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6.2.2 粘合剂选择
可行性试验研究阶段可先根据土壤物理特性、固化/稳定化产物的处置方式及地块利用规划初步拟定多种经济适用的粘合剂。若存在备选粘合剂过多、测试成本过高或耗时过长等问题时,可采用案例评估或专家咨询的方法缩小粘合剂的
选择范围(实示例评估案例可参见附录4),并充分考虑以下条件进一步筛选和评估粘合剂:
污染物和土壤其他物质(如有机质)是否会干扰粘合剂性能;
土壤含水量是否会影响粘合剂性能;
向土壤添加粘合剂的可操作性;
固化/稳定化产物的化学稳定性或长期固结污染物的性能;
固化/稳定化产物能否达到最终使用时规定的物理性能,如机械强度;
周边环境的影响。
粘合剂可单独或混合使用,并可以使用添加剂(如黏土材料)来提高修复效。最常使用的粘合剂为水泥或石灰,有时会加入次级反应剂来提升其性能,如粉煤灰、炉渣等。选择粘合剂时要确保粘合剂性能一致并合格,地块污染物分布差异较大时,可分区使用不同粘合剂进行修复。常见粘合剂种类见附录2。
6.2.3 添加量估算要求
估算粘合剂添加量时应注意:
(1)可行性试验研究阶段评估粘合剂效果时,需要记录修复前后土壤质地的变化情况,及时反馈分析并调整粘合剂各组分配比、用量和加水量。
(2)向土壤中混合粘合剂时要做到水的渗出量最小化,但也要有足够的注水以保证材料间充分的水化反应,同时也保持介质的物理特性(密度、强度、透水性等)。
(3)由于添加了粘合剂,固化/稳定化产物的体积较原污染土壤的体积会有所增加。异位修复体积增量一般为30%-130%;原位修复由于材料充分混合、压密,体积增加一般不明显甚至可能减少,这些情况需要在估算添加量时加以注意。
6.3 设备及现场条件要求
固化/稳定化技术配套的处理设备应根据现场条件、技术和经济方面选择,同时考虑质控过程。常见固化/稳定化技术装备见附录3。在进行设备选择时应综合考虑以下情况:
土壤特性与地面状况(如土地承载量)满足设备正常移动与运作;
当地道路对交通的限制;
设备对拟用粘合剂是否适用;
对最终修复产物是否有特殊要求;
修复设备产生的灰尘对环境、健康、安全方面的影响;
修复设备对可能出现的挥发性污染物的处理能力;
修复前后对地块周边材料的搬运能力。
6.3.1 异位修复要求
异位固化/稳定化的主要作业流程包括污染土壤清挖、筛分、粘合剂添加、混合、固化/稳定化产物的成型与养护。异位固化/稳定化对于浅层污染土壤或大型机械无法进入的地块较为可行,由于异位固化/稳定化对于粘合剂的添加和混合质量有较好的控制,修复效果往往较为理想。异位修复可在现场搭建设备对污染土壤进行处理,也可将污染土壤运输到地块外的其他场所或设施进行处理。异位修复需开挖并转运污染土壤,因此修复前后都需要有土壤的临时存放场所,且在场内、出场或转移到其他处置或再利用场所的运输过程中,保证土壤运输通畅、扬尘抑制、噪音控制以及人员安全等。异位修复在土壤开挖过程中还需注意有无挥发性化合物或异味物质释放的情况;异位修复可在修复前通过前处理降低污染土壤的不均匀性、提升理化特性与质控效果;应特别注意前处理过程中的筛分处理,需要配合过筛和颗粒大小分类,将过大粒径的颗粒移除,并进行捣碎成较小颗粒后,再次进入作业系统,防止较大颗粒进入搅拌装置损害设备;混合过程中,加入水以及相关固化/稳定化反应试剂,进行搅拌混合,最后变成固化/稳定化产物,在此过程中,亦有可能产生废气,若有,则需进行相关废气的收集与处理;场内异位修复的土壤若回填,土壤的压实程度需满足规定要求(如密实度需满足地面承载力的最低要求)。
6.3.2 原位修复要求
