關(guān)于使用土壤硬化劑修復(fù)堤壩控導(dǎo)工程的經(jīng)濟效益分析

1、關(guān)于使用土壤硬化劑修復(fù)堤壩控導(dǎo)工程的經(jīng)濟效益分析在控導(dǎo)工程的日常維修養(yǎng)護中，埽面和邊埂的整修需要大量的人力，特別是雨季很容易出現(xiàn)浪窩，針對這一情況，我們提出了在控導(dǎo)工程埽面和邊埂維修中加入土壤固化劑，通過試驗及投資分析證明了這個項目的可行性?！娟P(guān)鍵詞】固化劑；埽面；邊?。凰磻?yīng)；離子交換1、項目的提出中國黃河沿線堤壩的險工控導(dǎo)工程在2000年基本達到了洪水設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，加強工程的正常維修養(yǎng)護，保持工程標(biāo)準(zhǔn)及抗洪能力不降低，是工程管理工作的重要內(nèi)容。在中國每年的控導(dǎo)工程在埽面、邊埂維修及清除雜草過程中，每年都需要投入大量的人力。由于洪水的作用，每年大概都要造成的埽面土方流失約在0.15m3/m。土

2、壤固化劑是一種由多種無機和有機材料配置而成的水硬性膠凝性膠結(jié)土粒，填充孔隙將松散土體轉(zhuǎn)為致密的膠凝材料，可較大幅度地改善和提高土壤的強度，耐久性等性能，減少土方流失，使其不長草，保證工程面貌。如果采用在控導(dǎo)工程埽面和邊埂維修中加入土壤固化劑，既能減少維護的工作量，又能降低土方的流失。2、固化劑材料簡介（這里對日本的固化劑進行介紹應(yīng)用情況。說明該技術(shù)的成熟性。）2.1土壤固化劑固化機理土壤固化劑本身部分水化反應(yīng)生成硅酸鈣、鋁酸鈣等膠凝性物質(zhì)，使粘土顆粒表面形成凝結(jié)硬化殼。與粘土物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成硅酸鈣、鋁酸鈣等膠凝物質(zhì)，使粘土表面產(chǎn)生凝結(jié)硬化，具有水穩(wěn)性、強度高等優(yōu)點。土壤固化劑與土壤混合后，

3、將過多的水分在反應(yīng)中“奪取”生成含32個結(jié)晶水的鈣釩石針狀結(jié)晶體3CaO、Al2O3、3CaSO4、32H2O，將土壤中大量的自由水以結(jié)晶水形式固定下來，同時這種水化反應(yīng)形成的結(jié)晶體使得材料體積增加，它有效地填充土團粒間的孔隙，使固化土壤變得緊密起來，從而提高了密實度，對抗壓、抗?jié)B、抗硫酸鹽侵蝕等性能都大大提高。土壤固化劑與水作用產(chǎn)生大量的Ca2+，以及激發(fā)素中含有的高價陽離子，如Fe3+、Al3+等，由于具有較高的離子強度，與土顆粒中的Na+、K+、Ca+進行離子交換作用，使得粘土膠團表面電流降低，膠團所吸附的雙電層減薄，電解質(zhì)濃度增強，顆粒趨于凝聚，清除土壤內(nèi)的液相和氣相，生成的硅酸鈣結(jié)晶

4、，體積膨脹而進一步填充孔隙，同時與針狀結(jié)晶相互交叉，形成鏈狀和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而緊密結(jié)合，從而提高了地基的強度耐水性和抗凍性。土壤的成分比較復(fù)雜，它里面含有大量的活性SiO2+、Al2O3、CaO等物質(zhì)，當(dāng)加入固化劑與它充分?jǐn)嚢韬?，固化劑中某些成分與這些活性成分反應(yīng)生成膠凝性物質(zhì)，發(fā)揮粘土潛在活性，增加及增強了這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使之成為一種具有較高強度的整體。 另外，土壤固化劑能阻斷或破壞土層中的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)，提高土壤的抗?jié)B抗凍融性能。固化劑是經(jīng)各地方環(huán)保部門檢測鑒定的無毒無害無污染的環(huán)保產(chǎn)品，并且具有耐久性，它在固化土壤方面有其獨特的功效和優(yōu)勢，是一種經(jīng)久耐用的膠結(jié)化材料，工程壽命持久。2.2固化劑在日本

5、的工程應(yīng)用情況（土壤固化劑在應(yīng)用于山東東營黃河河口治理河岸防護工程、兗州鐵路護坡加固工程、臨沂水渠渠底防滲工程中，施工工藝簡單，固化效果優(yōu)越，耐久性好，使用五年多來，未見風(fēng)化老化及凍融損壞，經(jīng)濟效益明顯。）采用日本的資料。3、效益分析的基本數(shù)據(jù)情況試驗壩段我們選擇在山東東阿黃河陶咀控導(dǎo)工程（相應(yīng)大堤樁號55+852-56+602）上，該工程上游的150米作為項目試驗段，該控導(dǎo)工程于2000年進行改建達到2000年設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，壩頂高程39米，亂石護坡頂寬1米，埽面寬2米，邊埂頂寬0.25米，高0.25米。4、施工工藝4.1計算固化劑用量試驗段長150米，埽面寬3米，處理厚度0.1米。通過室內(nèi)擊實試

6、驗得知土壤最佳含水量15.8%，最大干密度1.84g/cm3，固化劑摻比為8%（重量比），土壤壓實度為92%，用固化劑量為：處理土方量：150×3×0.1045m3，固化劑用量：1.84×（1+15.8%）×45×92%×8%7.05T。4.2施工準(zhǔn)備于4月27日購進奧特賽固化劑7T，隨后整理好試驗壩段的場地，由于土壤含水量低，進行灑水，使土壤達到適宜的含水量。4.3施工5月1日進行試驗施工，把7T固化劑均勻地撒在準(zhǔn)備好的試驗段埽面上，利用50型拖拉機帶動旋耕梨進行拌和8遍，攪拌均勻，用8T灑水車進行碾壓4遍，碾壓完成后，利用刮平機刮

7、平。封邊埂并用人工踩實，整形拍打，然后，覆蓋塑料薄膜，養(yǎng)生14天。5、試驗結(jié)果及經(jīng)濟效益分析5.1結(jié)果施工完成后7天，表面即形成了堅硬的殼，如同砼一樣，雨水沖不動，沒有長草。5.2經(jīng)濟效益分析通過試驗成本核算，每平米造價7.47元，詳見控導(dǎo)工程埽面維修成本核算表：控導(dǎo)工程埽面維修成本核算表序號項目名稱單位數(shù)量單價（元）復(fù)價（元）1固化劑噸740028002灑水車臺班13003003旋耕梨臺班0.2200404刮平機臺班0.2100205人工費工日540200小計3360處理面積150×3450m2，造價7.47元/ m2。正常維修養(yǎng)護需投資數(shù)：每年維修養(yǎng)護增加土方150×0.1522.5，單價20元，投資450元，人工費，每年清除雜草清理6次，用工6個，工資103.49/工日，計投資620.94元，以上兩項投資合計1070.94元。通過對比分析可以得出一個這樣的結(jié)論：兩年的正常維修養(yǎng)護投資，完全可以采用固化劑對控導(dǎo)工程的埽面、邊埂進行處理，