盾構(gòu)渣土去鹽堿處理材料篩選

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)渣土；去鹽堿處理；地形用土；資源化利用

中圖分類(lèi)號(hào)：TU986.3；X705 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1672-2043（2024）12-3004-09 doi：10.11654/jaes.2023-0961

盾構(gòu)法是隧道暗挖法中一種全機(jī)械化施工方法，廣泛應(yīng)用于地鐵和道路隧道建設(shè)施工中[1]，其產(chǎn)生的盾構(gòu)渣土，也逐漸成為城市固體廢棄物的主要來(lái)源，給城市環(huán)境帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)[2]。為保證施工的順利進(jìn)行、減小渣土對(duì)盾構(gòu)機(jī)械磨損和增加渣土止水性，盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中會(huì)投加分散劑和絮凝劑，其分別含有大量的Na⁺鹽類(lèi)和羧甲基類(lèi)物質(zhì)，且具有較高的堿度，從而導(dǎo)致產(chǎn)生的盾構(gòu)渣土鹽堿化嚴(yán)重，表現(xiàn)為其鹽分含量過(guò)高、pH偏大和易于板結(jié)[3-4]。大量盾構(gòu)渣土直接排放造成的危害包括占用土地資源、降低土壤質(zhì)量、破壞市容和衛(wèi)生環(huán)境。此外，堆體邊坡具有滑坡災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)力作用下渣土易形成揚(yáng)塵而污染大氣環(huán)境，自然降水條件下污染物下滲和平流會(huì)污染周邊土壤及地下水，從而影響航運(yùn)及道路交通安全等[5-6]。

我國(guó)城市建筑垃圾如盾構(gòu)渣土等無(wú)害化處理與資源化利用技術(shù)起步較晚，利用率低于美國(guó)、日本和歐洲等國(guó)家[7-8]。目前我國(guó)城市垃圾資源化利用率總體不足10%[9]。前人研究多關(guān)注地質(zhì)工程技術(shù)，而對(duì)渣土改良和利用技術(shù)研究不足，盾構(gòu)機(jī)械的刀具磨損和易“結(jié)泥餅”、盾構(gòu)土倉(cāng)閉塞、出土不暢等問(wèn)題造成盾構(gòu)機(jī)械損耗大、渣土環(huán)境污染問(wèn)題突出。盾構(gòu)渣土的利用方向主要是工程再利用[10]，部分被用于建筑材料[11]，傳統(tǒng)處理方式大多為空地露天堆放或填埋消納，少部分改良處理后作為路基填料、再生磚材、陶粒、同步注漿材料等再利用，總之其資源化利用率極低[12]。近年來(lái)，國(guó)家綠色城市、海綿城市和城市周邊礦山土地復(fù)墾都需要大量的土壤，公園建設(shè)等地方甚至出現(xiàn)用土荒，形成資源浪費(fèi)與市場(chǎng)需求不對(duì)等；建設(shè)城市公園所需的地形用土和綠化地種植基質(zhì)，在城市發(fā)展中有很大市場(chǎng)空間。因此，盾構(gòu)渣土改良后的就地利用，具有成本低和促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等優(yōu)勢(shì)[13]。解決盾構(gòu)渣土的鹽堿化、無(wú)害化和促進(jìn)其地形用土和綠化基質(zhì)利用，成為道路盾構(gòu)出土迫在眉睫的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。本研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬，以鈉基膨潤(rùn)土型、純堿型和弱堿型等盾構(gòu)渣土為對(duì)象，探究不同鹽堿處理材料對(duì)3種類(lèi)型盾構(gòu)渣土pH、電導(dǎo)率和全鹽量的影響，選擇技術(shù)、經(jīng)濟(jì)適宜盾構(gòu)渣土去鹽堿化材料，為盾構(gòu)渣土安全無(wú)污染地用作地形用土和綠化基質(zhì)提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

