废泥浆固化技术在岩土工程施工中的运用研究

余海辉

【摘要】近年来，随着科技发展水平的不断提升，在岩土工程施工过程中，对于废泥浆的处理水平也得到了提高。岩土工程施工中产生的废泥浆会对环境造成一定的负面影响，不利于环境保护理念和可持续发展理念的推广。鉴于此，业界越发对废泥浆的固化处理事项引起重视。在岩土施工中，废泥浆固化技术有着非常重要的价值和意义。作者在本文中就废泥浆固化技术在岩土工程施工中的运用进行了深入细致的分析和探讨。

【关键词】岩土工程；废泥浆；固化

近年来，国民经济飞速发展，在岩土工程施工过程中，诸如灌注桩与地下连续墙施工、水文水井、非开挖施工等事项的工程量大增。同时，在施工过程中产生的废浆量也有所增加。在这种情况下，人们越发重视岩土工程施工中废泥浆固化技术的应用。

一、废泥浆的危害及常见处理方法

废泥浆中含有多种有害物质，例如高价金属盐以及有机聚合物、油类等，如果将其排入农田或者城市下水道、农田、海洋等处，将不可避免地污染土地资源以及水资源。因此，对于工程施工过程中产生的泥浆，一定要进行适当处理。近年来，人们越发对施工废泥浆的危害有了深刻的认识，其不仅给环境造成一定程度的污染，也使得工程施工中面临一些困难和阻碍。在岩土工程施工过程中，持续增加的废泥浆使施工环境不断恶化，同时，也增加了工人的施工难度，进而影响到整体工程的进度。废泥浆还容易堵塞污水管道，并通过不断下渗，造成地下水被污染。凡此种种，使治理岩土工程施工中产生的废泥浆成为一项日益重要的课题。

在西方一些发达国家中，相关技术人员对废泥浆的危害认识较早，并已形成了一套切实可行的处理方法，最常用的措施主要有以下几种：1）将废泥浆直接排放。2）将废泥浆注入到安全地层中。3）对废泥浆进行回填处理。4）采取坑内密封的方式，消除隐患。其它还有土地耕施法、固化处理法以及机械分离法等等[1]。

现阶段，在我国岩土工程施工中，采用较多的方法是将施工中产生的废泥浆注入地层，或者将其稀释后再进行排放，还有一种应用较广的方法是将废泥浆自然晒干，晒干后的废泥浆可以当作杂土外运到别处。

二、废泥浆固化技术研究现状

现阶段，对于岩土施工中产生的废泥浆，我国最长采用的手法是先对其进行固结处理，在此基础之上，在综合其它情况考量固化处理后的综合利用。通常，废泥浆的组分比较复杂，且具有较强的腐蚀性，想要对其进行远距离运输非常困难。因此，对于钻井废泥浆的固化，国内外尚未形成一套足够科学合理的方案。纵观其它国家的废泥浆固化技术，以日本的固化技术最为先进[2]。目前，日本的相关技术人员已经在废泥浆固化技术事项中取得了突破性进展。但对于钻井废泥浆的固结材料，目前尚处于缺失状态，国内外均为研究出可以达到预期效果的固结材料。当下的固结材料多是针对工业污染和粘土研制的，固化效果还有待于完善和提高。

相比钻井废泥浆，工程废泥浆的组分较为简单。此外，工程废泥浆含有部分钻渣，在对其进行固结处理后，再利用会更容易一些。从某种程度上，技术人员只需将固化剂加入到工程废泥浆中，便可使其化学性质发生改变，乃至于形成可用的材料。在工程废泥浆的固化处理过程中，最重要的问题就是选择固化剂。就这一点而言，水泥的固化效果较好，堪称效果优良的固化剂。然而，采用水泥作为固化剂，增加了固化成本。因此，人们开始致力于寻找其它成本低廉易得的固化剂。目前阶段，一些工业废弃物以及如粉煤灰和高炉矿渣等进入人们的视野，成为成本低廉，原材料易得的新型固化剂。同时，采用这种固化剂还有一个显著的优势，使工业废弃物得到有效应用，与环境保护和可持续发展的理念十分相符。

