一种利用淤泥与农林废弃物堆筑景观山的施工方法与流程

本发明涉及河湖淤泥资源化利用及环境生态修复领域，尤其涉及一种利用淤泥与农林废弃物堆筑景观山的施工方法。
背景技术：
：城市河道综合整治中最重要的一个环节就是清淤，清淤产生的淤泥通常含水率高、粘粒含量高、强度极低，很多还富含有机质，是工程上难以直接利用的一种特殊土。河湖清淤淤泥通常要设置堆场进行放置，一方面由于淤泥体积巨大、排水性差、在自身重力下排水固结需要的时间长，需要几年甚至更长的时间；另一方面，城镇河道淤泥大多受到污染，成分复杂，甚至存在重金属污染超标情况，若处理处置不当还会造成二次污染，如果不加以妥善处理则会长时间占用大量的土地且存在环境污染隐患。此外，城镇河道多处于市区，沿岸建筑物较多，施工场地有限，淤泥堆放场通常无法就近布置；如果布置太远，将面临运输成本增加；采用堆场处理也将面临征地及征地费用问题。因此，近年来对疏浚淤泥的处理处置成为热点研究问题。采用添加一定比例固化改性剂的方法，将高含水率的淤泥处理成干化、松散的土团聚体，称之为淤泥改性土。淤泥改性土可用作市政工程、道路工程中的填方材料，以及作为建筑材料的原材料使用，如陶粒、多孔砖的制作，达到废物再利用的效果，是目前较为符合我国国情的污染底泥处理技术。然而，值得注意的是采用固化拌和法处理淤泥时，遵循沥水、拌和、闷料及最终处置顺序作业的施工工艺，各工序相互独立，处理后的淤泥改性土，需经过1-2周堆放后才能作为建筑工程的填方材料，整个处理处置过程需要较长时间，造成占用作业面大，脱水效率低、施工成本高的问题。此外，淤泥改性固化后用于生产建材或肥料，消纳的淤泥数量及消纳的速度均有较大的局限性，淤泥脱水一体化工艺可以解决上述问题，但其基建费用高，仅适合进行长期作业的大型湖泊的淤泥处理，难以根本性的解决短时间内大量底泥的最终处置问题，这就限制了淤泥固化处理技术的大规模使用。实际工程应用中，固化后的底泥多通过各种途径进入了填埋场，一方面随着城市的发展，填埋场库容逐渐减少，新建填埋场往往远离城区，造成底泥处置工程中运输成本居高不下，且浪费了宝贵的填埋场资源；另一方面经处理后的淤泥改性土与土壤的结构及养分含量有一定的差异，生物多样性遭到破坏。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是提供一种利用淤泥与农林废弃物堆筑景观山的施工方法，以克服上述现有技术中的不足。本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种利用淤泥与农林废弃物堆筑景观山的施工方法，具体包括如下步骤：s100、将淤泥改性剂与完成沥水的淤泥进行拌和，得到混合料；s200、将混合料静置堆放，进行初次闷料，得到固化淤泥；s300、将固化淤泥摊铺，进行二次闷料，得到改性淤泥；s400、按每两个改性淤泥层中间铺设农林废弃物层的方式分层填筑构建山体；s500、对山体进行边坡修整，以及在山体表层实施绿化造景，形成景观山。在上述方案中，所述步骤s100中对淤泥进行沥水的具体方法如下：在施工区域由内之外依次构建山体堆填区、环形网格淤泥改性固化处理区、围堰ⅱ、环形网格堆泥沥水区以及围堰ⅰ，并将淤泥填入环形网格堆泥沥水区进行分层堆载沥水。在上述方案中，在选定施工区域时，先测定基础渗透系数是否低于1×10-7cm/s，若高于，则需利用土壤固化剂对施工区域的地基进行防渗处理。在上述方案中，分层堆载沥水的时间为8h～12h。在上述方案中，所述步骤s200中初次闷料的时间为18h～24h。在上述方案中，所述步骤s400中农林废弃物层由农林废弃物与改性淤泥混合组成。在上述方案中，所述农林废弃物层的铺设厚度为20cm～30cm，农林废弃物所占重量比例为15％～30％。