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6 固化/稳定化方案设计要求
固化/稳定化修复方案设计的重点是技术可行性试验研究,即设计并通过试验确定合适的粘合剂、修复装备和施工方法。设计修复方案时,应明确修复目标、职责分工、工作流程、前期准备,以及地块修复工作的实施、监管、效果评估和后期的监测与维护等工作内容,具体包括:
现场准备与施工进程安排计划;
分阶段和按计划实施计划;
修复过程质量管理计划;
固化稳定化产物的处置或资源化再利用计划;
粘合剂的种类确定与用量计划;
选择施工机械和设备的计划;
二次污染防治计划;
环境监测计划;
人员健康与安全防护计划;
修复效果评估计划;
修复完成后的监测与维护计划。
6.1 可行性试验研究技术要求
由于地块条件不同,需进行可行性试验研究确定关键参数与潜在问题。可行性试验研究的内容与目的主要包括:
确定粘合剂最佳剂量与配比;
预测修复过程中可能出现的各种问题或障碍;
确定施工过程可能对环境产生的影响(如挥发物排放);
确定土壤的理化特征与均一性;
确定固化/稳定化产物的增容量。
6.1.1 实验室小试
实验室小试应采用现场样品进行试验,对污染土壤及粘合剂的理化特性进行分析,并针对特定参数需求开展试验研究。采集的土壤样品应尽量代表污染地块的整体污染状况,相关采样技术可参照《场地环境调查技术导则》(HJ 25.1)、《场地环境监测技术导则》(HJ 25.2)和《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166)执行,采样量应根据试验内容具体确定,一般不少于0.04m3。
小试阶段需根据特定污染地块的情况评估和确定粘合剂的用量与配比,同时确定其他可能产生干扰的因素,如地块内存在障碍物,可能发生挥发性污染物释放和扩散等。
实验室小试的目的主要包括:
确定是否需要对污染土壤进行前处理;
确定不同粘合剂的修复效果及其能否满足地块特定性能参数的需要;
比对各粘合剂的成本与操作难易度;
明确各种处理方法所得到的固化/稳定化产物其机械强度随时间变化特征;
明确修复过程是否有挥发性污染物扩散的可能;
评估固化/稳定化产物的理化特性、均匀程度、体积变化以及长期性能。
根据固化/稳定化产物的最终处置或资源化利用目的,按照评估固化/稳定化效果的指标和标准,如固化/稳定化产物的物理性能(如密度、黏度)和物理特性(如强度、浸出毒性)等指标,分析和评估实验室小试结果。
6.1.2 现场中试
小试完成后,选择综合效果最佳的技术方案进行现场试验(中试)。现场试验是评估全场范围内粘合剂使用条件和设备性能的重要过程,并可验证小试结果的可靠性。现场中试方案应提前制订,包括制订执行方案、健康与安全防护计划、选择合理试验方量的计划,以及现场修复设备的安装计划等。
现场中试的目的主要包括:
评估实验室小试结果与使用现场设备时的修复效果是否一致;
明确是否有其他地块因素影响(介质的不均一性、混合效应等)的干扰;
评估实验室小试所确定的性能参数在实际应用时是否能达标;
大规模施工时产出的固化/稳定化产物性能是否能够保持一致。
原位修复的土壤差异性较大,并且修复过程在地表以下,粘合剂性能及应用的精度难以观测,因此要进一步分析的内容包括:
修复单元边界的重合程度(如灌注孔边界的重合)能否使粘合剂充分覆盖目标区域;
修复区域地层理化性质随深度的变化是否会影响到粘合剂的性能;
不同空间区域内修复效果的变化情况,如沿灌注孔半径随距离变化修复效果的变化;
混合过程是否存在污染土壤与粘合剂分离的情况。
异位固化/稳定化修复往往会对清挖出来的土壤进行前处理,如筛分和混匀等,应保证现场前处理的土壤其均匀程度与小试期间土壤的均匀程度保持一致。
6.1.3 全场应用时应考虑的其他因素
在进行固化/稳定化全场应用时,还应考虑管理方面的其他事务,包括:
现场操作设备的大小与型号要求,将土壤与粘合剂充分混合的时间需求;
化学品与材料的贮存与使用规范;
修复效果评估要求,需注意固化体固结强度随时间的变化;
土壤前处理的作业量是否能满足总体修复速度的要求;
提前清理地块杂物、地下构筑物等障碍;
提前估算粘合剂和其他材料的用量,并确保所有材料能及时供应;
质量保证措施。
6.2 粘合剂使用要求
6.2.1 前处理要求
前处理可以改变土壤或污染物的某些原始属性,使性状得到改进或改良,更有利于操作过程和条件控制,从而提升修复效果。土壤固化/稳定化前的前处理需求和要求,处理方法和处理效果应在可行性试验研究阶段进行确定。
常见前处理方法的功能及可能的局限性参见表6-1。可根据前处理需求、前处理可行性、待处理介质的体量、可用操作空间、前处理对总体进度的影响、前处理对土壤质地的影响,以及前处理的成本及对人体健康环境的影响等方面综合考虑和确定前处理必要性和具体内容。
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