三、岩土工程施工中的废泥浆固化技术

（一）通过无机固化剂处理废泥浆

在岩土工程施工工程中，若想对废泥浆进行固化处理，寻找合适的固化剂是关键。根据相关技术人员的研究，现阶段的废泥浆固化剂主要有两种，一种是有机性质的，另一种是无机性质的[3]。其中无机固化剂的特点非常显著，其价格低廉，且无机固化剂是无毒的，固结的周期相对也比较长，并具有一定的稳定性。缺点是用量比较大，无形中增加了固化的成本。在采用无机固化剂处理废泥浆的过程中，业界已经形成一套科学合理的配比方案，具体为：固化剂8%+促凝剂5%+交联剂5%[4]，通过这种方式对废泥浆进行固化，可以消除或者有效减少废泥浆造成的一系列负面影响。同时，采用这种科学的固化方案，可以提升废泥浆的固结性能，并使其结构更加致密，能够满足运送和堆置的要求标准，并被作为有效材料再次应用到工程施工中。

（二）通过矿渣固結废泥浆

在高炉炼铁过程中，会产生非金属副产品，也就是我们所说的矿渣。矿渣在经过水淬或是骤然接触极冷空气时，会呈现出砂状的玻璃体物质，其主要由一些氧化物构成，具备一定的潜在活性。这时，如果用碱加以催化，会使其发生微妙的反应。因为碱作为一种激发剂，可以使矿渣微粒具备一定胶凝固化的特性。矿渣作为废泥浆的固化剂效果究竟如何，可通过实验来表明。曾有技术人员做过该项实验。在具体实验过程中，将矿渣粉碎后，再筛分为140目以细的粉末，并以纯碱作为激发剂，在工程废泥浆中加入膨润土，将两者充分混合，配制成6.4%的淡水泥浆。在适时加入矿渣，然后加入氢氧化钠溶液，将以上物质充分搅拌至均匀后，倒入钢制的试模中，然后将试模放入水泥恒温恒湿标准养护箱中养护。这时，一定要注意保持适宜的温度，养护温度以25℃为最佳，湿度应保持在95%。在此基础之上，方可进行抗压强度的测试。通常情况下，矿渣以及泥浆混合浆的凝结需要一段较长的时间。在此过程中，一定要注意凝结体颜色的变化，其会从淡灰色逐渐变为深绿色，且在凝结体的个别部位，会有深绿色的斑点出现。随着时间的延长，斑点会逐渐扩大，直到覆盖整个凝结体样本。当凝结体样本全部变成深绿色，可将届时的时间看做终凝时间。

矿渣的化学组成成分较为复杂，想要使其达到很好的固化效果，一点要以碱作为催化剂。除此之外，对于混合浆终凝时间影响较大的还有矿渣细度，在正常条件下，矿渣细度越小，凝结时间越长；反之矿渣细度越大，凝结时间也会相应缩短。鉴于此，为更好地对废泥浆进行固化处理，一定要选择粒度细的矿渣。此外，Na0H的量对固结的时间也有着非常重要的影响，在Na0H增加的情况下，固结样本的强度也会有所增加，当Na0H的量为3.4%的情况下，固结体7天抗压强度达到最大的10.2MPa，在此之后，强度逐渐趋于稳定。为此，在通过矿渣来处理废泥浆的过程中，一定要对以上事项引起重视。这样才能使废泥浆达到很好的固化效果，从而消除其可能对环境产生的负面影响。

结束语：

综上所述，近年来，我国国民经济以及人民生活水平均得到了显著提升，致使相关工程量增加。在岩土工程施工过程中，往往会产生大量废泥浆。废浆具有一定的污染性，给人们的生产生活环境带来负担，且不利于环境保护理念和可持续发展理念的推广。现阶段，环境日益恶化，工程施工废浆防治以及综合治理越发引起人们的重视。为更好地对废泥浆进行固化处理，施工人员一定要选择合适的方案，在保障工程施工质量以及进度的情况下，对废泥浆进行适当处理，使其变变废为宝，更好地服务于我国的工程建设。

参考文献：

[1] 徐庆华，李春艳，李铎等.岩土工程施工废泥浆固化技术研究[J].城市建设理论研究（电子版），2014（8）.

[2] 陈源，王加灿，韩建刚等.海南红粘土废泥浆固化处理技术研究[J].海南大学学报（自然科学版），2014，32（1）.