在上述方案中，在分层填筑过程中采用碾压设备进行分段碾压，使所形成山体压实系数不小于92％。在上述方案中，在碾压时直线段先两边后中间，小直径曲线段先内侧后外侧，纵向进退式进行，碾压过程中横向接头重叠40～50cm，前后相邻两区段按纵向重叠搭接不得小于2m，每层接缝处应作成斜坡形，上下层错缝距离不应小于1m，逐步升高的山体应堆成斜坡面，坡度应小于1∶2，最大边坡坡度小于改性淤泥的自然安息角。在上述方案中，所述步骤s500中边坡修整包括先对山体表面进行松翻，然后在山体表面覆盖种植土。本发明的有益效果是：充分利用初次闷料后的固化淤泥已有的强度，控制施工速率，利用自重和网格顺序处理的施工周期来完成固化淤泥混合料的二次闷料固结，将淤泥进行改性处理后用于景观山体打造，该方法解决现有淤泥处理处置技术处置量小、施工难度大、施工效率低的问题，实现了淤泥处理处置的同步实施及改性淤泥的生态恢复。附图说明图1为淤泥与农林废弃物堆筑景观山的施工平面布置图；图2为本发明所述利用淤泥与农林废弃物堆筑景观山的施工方法的流程图。具体实施方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。如图1、图2所示，一种利用淤泥与农林废弃物堆筑景观山的施工方法，具体包括如下步骤：1)选址，在河道综合治理工程中，通常涉及到景观节点打造，可选择河岸较空旷区域，结合景观设计进行堆山造景；2)施工区域划分，在施工区域由内之外依次构建山体堆填区1、环形网格淤泥改性固化处理区2、围堰ⅱ3、环形网格堆泥沥水区4、围堰ⅰ5、排水沟6以及环形施工道路7，所修筑的环形施工道路7，以满足机具及材料进场要求，环形施工道路7内侧为排水沟6，用于路面排水，以及收集环形网格堆泥沥水区4排水口渗水，同时在环形施工道路7外侧地势低洼处设置尾水沉淀池8，用于收集处理环形网格堆泥沥水区4产生的明水；3)场地基础处理，对施工区域进行基底碾压处理，使其地基承载力大于80kpa，并对环形网格堆泥沥水区4及环形网格淤泥改性固化处理区2设置5‰坡度，内高外低，便于排水，以及对环形网格堆泥沥水区4与环形网格淤泥改性固化处理区2地基进行防渗处理；4)场地防渗处理，对需要进行防渗处理分区的水文地质情况进行调查，确定其渗透系数是否满足场地防渗需要，即基础的渗透系数低于1×10-7cm/s，若无法达到场地防渗需求，对环形网格淤泥改性固化处理区2、环形网格堆泥沥水区4及尾水沉淀池8地基采用土壤固化剂进行防渗处理，处理深度为地面下0.5米，使基础渗透系数低于1×10-7cm/s，土壤固化剂的掺量根据实验室配比试验确定，确保淤泥处理处置过程不发生二次污染；5)组合式清淤，对于河道水位较浅区域，采用“围堰排干清淤法”，利用河道内的施工道路修筑围堰，沿施工道路将淤泥从一侧转运到另一侧，使淤泥堆载沥水后，采用挖掘机转运至转载车内，转运至淤泥集中固化场，对于河道水位较深区域，采用“河岸与便道同步清淤法”，在河岸采用长臂挖掘机将淤泥从一侧清理到护坡位置后，采用推土机或挖机二次转移到处置场堆泥沥水区的围堰内部，或转移至装载车内并转运至淤泥集中固化场，同时，对于挖掘机处理不到的区域，结合便道施工，采用“分格清淤”的方式，将河道分为连续的长方形网格，将网格排水后，采用水陆挖掘机将淤泥清挖装车，并短途运至集中处置区域；6)堆泥沥水，将转运至集中处置区域的淤泥，填入环形网格堆泥沥水区4的网格中，进行分层堆载沥水，平均沥水时间8～12h，围堰ⅰ5在各网格的外侧均设置一处排水口，排水口与排水沟6连接，用于收集各网格排水口排出的明水，经人工导流，后汇集至尾水沉淀池8；7)重复步骤6)直至环形网格堆泥沥水区4的所有网格都填入淤泥；8)使用反铲挖掘机，将环形网格堆泥沥水区4中完成沥水的淤泥转运至对应的环形网格淤泥改性固