原位固化/稳定化的主要作业流程包含地面开凿、钻孔和粘合剂灌注。原位固化/稳定化利用开凿或钻孔机械将粘合剂与受污染土壤直接混合,可降低污染土壤治理与修复成本,对于深层污染土壤及大范围的治理修复尤为适用。原位固化/稳定化对缺乏土壤暂存空间的地块尤为有利,对因健康和安全问题或者环境问题而不适宜清挖土壤的地块也是一个很好的选择。此外,其还可以减少(但不能完全免除)废料的产生,操作过程噪音一般较小,具有在构(建)筑物存在的情况下不需要挖掘土壤或控制地下水就能进行固化/稳定化处理的特色与优势。在设计污染土壤原位固化/稳定化修复方案时还应考虑以下几个问题:
处理油砂和粘稠土壤时需要较大的扭力,可能会降低钻机的钻进速度和操作深度;
在某些情况下,尤其是土壤条件(如油砂)需要大量使用添加剂的情况下,固化/稳定化产物的体积可能会发生膨胀;
若固化/稳定化产物的体积膨胀严重影响地形,则会限制该技术的使用;
灌注粘合剂前需对地下的碎石瓦砾和填埋物等进行清理,以免妨碍操作;
温度过低(低于-12°C)会导致灌浆在注入前就发生冻结(虽然也可通过加热来解决此问题);
地块过小无法满足设备和搅拌机等的操作需要;
地面承载力须能支撑设备的运行;
灌浆时,配浆车间位置的安放;
是否会影响地下设施(如地基);
能以浆体的形式供应有效的粘合剂且不会造成输送管道堵塞;
粘合剂浆液能在灌注孔所有深度范围内充分混合,且能应对不同地层理化性质变化的影响;
修复过程的质量控制;
确保灌注孔紧密排列且互相粘连重合,避免出现处理不彻底形成土壤夹层。
6.4 方案确定
基于可行性试验研究与现场试验结果,编制完成固化/稳定化实施方案,可行性试验研究与现场试验结果须详细列入修复方案中,粘合剂配方和修复设备的选择尤为重要,应根据现场试验结果明确施工过程的设施和设备要求。方案应具
有可操作性并在固化/稳定化产物的浸出和物理特性等方面达到修复目标的要求。同时,可行性试验研究阶段获得的有关二次污染排放和适用的检验检测方法等结果也应纳入长期监测、修复效果评估、健康和安全等方案内容之中。此外,若地块的整体治理采用的是联合修复的模式,还应考虑固化/稳定化方案与其他修复技术方案的协调与衔接。
7 固化/稳定化施工建设要求
固化/稳定化施工建设过程主要包括现场工作安排、现场施工操作、施工质量控制、二次污染防治、环境监测、健康与安全防护等内容。
7.1 现场工作安排
合理安排现场布局和工作进程可有效避免工期延误、重复劳动和风险事故。
施工前应做好前期准备工作,如现场清理、道路修建、防渗区域铺设、排水系统建设等,人员健康与安全防护设备和措施也应提前到位。
7.1.1 地块空间布局安排
地块布局安排应考虑以下需求:
来访车辆和人员接待区;
公共服务区;
材料和设备安全存放区;
危险物质或危险废物贮存隔离区(可参照《危险废物贮存污染控制标准》(GB18596)执行);
无危害或无污染土壤组分(如大块砾石)存放区;
设备操作(含前处理)区;
现场异位修复工作区;
现场和出场交通路线。
7.1.2 修复进度安排
固化/稳定化修复要根据修复方法以及修复前、修复中、修复后的工作内容与特点,在通盘考虑地块各项活动的基础上,分阶段统筹安排工作进度。进度安排尤其应重点关注以下工作内容的时间节点与时间要求:
人员进场时间;
地块清理和准备工作用时;
设备到场和试运行用时;
安装或建设公共服务设施用时;
实施修复(包括清挖、转运、前处理、混合、回填等)用时;
压实及后处理的工作用时;
固化/稳定化产物的承载力可支撑修复机械或交通工具所需的养护时间;
涉及土壤或固化/稳定化产物出场的运输用时;
有关部门对施工时间段、运输时间段进行限制的用时;
其他环境和气候因素(如低温、雨天等)对工程进度的影响时间。
固化/稳定化处理后产物的机械强度一般会需要一定的时间才逐渐增强。因此,一旦固化/稳定化产物开始固结变硬,需注意后边的施工活动,如装卸作业、邻近修复工事活动、地下设施建设和地基开挖等不可对固化/稳定化产物的结构稳定性造成影响。
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