（1）盾構(gòu)泥漿材料

鈉基膨潤(rùn)土，主要成分是蒙脫石，灰白色粉狀固體，購(gòu)于北京易秀博古生物科技有限公司；羧甲基纖維素（CMC），黏度300～800，白色粉狀固體，購(gòu)于上海源葉生物科技有限公司；純堿，無(wú)水碳酸鈉，純度≥99.5%，白色顆粒狀固體，購(gòu)于上海麥克林生化科技有限公司。

（2）盾構(gòu)渣土去鹽堿處理材料

腐植酸（HA）：粉末狀固體，純度gt;70％，褐煤風(fēng)化制成，購(gòu)于山西豐聯(lián)公司。脫硫石膏（FGD，CaSO₄·2H₂O）：燃煤電廠脫硫副產(chǎn)物，購(gòu)于天津天地豐源環(huán)境工程有限公司。紅石膏（CaSO₄·2H₂O、Fe₂SO₄等）：硫酸法鈦白粉生產(chǎn)副產(chǎn)物，購(gòu)于天津天地豐源環(huán)境工程有限公司。木醋液：生物炭制備中產(chǎn)生的熱解副產(chǎn)物，純度gt;99％，pH2.8，購(gòu)于石家莊宏森活性炭有限公司。

1.2 供試土壤

原樣渣土：渣土取自北京市東六環(huán)（京哈高速-潞苑北大街）改造工程地下8 m處。渣土取回后去除石塊等較大物質(zhì)，將土樣鋪成薄層，自然風(fēng)干3～5 d，經(jīng)磨碎、過(guò)篩后置干燥陰涼處備用。其土壤質(zhì)地為砂壤土，pH 8.06，電導(dǎo)率136.50 μS·cm^-1，全鹽量0.09 g·kg^-1，含水率13.02%。原樣渣土不存在鹽堿化和pH高等問(wèn)題，但實(shí)際盾構(gòu)渣土由于添加鈉基膨潤(rùn)土、羧甲基纖維素和純堿等分散劑和絮凝劑，其渣土的鹽堿化問(wèn)題非常突出[13]。本文以原樣渣土為基礎(chǔ)，配制3種常見(jiàn)類(lèi)型的盾構(gòu)渣土，以使本研究適應(yīng)各類(lèi)盾構(gòu)渣土的改良。

模擬盾構(gòu)渣土：盾構(gòu)施工泥漿配制參考趙洪洲等[13]的試驗(yàn)方法，以泥漿相對(duì)密度和黏度等為主要控制參數(shù)，采用膨潤(rùn)土、羧甲基纖維素鈉及純堿為材料模擬盾構(gòu)隧道3種常見(jiàn)的泥漿配比，加入到原樣渣土中，形成的模擬盾構(gòu)渣土的基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

鈉基膨潤(rùn)土型盾構(gòu)渣土，即盾構(gòu)渣土1：原渣土35%、鈉基膨潤(rùn)土11%、羧甲基纖維素0.15%、純堿0.04%、去離子水53.81%，攪拌混勻，反應(yīng)約1 h后，過(guò)60 目（0.25 mm）篩網(wǎng)，置于干燥陰涼處自然風(fēng)干，直至其含水率達(dá)到約30%，收袋備用。pH偏高，電導(dǎo)率和全鹽量較小。

純堿型盾構(gòu)渣土，即盾構(gòu)渣土2：原渣土35%、鈉基膨潤(rùn)土5%、羧甲基纖維素0.15%、純堿2%、去離子水57.85%，攪拌混勻，反應(yīng)約1 h 后，過(guò)60目（0.25mm）篩網(wǎng)，置于干燥陰涼處自然風(fēng)干，直至其含水率達(dá)到約30%，收袋備用。pH偏高，電導(dǎo)率和全鹽量較高。土壤溶液電導(dǎo)率與土壤質(zhì)地、含水量和全鹽量等因素有關(guān)，盾構(gòu)渣土2可能因?yàn)槿}量的增加，導(dǎo)致電導(dǎo)率顯著增加。