化处理区2，同时采用另一台挖掘机配合，在环形网格淤泥改性固化处理区2进行淤泥改性剂的均匀布料与拌和；9)在室内试验确定施工配合比后，计算每1m3量淤泥需投放淤泥改性剂量(鉴于实际施工与室内试验的差异，布料时实际投料量与预计掺量应控制在±5kg/m3范围内为佳)，投料时，采用机械布料为主，在局部区域辅以人工布料的方式，保证淤泥改性剂均匀摊铺在完成沥水的淤泥表面，没有淤泥改性剂过分集中的地点，机械布料时，采用计量仪对淤泥改性剂进行计量投放，人工布料时采用袋装材料；10)在环形网格淤泥改性固化处理区2的每个网格内，从外侧开始，逐步向内侧推进，利用挖掘机将淤泥与淤泥改性剂拌和6～8遍，直至拌合均匀，混合料颜色均匀一致没有灰条、灰团，确保淤泥没有漏拌的部位，在拌和过程中，如有大团粒淤泥，需进行机械或人工粉碎处理，原则上颗粒粒径控制在5cm以内，另外，拌和过程中，应实时检测淤泥含水率，含水率过低时应进行洒水等才做，保障淤泥水分均匀适宜；11)重复步骤8)、步骤9)与步骤10)直至环形网格淤泥改性固化处理区2完成淤泥的转运、布料及拌和，得到混合料；12)将拌和后的混合料，静置堆放，进行18～24h的初次闷料，淤泥改性剂与淤泥发生一系列物理化学等反应，闷料期间应做好防雨措施，防止拌和混合料因雨水而使其含水率增大；13)使用推土机，将完成初次闷料的固化淤泥由外侧向内侧推进，呈扇形摊铺于山体堆填区1，进行二次闷料，将淤泥改性固结与加压联系起来，加快堆填速率，调整堆填固化淤泥受剪的应力状态，推土机运土堆填时，按每层厚30cm～40cm自下而上进行分层回填，采用大马力推土机摊铺至平整，可采取分段集中，一次运送的方法，分段距离10m～15m，土方推至填方部位时，应提起一次铲刀，成堆卸土，并向前行驶0.5m～1.0m，利用推土机后退时将土刮平，在填筑过程中，一层改性淤泥层填筑完成后检测填土的含水量，使填土的含水量控制在最佳含水量±2％范围内即可开始机械碾压，现场以土握在手中成团，落地开花为准；14)按环形网格淤泥改性固化处理区2的网格顺序重复步骤13)，直至环形网格淤泥改性固化处理区2的混合料均完成摊铺处理；15)每两个改性淤泥层中间铺设农林废弃物层，以利于改性淤泥的生态恢复；16)农林废弃物层由秸秆、木屑、菇渣等农林废弃物与改性淤泥混合组成，铺设厚度为20cm～30cm，其中农林废弃物所占比例为15％～30％；17)分层回填处理后通过采用碾压设备进行分段碾压，使山体压实系数不小于92％，碾压时直线段先两边后中间，小直径曲线段先内侧后外侧，纵向进退式进行，碾压过程中横向接头重叠40cm～50cm，前后相邻两区段按纵向重叠搭接不得小于2m，每层接缝处应作成斜坡形，上下层错缝距离不应小于1m，逐步升高的堆体应堆成斜坡面，坡度应小于1∶2(高∶水平)，最大边坡坡度小于淤泥改性土的自然安息角，在机械施工碾压不到的填土部位，应配合人工推土填充，使用小型平板夯夯打密实；18)完成所有步骤10)所述淤泥的清淤转运、布料及拌和后，对环形网格堆泥沥水区4底部剩余淤泥，按相同配合比进行淤泥改性处理后，使用推土机，结合围堰的处理，按照设计地形，往山体堆填区1进行收坡处理，构建出山体；19)填方碾压全部完成后，考虑景观效果根据图纸进行人工细整，保证地形自然流畅，排水通畅，同时，对表面进行松翻，外运种植土均匀覆盖在最上层，作为绿化用土壤，最后在山体表层实施绿化造景，形成景观山。