯廠區已于2008年3月中旬拆除，所有廠房，裝置設備都已運出，部分場地遺留有原輔材料等。

2　工程地質條件

場地內地層類型較復雜。各層特點：1層人工填土。2層土體為全新世沉積土層，具一定的強度，局部分布。3層屬一般沉積土層，全場分布。本場地各土層巖性、結構、透水性特征及理化性質不同。從各個土壤鉆孔點看，局部垂直方向上各土層不連續，2層粉質粘土和2層粉砂夾粉土在局部區域有缺失。

3　土壤污染概況

從《小南化地塊污染場地修復區域概況》中：該場地919份土壤樣品中檢出率最高的有機污染物為氯苯，并且檢出含量也較高，達到4870mg/kg，其次為1,4-二氯苯、1,2-二氯苯、苯。1,4二氯苯最高檢出含量達到1760mg/kg，1,2二氯苯最高檢出含量達到1310mg/ kg，苯的最高含量達到149.44mg/kg。101份土壤樣品檢測了13種重金屬，13種重金屬均有檢出。除了銻、銀、鉈和硒之外，其他9種重金屬砷、鉻、銅、鎳、鉛、鋅、鈹、鎘、汞的檢出率均較高，砷的最高含量達到26.3mg/kg。

4　場地污染土壤清理和修復目標

污染土壤清理目標如下：①地塊內土壤顏色正常、無刺激性異味；②污染土壤清理和修復執行表中的場地土壤污染物目標值。

場地土壤中關注污染物修復目標值單位：mg/kg

5　主體修復技術

在污染土壤和地下水中注入化學藥劑，通過氧化反應原位氧化分解有機污染物的技術，稱為[原位化學氧化技術]。氧化劑包括芬頓藥劑，以及過硫酸鹽藥劑。本工程主要采用芬頓藥劑，以二價Fe離子為催化劑，通過過氧化氫發生分解反應生成具有強氧化能力的羥自由基，其與有機污染物發生反應，分解有機物生成無害的水和二氧化碳。芬頓藥劑通過各種pH調節控制芬頓反應速度和反應持續性，大幅度提高了氧化反應效率。其技術概要的說明如下：

芬頓反應藥劑使用以下三種成分按30:1.5:1的比例配合：

（1）過氧化氫（雙氧水）：已經使用于食品加工和醫藥產品等。分解后生成水和氧氣。凈化時使用濃度低于3.5%（標準規格）。

（2）硫酸亞鐵溶液：作為食品添加劑（如水果等添加劑等）已獲得認證許可。

（3）緩沖藥劑：作為食品添加劑（汽水，糖果）已經獲得批準認證許可。

將化學藥劑與污染土壤和地下水充分混合的工藝方法是保證修復效果，控制修復成本的關鍵。根據各修復區塊的污染情況和修復要求，采用最合理的單項工藝方法，或復數工藝方法的組合，以期達到縮短工期和最佳性價比。

6　施工流程

7　施工步驟及工藝

（1）補充調查。根據《小南化地塊污染場地修復區域概況》設置補充土體調查觀察取樣孔。深層取樣孔1米間隔取土壤，送樣分析（簡易分析和精密分析）。

（2）根據土體調查土體樣品分析結果，確定各地層污染濃度，確定表層及深層修復藥劑添加量。具體藥劑添加量如下：

（3）設置藥劑配制區，準備配藥罐以及施工用藥劑。

（4）沿場地四周設置簡易隔離墻。

（5）根據《小南化地塊污染場地修復區域概況》及土體調查取樣分析結果顯示，重污染源為淺層雜填土及地表水，為防止在后期深層攪拌施工中將污染源帶入深層土體中造成二次污染，我項目部先期進行地表污染源及淺層水修復，具體修復步驟如下:

①挖機平整場地，清除障礙物。

②根據場地位置東西向設置六條溝槽（寬度3米），溝槽深度根據土層情況設定，一般2m-3m深度，

③取水樣檢測，確定污染濃度，試配藥劑，確定藥劑用量。

④在溝槽內注入藥劑，利用水泵在溝槽內循環，清洗表層土體，過濾雜填土中的污染物，達到修復目的或使污染濃度降低，不至于在后期的深層攪拌施工中造成二次污染。

（6）深層攪拌施工。

①由藥劑配制站按照設計要求配制藥劑溶液，藥液配制后通過泵送到各施工機械的藥劑供給裝置，以保證施工正常進行。

②按照設計要求確定攪拌樁機的攪拌點，由測量施工人員提前施放完畢，在施工點外設置參照點保障施工精度，樁位平面偏差不大于2cm。本工程使用的雙軸攪拌機樁徑為700mm，樁心距為500mm。雙軸攪拌樁采用兩攪一噴工藝，在溝槽兩側定位型鋼以500mm為間距，用紅色油漆做好標記，保證攪拌樁每次準確定位。采用鉆孔直徑為700 mm的雙軸攪拌樁機，樁間搭接20mm，藥劑擴散直徑取800 mm，，邊界50-100mm重疊，保障藥劑充分在施工區擴散。

③樁機到達作業位置，當施工場地表面過軟時，采取鋪設路基箱的措施防止施工機械失穩。并調整樁架垂直度偏差小于0.5%。樁機移位由當班機長統一指揮，移動前必須仔細觀察現場情況，移位要做到平穩、安全。樁機定位后，由當班機長負責對樁機樁位進行復核，樁位偏差不得大于50mm。

④樁長控制標記，由于本工程攪拌樁樁長約為12m，因此施工前應在鉆桿上做好標記，控制攪拌樁樁長不得小于設計樁長，當樁長變化時擦去舊標記，做好新標記。

⑤啟動電動機，根據土質情況按設計速率，放松卷揚機使攪拌頭自上而下切土拌和下沉，直到鉆頭下沉鉆進至樁底標高，下沉的速度可根據土質的軟硬分別使用快、慢檔，同時注意電流的變化，及時換檔。當電流過大時應查清原因，避免損害轉變速箱或鉆桿。特別情況打不下去時應做好詳細記錄，以便事后采用相應措施。

⑥當鉆至設計深度后，鉆頭反轉提升同時噴藥劑，邊噴藥劑邊提升，利用鉆頭反轉時產生向下的壓力，把藥劑充分噴出。提升噴藥劑攪拌時不能使用快檔，不論設計噴藥劑量的大小，均宜選用慢檔提升，保證攪拌均勻，要求每提升15 mm攪拌軸不大于1圈，提升速度每分鐘不大于0.6 m，噴藥劑時司機與送藥劑工應集中注意力，相互配合，確保摻入比準確無誤，送藥劑應注意電子秤的顯示，隨時調整閥門，保證送藥劑量的準確性、均勻性。

⑦本樁點施工完成后，經確認達到要求后，移至下一個樁點進行施工。

⑧施工順序采用從中心向四周擴散的放射狀行進方式。

8　施工效果

施工結束后一個月，通過第三方現場取樣檢測，土壤中污染物指標均降到目標值以下，且地塊內土壤顏色正常、無刺激性異味。

9　施工體會

（1）土壤修復工程中污染土處理可以運用深層攪拌施工技術，污染水可以運用管井和壓密注漿施工技術進行抽注等

（2）實踐表明，在土壤修復工程施工中，根據場地地質條件將巖土施工技術合理的運用可以起到事半功倍的效果。

［1］GB15618-1995《土壤環境質量標準》.

［2］HJ/T 166-2004土壤環境監測技術規范.

［3］《污染場地土壤修復技術導則》（征求意見稿）.

TU472.3+6[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-459-1