弱堿型盾構(gòu)渣土，即盾構(gòu)渣土3：原渣土35%、鈉基膨潤(rùn)土5%、羧甲基纖維素0.12%、純堿0.12%、去離子水59.76%，攪拌混勻，反應(yīng)約1 h 后，過(guò)60 目（0.25 mm）篩網(wǎng)，置于干燥陰涼處自然風(fēng)干，直至其含水率達(dá)到約30%，收袋備用。pH 偏高，電導(dǎo)率和全鹽量較小。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 盾構(gòu)渣土1去鹽堿處理試驗(yàn)

稱(chēng)取試驗(yàn)盾構(gòu)渣土1樣品50 g到100 mL離心管中，分別添加腐植酸、脫硫石膏、紅石膏和木醋液4種鹽堿處理材料。其中，腐植酸的添加量為土壤干質(zhì)量的0.5%、0.8%、1.0%、1.2%、1.5%、1.8% 和2.0%；脫硫石膏的添加量為土壤干質(zhì)量的1%、5%、8%、10%、12%、15%、18% 和20%；紅石膏的添加量同脫硫石膏；木醋液稀釋倍數(shù)為50、100、200、300、400倍和500倍，添加量為10 mL（田間持水量75%）。隨后加入去離子水，在恒溫振蕩器中振蕩約30 min，取出后反應(yīng)約24 h，離心后測(cè)定上清液pH和電導(dǎo)率。未添加鹽堿處理材料的渣土為空白對(duì)照組渣土，以下簡(jiǎn)稱(chēng)空白渣土（CK）。

1.3.2 盾構(gòu)渣土2去鹽堿處理試驗(yàn)

稱(chēng)取試驗(yàn)盾構(gòu)渣土2樣品50 g到100 mL離心管中，分別添加脫硫石膏和木醋液，脫硫石膏的添加量為土壤干質(zhì)量的0.5%、0.8%、1.0%、1.2%、1.5%、1.8%、2.0%、2.5%、3.0%、5.0%、10.0% 和15.0%；木醋液稀釋倍數(shù)為10、15、20、25、50倍和75倍，添加量為10 mL（田間持水量75%）。隨后加入去離子水，在恒溫振蕩器中振蕩約30 min，取出后反應(yīng)約24 h，離心后測(cè)定上清液pH和電導(dǎo)率。未添加鹽堿處理材料的渣土為空白渣土（CK）。

1.3.3 盾構(gòu)渣土3去鹽堿處理試驗(yàn)

稱(chēng)取試驗(yàn)盾構(gòu)渣土3樣品50 g于100 mL離心管中，分別添加脫硫石膏和木醋液，脫硫石膏的添加量為土壤干質(zhì)量的0.5%、0.8%、1.0%、1.2%、1.5%、1.8%、2.0%、2.5%、3.0%、5.0% 和10.0%；木醋液稀釋倍數(shù)為50、75、100、120、150、180、200、250 倍和300倍，添加量為10 mL（田間持水量75%）。隨后加入去離子水，在恒溫振蕩器中振蕩約30 min，取出后反應(yīng)約24 h，離心后測(cè)定上清液pH和電導(dǎo)率。未添加鹽堿處理材料的渣土為空白渣土（CK）。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

土壤pH采用水土比2.5∶1浸提法，由便攜式pH計(jì)（FE28）測(cè)定；土壤電導(dǎo)率采用水土比5∶1浸提法，由雷磁實(shí)驗(yàn)室臺(tái)式電導(dǎo)率儀（DDS-307A）測(cè)定；土壤全鹽量采用烘干法測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2021 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與誤差分析，采用Origin 2021繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 盾構(gòu)渣土1去鹽堿處理材料篩選及其效應(yīng)