应用例一种利用淤泥与农林废弃物堆筑景观山的施工方法，具体包括如下步骤：1)、在某城市河道综合治理工程中，选取河岸低洼处进行景观山体堆筑；2)、为满足施工机械设备及材料进场需要，在场地内布设施工道路，并结合施工工作面布置划分施工区域，具体划分方式如图1所示，区域最外围临河侧，修筑一圈环形施工道路7，以满足机具及材料进场要求，环形施工道路7内侧环绕有排水沟6，排水沟6倾斜设置，顶端宽度0.5m，底端宽度0.3m，坡度为1.5‰，排水沟6内侧为环形网格堆泥沥水区4的外侧围堰ⅰ5，围堰ⅰ5宽1.5m，高1m，环形网格堆泥沥水区4按照50m×50m分区，围堰ⅰ5在每个分区段中间设置0.5m宽排水口，用30mm-50mm碎石填充，环形网格堆泥沥水区4内侧围堰ⅱ3内为环形网格淤泥改性固化处理区2，环形网格淤泥改性固化处理区2按照50×50m区域分区，内侧为山体堆填区1；3)、场地基础处理：对施工区域进行基底碾压处理，使其地基承载力大于80kpa，淤泥软土基础处理工程质量应符合现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(gb50202-2002)的有关规定，对环形网格堆泥沥水区4及环形网格淤泥改性固化处理区2设置5‰坡度，内高外低，便于排水；4)、场地防渗：对规划的施工分区水文地质情况进行调查，其渗透系数低于1×10-7cm/s，对环形网格淤泥改性固化处理区2、环形网格堆泥沥水区4及尾水沉淀池8地基采用土壤固化剂进行防渗处理，处理深度为地面下0.5米，使基础渗透系数低于1×10-7cm/s，根据实验室配比确定土壤固化剂的掺量控制在10％；5)、组合式清淤：在河道内修筑清淤进场道路，按照自上游至下游、先两侧后中央的顺序清淤，采用反铲挖掘机将现状河道内的淤泥清理至设计标高，采用“河岸与便道同步清淤法”，在河岸采用长臂挖掘机将淤泥从一侧清理到护坡位置后，采用推土机或挖机二次转移到处置场堆泥沥水区的围堰内部，或转移至装载车内并转运至淤泥集中固化场；同时，对于挖掘机处理不到的区域，结合便道施工，采用“分格清淤”的方式，将河道分为约10m*20m的网格，将网格排水后，采用水陆挖掘机将淤泥清挖装车，并短途运至集中处置区域；6)、堆泥沥水：转运至集中处置区域的淤泥，依次填入环形网格堆泥沥水区4的网格中，进行分层堆载沥水，沥水时间12h，各网格淤泥堆载沥出的明水，经排水口排出，由排水沟6收集后，通过人工导流，汇集至尾水沉淀池8；7)、尾水沉淀池8设置在环形施工道路7外侧，地势较低处，大小为100m2。沉淀池中淤泥悬浊液的尾水处理方法分为两步，首先自然沉降18h，然后按万分之二浓度投加配制好的絮凝剂(聚丙烯酰胺，pam)至沉淀池中并轻搅混匀，当尾水ss值降低至70mg/l时，导排入河道。8)、使用反铲挖掘机，按照环形网格堆泥沥水区4的网格顺序，将完成沥水的淤泥，转运至对应的环形网格淤泥改性固化处理区2，同时采用另一台挖掘机配合，在环形网格淤泥改性固化处理区2进行淤泥改性剂的均匀布料与拌和，通过室内小试试验确定淤泥改性剂的掺比为7％(质量比)，鉴于实际施工与室内试验的差异，布料时实际投料量控制在±5kg/m3范围内为佳，投料时，采用机械布料为主，在局部区域辅以人工布料的方式，保证淤泥改性剂均匀分布于淤泥表面，没有淤泥改性剂过分集中的地点；9)、拌和施工时，挖掘机按环形网格淤泥改性固化处理区2网格顺序，在每个网格内，从外侧开始，逐步向内侧推进，利用挖掘机将淤泥与淤泥改性剂拌和6～8遍，直至拌合均匀，混合料颜色均匀一致没有灰条、灰团，确保淤泥没有漏拌的部位，在拌和过程中，如有大团粒淤泥，进行机械或人工粉碎处理，原则上颗粒粒径控制在5cm以内，拌和过程中，实时检测淤泥含水率，保障淤泥水分均匀适宜，完成一个方格网的布料拌和操作后，按顺序进入下一方格网进行淤泥的转运与布料拌和；10)、将拌和后的混合料，静置堆放，进行12h的初次闷料，淤泥改性剂与淤泥发生一系列物理、化学、物理化学等反应，闷料期间应做好防雨措施，防止拌和混合料因雨水而使其含水率增大，现场经养护后的淤泥固化土需达到无臭味、呈硬塑状态，遇水不泥化状态，为满