吹填土区域的土壤改良技术研究

张智盛 周乾胤

摘 要 吹淤填海作为目前最成熟的填海方式之一，已经成为我国沿海城市填海扩地的重要手段。而如何利用有限的条件，以吹填形成的重度盐碱性淤泥上作为基础，进行绿化种植，成为目前沿海城市吹填区市政建设的一大难点。现以瓯江口新区一期市政工程PPP项目为例，研究分析通过原土改良等方法，在吹填区进行绿化种植的施工技术。

关键词 温州；吹填土；土壤改良；市政工程；瓯江口

1 工程背景

中国绵延弯曲的海岸线长达3.2万公里，位居全球前列，有着数量众多的滨海城市。全国综合实力排名前50的城市中有19座坐落在海滨地区，这些城市成为了中国城市化发展的领头羊。随着这些滨海城市的不断发展，不断暴增的人口与有限的土地土地资源之间的矛盾逐日突出，在追求城市发展的征途中，城市建设者将双手投向了海洋。

温州市政府在经过规划研讨后，计划于灵霓半岛东南填海造城，建设瓯江口新区。市政绿化工程是作为市政基建的一部分，但是在吹填土区域，如何保证植物景观效果和植物的存活率成为了绿化工程的一大难题。

1.1 研究内容

针对温州瓯江口新区的市政绿化工程中，吹填土基础难以进行植物造景的问题，结合国内现有的吹填土绿化技术，通过对工程当地各项土质条件的详细分析研究，设计出一套适用于瓯江口的市政绿化技术方案。

1.2 研究方法

查阅国内外现有的有关吹填区绿化种植方面的文献资料，在研究分析其他吹填土工程中所采用的绿化技术的基础上，进行温州瓯江口吹填区市政工程绿化技术的研究。通过收集、检验、整理、分析等工作，获得瓯江口实地各项数据，以详实的数据作为研究的支柱。将瓯江口与条件相近的吹填区相比对，得到相似点与差异。甄别出瓯江口绿化工程相对于其他吹填区不利于绿化实施的条件，并寻找解决思路。

1.3 研究综述

国外的围海造地起步较早，如韩国、日本、荷兰[1]等国家都是围海造地大户。韩国自1910年为了解决国内耕地紧张的制约，进行了一些小规模的围海造田，其后经历了数个阶段发展，应对不同的需求。由于认识到了围海造地对环境的影响，现如今，韩国采取了谨慎的围填海政策。在日本，多采用移山填海、垃圾填埋的方法。由于其本身土质及气候的影响，即时采用了吹填方式造地的方式，其土壤改良也相对较为容易，其研究重点主要集中在对超软地基进行处理及工程力学方面[2]。荷兰作为世界上有名的造地大国，由于其本身国土地势较低，造地工程成为其国家重点工程，素有“上帝造海，荷兰造地” [3]之说。经多发检索，并未发现国外有关吹填区绿化相关的研究报道。国外对此多采取放置、自然演化的方式，等待吹填区达到绿化的需求。

我国经过研究和技术开发有了突破性的研究方向，但都需要巨大的时间投入，并不能解决在实际围海造地工程中，急需进行快捷有效的土壤改良并尽快尽早进行绿化造景的需求。為温州瓯江口新区市政工程，设计一项符合工程要求可以实际采用的绿化种植方案势在必行。

2 瓯江口新区工程概况

2.1 工程简介

温州市瓯江口新区一期市政工程，是由温州市政府与上海建工合作建设的PPP项目。瓯江口新区地处东海与瓯江的交汇处，地处灵昆岛和霓屿岛之间，不仅是温州中心城市主拓展区，也是温州沿海产业带核心区。同时，作为浙江省审批的第一个产业集聚区，将成为温州发展的一个新平台。总规划面积达到了130平方公里。

园林景观范围为瓯江口新区一期范围内景观工程（不包括经九路西侧湿地公园、东南角行政办公区域周边水体景观）。本次景观结合市政规划，并对公园绿化、广场绿化、林带绿化等提出规划建议。