盾構(gòu)渣土去鹽堿處理的核心是降低渣土的pH，電導(dǎo)率和全鹽含量較小。

2.1.1 對(duì)盾構(gòu)渣土1 pH值的影響

如圖1所示，各鹽堿處理材料較空白均可降低盾構(gòu)渣土1的pH值，其pH值與鹽堿材料添加量顯著負(fù)相關(guān)。腐植酸添加量為土壤干質(zhì)量2.0%、木醋液稀釋倍數(shù)為50 倍時(shí)，盾構(gòu)渣土1 的pH 值最低，分別為9.25和6.64，較空白降低6.66%和33.00%；脫硫石膏、紅石膏添加量為土壤干質(zhì)量5.0% 時(shí)，盾構(gòu)渣土1的pH 值降至8.0 以下，脫硫石膏添加量為土壤干質(zhì)量1%時(shí)，盾構(gòu)渣土1的pH為8.12，已接近8.0，推測(cè)添加量為2%時(shí)可使pH降至8.0以下。因此，相較腐植酸和木醋液，紅石膏和脫硫石膏處理對(duì)盾構(gòu)渣土1 的pH值降低效果更好，其中脫硫石膏用量更少。所以，推測(cè)2% 脫硫石膏處理可滿(mǎn)足《公園設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB51192—2016）和《園林綠地工程建設(shè)規(guī)范》（DB11/T1175—2015）對(duì)土質(zhì)pH的要求。

2.1.2 對(duì)盾構(gòu)渣土1電導(dǎo)率的影響

由圖2分析可知，各鹽堿處理材料較空白均可明顯提高盾構(gòu)渣土的電導(dǎo)率，盾構(gòu)渣土1的電導(dǎo)率與鹽堿材料添加量呈顯著正相關(guān)。腐植酸添加量為土壤干質(zhì)量2.0%、木醋液稀釋倍數(shù)為300倍、脫硫石膏添加量為1.0%、紅石膏添加量為5.0%時(shí)，試驗(yàn)盾構(gòu)渣土1較空白渣土電導(dǎo)率值分別升高87.63%、61.53%、274.12% 和413.33%，總體上均高于渣土1未鹽堿處理時(shí)的電導(dǎo)率。比較可知，脫硫石膏和紅石膏較腐植酸和木醋液處理對(duì)盾構(gòu)渣土電導(dǎo)率的影響更小。

2.1.3 對(duì)盾構(gòu)渣土1全鹽量的影響

由圖3分析可知，添加鹽堿材料處理較空白均明顯提升盾構(gòu)渣土1的全鹽量，渣土全鹽量與鹽堿材料添加量呈顯著正相關(guān)。腐植酸添加量為土壤干質(zhì)量2.0%、木醋液稀釋倍數(shù)為300倍、脫硫石膏添加量為1.0%、紅石膏添加量為5.0%時(shí)，試驗(yàn)盾構(gòu)渣土1全鹽量分別較空白渣土升高103.79%、80.00%、411.89%和519.37%，含鹽量較對(duì)照有一定提高。相較脫硫石膏和紅石膏，腐植酸和木醋液處理對(duì)盾構(gòu)渣土1全鹽量影響較小。

2.2 盾構(gòu)渣土2去鹽堿處理材料篩選及其效應(yīng)

根據(jù)盾構(gòu)渣土1的結(jié)果，結(jié)合鹽堿處理材料的高效性、環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性要求，從4種環(huán)境材料中暫篩選出木醋液和脫硫石膏兩種，以盾構(gòu)渣土2為處理對(duì)象，核心是降低pH，并注意電導(dǎo)率和全鹽含量降低，進(jìn)行鹽堿處理材料進(jìn)一步篩選。

2.2.1 對(duì)盾構(gòu)渣土2pH的影響

由圖4分析可知，添加鹽堿處理材料較空白均可降低盾構(gòu)渣土2的pH值，pH值與鹽堿處理材料添加量呈顯著負(fù)相關(guān)。木醋液稀釋倍數(shù)為20倍、脫硫石膏添加量為土壤干質(zhì)量的2.5% 時(shí)，試驗(yàn)盾構(gòu)渣土2的pH 由10.61 降至8.0 以下，較空白渣土分別降低38.90% 和23.81%。該類(lèi)盾構(gòu)渣土經(jīng)2.5% 脫硫石膏處理可滿(mǎn)足《公園設(shè)計(jì)規(guī)范》和《園林綠地工程建設(shè)規(guī)范》對(duì)土質(zhì)pH的要求。