足后续景观山体堆筑的填土要求，对养护后的淤泥固化土进行取样检测，基本检测项目应符合表1的规定；表1淤泥固化土用作回填用土的基本检测项目与限值序号基础检测项目限值要求1含水率(％)<402粘聚力c(kpa)>203内摩擦角φ(°)>154水稳系数(％)≥60注：含水率指标指水/总重质量比；11)、使用推土机，将完成初级闷料的固化淤泥由外侧向内侧推进，如图1所示呈扇形摊铺于围堰中心的山体堆填区1，进行二次闷料；然后按环形网格淤泥改性固化处理区2的网格顺序，依次进行下一块网格区域改性固化土的二次摊铺处理，直至环形网格淤泥改性固化处理区2的所有淤泥均完成二次摊铺处理，推土机运土堆填时，按每层厚30cm～40cm自下而上进行分层回填，采取分段集中，一次运送的方法，使用yt220大马力推土机将淤泥改性土摊铺至平整，分段距离10m～15m，土方推至填方部位时，应提起一次铲刀，成堆卸土，并向前行驶0.5m～1.0m，利用推土机后退时将土刮平，在填筑过程中，一层改性淤泥层填筑完成后检测填土的含水量，使填土的含水量控制在最佳含水量±2％范围内即可开始机械碾压，现场以土握在手中成团，落地开花为准；12)、每两个改性淤泥层中间铺设农林废弃物层，以利于改性淤泥的生态恢复；13)、农林废弃物层由秸秆与淤泥改性土混合组成，铺设厚度为25cm，其中秸秆所占比例为30％；14)、采用16t振动压路机对改性淤泥层进行分段碾压，使山体压实系数不小于92％，碾压遵循先低后高、先慢后快轮迹重叠原则，压路机的行驶速度应控制在3～4km/h，碾迹重叠0.5～1.0m左右，避免漏压，运行中碾轮边距填方边缘应大于0.5m，以防止发生溜坡倾倒，碾压时直线段先两边后中间，小直径曲线段先内侧后外侧，纵向进退式进行，碾压过程中横向接头重叠40cm～50cm，前后相邻两区段按纵向重叠搭接不得小于2m，每层接缝处应作成斜坡形，上下层错缝距离不应小于1m，逐步升高的堆体应堆成斜坡面，坡度应小于1∶2(高∶水平)，最大边坡坡度小于淤泥改性土的自然安息角，在机械施工碾压不到的填土部位，应配合人工推土填充，使用小型平板夯夯打密实，具体碾压参数表3所示；表3山体堆筑碾压施工参数表施工工艺振动压实虚铺500-600mm压实能力16t振动压路机间距满压压实遍数6～8遍压实系数≥0.92使用范围地基以上的山体填筑目的通过分层压实达到压实质量的设计要求15)、完成全部清淤转运及堆泥沥水后，对环形网格堆泥沥水区4底部剩余淤泥，按相同配合比进行淤泥改性处理后，使用推土机，结合围堰的处理，按照设计地形，往中间山体堆填区1进行收坡处理，外侧施工便道，经过处理后，用作景观区域的步道或园路，收集沥水用的排水沟6结合后期复绿工程，播撒草子设置为植草沟，用于路面及山体坡面雨水收集，尾水沉淀池8内的沉积物经处理后可种植水生/湿生植物，作为小型湿地用于景观打造及雨水收集净化；16)、填方碾压全部完成后，考虑景观效果根据图纸进行人工细整，保证地形自然流畅，排水通畅，同时，对表面进行松翻，翻地深度为30cm，外运种植土以30cm厚度均匀覆盖在最上层，作为绿化用土壤，最后对填筑山体进行复绿，先种植较大乔灌木品种，再播撒用作地被的草种进行复绿，乔木种植以2m/株行距为宜，草籽播种时应选在无风，气温15℃以上天气进行，将种子与纤维物质、复合肥料等材料混拌均匀后进行撒播，盖无纺布，淋水保湿，淋水时最好采用雾状喷施法，防止形成径流草籽播种后，14～21天可去除覆盖无纺布。在本实施例中，土壤固化剂是申请号为cn98113594的专利所记载的固化剂，淤泥改性剂是申请号为cn201510617901的专利所记载的淤泥改性材料。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。当前第1页12