一期范围内景观工程结合市政规划，重点规划道路绿地，道路红线外绿地与滨水绿地，总绿化面积约为300公顷，绿化总投资约为15个亿。工程东侧为“一期围涂工程东围堤”，南侧为“一期围涂工程南围堤”，西侧为温州市瓯江口新区起步区，北侧为“一期围涂工程北围堤”。

2.2 自然条件

2.2.1 地形地貌

瓯江口新区所处地区三面环江，一面临海，待建设的区域为滨海淤积平原地貌，场地内现仅有浅滩。

2.2.2 气象条件

瓯江口新区地处浙江省东南沿海地区，属于亚热带海洋性季风气候，全年四季分明，冬短夏长，夏冬时节没有极端高温或低温，雨水充沛。瓯江口地处瓯江入海口处，三面环江、一面临海，不同于温州市区有群山围护。近多年平均气温为17.9℃，无霜期272天，年极端最高气温39.3℃，极端最低气温-4.5℃。本区域全年雨水充沛，年降水量1400-1800mm，平均1695mm，最大日降雨量355.9mm（1981年）地下水位高、盐度高。

2.2.3 地质条件

瓯江口新区一期现状为浅滩吹填场地，场地内土层经过软基处理（真空预压及堆载预压），原土土质无法达到绿化种植要求。拟建场地的岩土体结构自上而下分布如下：

由表1可见瓯江口一期区域内现状土层主要为含水量高？压缩性高？灵敏度高？强度低的淤泥和淤质土，施工难度大。

2.3 工程难点

本次工程改良用土为地表原土及防护林开挖原土（防护林开挖深3m），所用岩土体主要为冲填土。冲填土是利用特殊机械（吸砂船、运砂船、吹填工作定位船）将砂源区的泥砂运送至预定位置沉积形成的人工堆积物。本区域内冲填土为新近吹填而成，并进行了真空预压处理。表现为灰色、流塑-软塑状的高压缩性黏土。该层土壤pH平均8.76，高者达9.04，极易发生脱盐碱化，含盐量平均9.95g/kg，最高有效数据达11.30g/kg，区域内所取土样含盐量均高于6.00g/kg，属于盐土。根据统计，一般园林植物的耐盐能力都比较差，土壤含盐量超过0.15%时，pH值大于8.0时就不能正常生长[4]。

如果想以此土层土壤作为种植土，存在下列问题：

①土壤中残留着海水中的盐碱成分，致使土壤全盐量及pH值过高。

②土壤中pH碱性过大，有机质含量极低，土壤的团粒结构松散，土壤严重板结。

③土壤经过真空预压处理，理化性被进一步破坏。

④黏土土质，透水性极差（图1）。

2.4 原土改良

本次工程需要土壤改良的范围包括道路红线外绿化、防护林绿化、公园绿化，为了尽早于红线内形成景观效果，提升造景效率，經施工单位与业主单位协商，决定在道路红线内景观绿化均采取客土种植，道路红线外及防护林景观绿化对原土进行土壤改良。其中：道路红线外绿化面积46公顷，防护林绿化162公顷，公园绿化57公顷。

温州市瓯江口新区一期市政PPP项目的土壤基础为经过地基处理的吹填淤泥，因其原型为长期受海水浸泡的滨海淤泥，故本次需改良的土壤具有碱性强、盐度高、缺乏氮素的特点，针对本次吹填土的三个特点，制定针对性的改良方案。

2.4.1 盐碱土改良要求

（1）根据上述土壤性质需要添加掺拌改良剂和有机质，改良后土壤质量参数必须达到表1要求。

2.4.2 改良前土样数据对比分析

一期工程成陆和垦殖时间短，土壤盐碱度高、理化性状差，其原型为吹填土。吹填土是滩涂的滨海潮滩盐土通过吹填而成，尽管经过疏干脱水达到一定标高，但它只能提供植物生长的基础条件，且这个基础环境又因其成土时间过短，原土盐分过高，以及与海水仍存在着水力联系，而成为园林植物生长的最大阻碍。围海吹填形成的土壤，缺乏土壤生物及其演替过程，没有植物必需的水、肥、生物、气候条件，只能称其为“人造土壤”。