2.2.2 對(duì)盾構(gòu)渣土2電導(dǎo)率的影響

由圖5分析可知，添加鹽堿處理材料較空白均可明顯提升試驗(yàn)盾構(gòu)渣土2的電導(dǎo)率，電導(dǎo)率與鹽堿處理材料添加量呈顯著正相關(guān)。木醋液稀釋倍數(shù)為10倍、脫硫石膏添加量為土壤干質(zhì)量的2.5%時(shí)，試驗(yàn)盾構(gòu)渣土2的電導(dǎo)率較空白分別升高8.73%和44.44%。

2.2.3 對(duì)盾構(gòu)渣土2全鹽量的影響

由圖6 分析可知，添加鹽堿處理材料較空白均可明顯升高盾構(gòu)渣土2的全鹽量，全鹽量與鹽堿處理材料添加量呈顯著正相關(guān)。木醋液稀釋倍數(shù)為10倍、脫硫石膏添加量為土壤干質(zhì)量的2.5% 時(shí)，盾構(gòu)渣土2 的全鹽量較空白對(duì)照分別升高25.54% 和37.23%。

2.3 盾構(gòu)渣土3去鹽堿處理材料篩選及其效應(yīng)

以盾構(gòu)渣土2的結(jié)果，結(jié)合鹽堿處理材料篩選要求，發(fā)現(xiàn)脫硫石膏具有主要的功能性、環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性，可用于盾構(gòu)渣土鹽堿處理。以盾構(gòu)渣土3為處理對(duì)象，核心是降低pH，進(jìn)行鹽堿處理材料的進(jìn)一步驗(yàn)證和篩選。

2.3.1 對(duì)盾構(gòu)渣土3pH的影響

由圖7分析可知，添加鹽堿處理材料較空白均可降低盾構(gòu)渣土3的pH值，pH值與鹽堿處理材料添加量呈顯著負(fù)相關(guān)。木醋液稀釋倍數(shù)為300倍、脫硫石膏添加量為土壤干質(zhì)量的0.5%時(shí)，盾構(gòu)渣土3的pH值由9.87 降至8.0和7.5，較空白渣土分別降低15.41%和20.27%。0.5%脫硫石膏處理可以滿(mǎn)足《公園設(shè)計(jì)規(guī)范》和《園林綠地工程建設(shè)規(guī)范》對(duì)土質(zhì)pH的要求。

2.3.2 對(duì)盾構(gòu)渣土3電導(dǎo)率的影響

由圖8分析可知，添加鹽堿處理材料較空白均可明顯升高盾構(gòu)渣土3的電導(dǎo)率，電導(dǎo)率與鹽堿處理材料添加量呈顯著正相關(guān)。相較空白渣土，木醋液稀釋倍數(shù)為300 倍、脫硫石膏添加量為土壤干質(zhì)量0.5%時(shí)，盾構(gòu)渣土3的電導(dǎo)率分別升高44.86%和262.00%。

2.3.3 對(duì)盾構(gòu)渣土3全鹽量的影響

由圖9分析可知，添加鹽堿處理材料較空白均可明顯升高盾構(gòu)渣土3的全鹽量，全鹽量與鹽堿處理材料添加量呈顯著正相關(guān)。木醋液稀釋倍數(shù)為300倍、脫硫石膏添加量為土壤干質(zhì)量的0.5%時(shí)，盾構(gòu)渣土3的全鹽量較空白分別升高58.83%和294.44%。

3 討論

3.1 處理材料對(duì)盾構(gòu)渣土降鹽堿的機(jī)制

盾構(gòu)渣土是一種重要的建筑垃圾資源，對(duì)其進(jìn)行無(wú)害化處理，促進(jìn)盾構(gòu)渣土被充分利用于城市建設(shè)中，具有廢物可就地利用、成本低和促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等優(yōu)勢(shì)。以鈉基膨潤(rùn)土型、純堿型和弱堿型盾構(gòu)渣土為對(duì)象，研究腐植酸、木醋液、脫硫石膏和紅石膏對(duì)盾構(gòu)渣土pH、電導(dǎo)率和全鹽量的影響，遵循高效、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的環(huán)境材料選用原則，篩選用于盾構(gòu)渣土鹽堿處理的材料。

盾構(gòu)渣土鹽堿處理過(guò)程以酸中和堿、Ca²⁺代換土壤中的Na⁺為主要改良機(jī)理，降低土壤pH 和鈉鹽含量，有效改良土壤性質(zhì)。腐植酸是一種弱酸性有機(jī)-無(wú)機(jī)兩性大分子，木醋液富含有機(jī)酸類(lèi)物質(zhì)，二者均可釋放出H+中和盾構(gòu)渣土中OH^-，達(dá)到降低渣土堿性的目的，使得渣土的pH降低；同時(shí)，腐植酸和木醋液中含有較多的含氧官能團(tuán)，其可膠連土壤顆粒形成土壤團(tuán)聚體，改善土壤結(jié)構(gòu)[14-17]。利用含鈣礦物質(zhì)如脫硫石膏、紅石膏等對(duì)盾構(gòu)渣土進(jìn)行鹽堿處理，主要在于礦物質(zhì)中含有的Ca²⁺作用[18]，Ca²⁺可交換替代渣土中的Na⁺，降低鹽分含量。

腐植酸能夠降低土壤堿分[19]，促使腐植酸-腐植酸鹽相互轉(zhuǎn)化的緩沖系統(tǒng)形成，從而降低土壤電導(dǎo)率[20]，同時(shí)腐植酸具有較高的陽(yáng)離子交換量，可促進(jìn)土壤鈉鹽脫附[21]。脫硫石膏和紅石膏的主要成分為CaSO₄·2H₂O 和少量的黏性物質(zhì)等[22]，其可降低渣土表面的鈉鹽含量，置換Ca²⁺，通過(guò)腐植酸官能團(tuán)與Ca²⁺的膠連形成土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)[23]。然而，單施腐植酸處理鹽堿性盾構(gòu)渣土效率不高，其多與其他環(huán)境材料配施[24]；紅石膏含有較多的鐵離子雜質(zhì)，其Ca²⁺含量遠(yuǎn)小于脫硫石膏[25]。二者鹽堿處理效率較低、環(huán)境經(jīng)濟(jì)性較差，所以，脫硫石膏成為較好選擇。

3.2 處理材料用于盾構(gòu)渣土改良的經(jīng)濟(jì)性分析

結(jié)合盾構(gòu)渣土1、2和3的試驗(yàn)結(jié)果，從4種環(huán)境材料中暫篩選出木醋液和脫硫石膏，結(jié)合鹽堿處理材料的高效、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)要求對(duì)二者進(jìn)行最終篩選[16，26-28]。

3.2.1 高效性

木醋液稀釋倍數(shù)為20倍、脫硫石膏添加量為土壤干質(zhì)量的2.5%時(shí)，盾構(gòu)渣土2的土壤pH值可降至8.0以下，較空白對(duì)照土壤pH 值分別降低22.13% 和20.46%，土壤電導(dǎo)率和全鹽量有所升高，但不影響地形用土。木醋液稀釋倍數(shù)為300倍、脫硫石膏添加量為土壤干質(zhì)量的0.5%時(shí)，盾構(gòu)渣土3的土壤pH值可降至8.0 以下，較空白對(duì)照土壤pH 值分別降低15.41%、20.27%，土壤電導(dǎo)率和全鹽量分別升高，但二者對(duì)盾構(gòu)渣土鹽堿處理效率相差不大。