（1）土壤全盐量及PH值对比分析

随着pH的升高，Na+更容易进入土壤吸收性复合体，即pH越高，土壤越容易碱化，一般认为pH>8.5易碱化，易发生脱盐碱化，项目土壤pH 平均8.76 g/kg，高者达9.04 g/kg，极易发生脱盐碱化。含盐量平均9.95 g/kg，高者达11.30 g/kg，取样点含盐量均高于6.00 g/kg，属于盐土。

温州市瓯江口一期市政工程PPP项目土壤的盐分含量及pH经过检测后，一期市政工程区域全盐量13.13，PH值8.76；起步区区域全盐量4.74，PH值8.39。

（2）采样测试结果——离子组成对比分析

氯离子与硫酸根离子的比为7.24，高者达到了8.43，土壤盐分中NaCl的含量占了总全盐量的80.32%。

（3）采样测试结果——土壤养分对比分析

吹填土的养分含量与吹填物的质地相关，由砂壤质海底沉积物吹填而成的黏性砂壤质吹填土，有机质及水解氮偏低。项目土壤有机质平均为15.03g/kg，低于改良质量要求的25-35g/kg；水解氮平均46.60mg/ kg，低于改良质量要求的60-120mg/kg；有效磷平均值为34.03 mg/kg，高于改良质量要求的10-20mg/kg；速效钾平均值为738.00mg/kg，高于改良质量要求的70-125mg/kg。

（4）采样测试——土壤物理结构分析

本项目吹填土质地黏性砂壤土，经过真空预压处理，取样点土壤渗透率均为 0.00mm/h，透气性差、透水性差，晾干后板结严重，难以去除土体内盐分。土壤容重均值为1.83g/cm-3，项目地为新围涂地，土壤含水量高，许多区域仍为为海泥。

2.4.3 改良原理

本工程中土壤改良主要原理为增加土壤渗水性，转化原不溶于水的盐碱成分使其溶于水，然后通过降雨或人工淋溶的方式，用水分“洗”出盐碱成分，最后通过盲管排出土体（图2）。

通过掺加不同量的风化母质进行实验比对，添加30%的风化母质可以有效增加土壤疏松度、降低容重及降低PH值。本次改良土壤原为海底淤泥，里面沉积了大量不溶于水的盐碱成分，0.1%的脱硫石膏可以与土壤内不溶于水的盐碱成分反应，使其能够溶于水，提高洗盐效率。

2.4.4 改良方案

针对吹填土土壤特性，设计地下排盐、排碱工程及快速改土培肥的农艺工程及土壤改良措施。温州市瓯江口一期市政工程PPP项目土壤改良的分为两种：道路红线外绿化改良、防护林绿化改良。根据与起步区土壤理化指标对比、分析，制定了以下2种盐碱土土壤改良方案：

（1）道路红线外防护林带微地形土壤改良方案：

①整理达到设计标高的地形，清除土内杂物，铺设改良剂A（30%风化母质、0.1%脱硫石膏）。

②用机械把改良剂A与原土（深 10000mm）搅拌均匀，增加土壤的疏松度。

③在搅拌完成后，打孔，孔直径100mm，间距50厘米，深度800mm，孔内填满20-40mm的石子。

④把土层拌匀后，垂直道路走向及地形两侧开挖盲沟，深度距地表1000mm，宽400mm，间距10000mm。内填300mm厚，粒径20-40mm的碎石，然后铺设防腐编织布，回填夯实，盲沟互相连接，地形两侧的盲沟最后与市政雨水井相连。

⑤排水盲沟设置完成后，在土方回填到原设计标高且拌入改良剂A，根据图纸放线找出乔灌木位置，然后开挖树穴，并开挖支排水盲沟，树穴之间相互连接，最后连接至主排水盲沟（图3）。