3.2.2 環(huán)保性

木醋液是pH 3的酸性有機(jī)混合物，主要成分為醋酸，富含有機(jī)酸、醛類(lèi)、酚類(lèi)、醇類(lèi)和酮類(lèi)等物質(zhì)，由稻殼、椰殼、秸稈等廢棄木材熱解所得，純度大于90%，屬可生物降解材料。但木醋液屬油狀混合物并有一定氣味，用于處理盾構(gòu)渣土?xí)r會(huì)使土壤存在憎水油狀物質(zhì)，影響植物生長(zhǎng)。脫硫石膏來(lái)源于燃煤煙氣脫硫過(guò)程，主要成分為CaSO₄·2H₂O和少量黏性物質(zhì)，與天然石膏相似，純度大于90%，含堿量低、不含環(huán)芳香烴和二噁英等有害物質(zhì)，重金屬含量也較低。少量脫硫石膏具有較高去鹽堿處理效率，電導(dǎo)率和全鹽量上升主要在于脫硫石膏含有鈣鹽，不會(huì)對(duì)人體健康和周?chē)h(huán)境造成危害，因此脫硫石膏更具環(huán)境友好性。

3.2.3 經(jīng)濟(jì)性

木醋液和脫硫石膏均從市場(chǎng)購(gòu)置，不考慮人工費(fèi)和運(yùn)輸費(fèi)。同時(shí)處理1 t盾構(gòu)渣土，若將其pH值降低至8.5以下，需木醋液原液和脫硫石膏分別為8.4 L和5 kg，其材料購(gòu)置成本分別為8.4 元和0.25 元（市場(chǎng)價(jià)按木醋液1 000元·t^-1、脫硫石膏10元·t^-1計(jì)），故脫硫石膏的成本效益遠(yuǎn)大于木醋液。

4 結(jié)論與展望

根據(jù)去鹽堿化的功能性、環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性，確定脫硫石膏為盾構(gòu)渣土鹽堿處理適宜材料。對(duì)于鈉基膨潤(rùn)土型盾構(gòu)渣土，脫硫石膏用量為渣土干質(zhì)量2.0%時(shí)，盾構(gòu)渣土pH可由9.91降低至8.0以下；對(duì)于純堿型盾構(gòu)渣土，脫硫石膏用量2.5%時(shí)，pH由10.61降至8.0 以下；對(duì)于弱堿型盾構(gòu)渣土，脫硫石膏用量0.5%時(shí)，盾構(gòu)渣土pH可由9.87降低至8.0以下，滿(mǎn)足《公園設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 51192—2016）和《園林綠地工程建設(shè)規(guī)范》（DB11/T 1175—2015）對(duì)地形用土的要求。脫硫石膏對(duì)盾構(gòu)渣土處理后可用作地形用土。

針對(duì)目前我國(guó)盾構(gòu)渣土存在的問(wèn)題，今后在其無(wú)害化和資源化利用方面還需加強(qiáng)以下方面研究：（1）加強(qiáng)改良后盾構(gòu)渣土處置工藝研究，主要圍繞盾構(gòu)渣土無(wú)害化處理技術(shù)和資源化利用技術(shù)，包括渣土用于地形用土、綠化基質(zhì)用土、建筑材料和路基用土。（2）加強(qiáng)盾構(gòu)渣土分級(jí)分類(lèi)的性質(zhì)分析，結(jié)合這些數(shù)據(jù)將盾構(gòu)渣土三級(jí)分離以作為不同資源對(duì)待，結(jié)合城市用土市場(chǎng)（建材、綠化和環(huán)境治理等）進(jìn)行應(yīng)用技術(shù)配套的銷(xiāo)售。（3）加強(qiáng)研究和示范中土壤改良的成本核算、自身無(wú)污染和功能提升的融合，不斷完善盾構(gòu)渣土去鹽堿處理及綠化基質(zhì)改良應(yīng)用，這些方法將有利于盾構(gòu)渣土無(wú)害化和資源化，探索綠色建筑建設(shè)和施工的新思路。