摘要
原位化学氧化修复可以通过浅层搅拌、建井注射、直推注射、高压旋喷和深层搅拌等方式实现氧化药剂向污染土壤和地下水的投加、混合以及反应。针对有机物污染场地的水文地质、污染分布和修复目标等情况，采用深层搅拌技术进行原位化学氧化修复的设计和实施，修复后土壤中各目标污染物检出浓度较场调时的初始浓度均有明显下降且低于修复目标值。工程实践表明，深层搅拌技术适用于污染较深、污染程度较轻的有机物污染场地的原位化学氧化修复，具有工艺成熟、混合均匀、占地少、环境影响小、性价比高和修复效果好等优点，有广阔的应用前景。深层搅拌技术在场地修复领域应用时，应考虑药剂对设备及其管线的腐蚀，操作人员的安全防护，以及修复后场地的承载力等事项。
随着我国城镇化进程的快速发展，城镇化空间布局持续优化，“退二进三”和“退城进园”政策的落实，以及《土壤污染防治行动计划》《土壤污染防治法》《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600—2018）等系列法律法规和标准规范的出台，污染场地修复、管控和安全再利用既有迫切的现实需
2014年《全国土壤污染状况调查公报
项目位于江苏省，占地面积约13500
本区第四系沉积层厚达140~190 m，结构松散，孔隙发达，按地下水埋藏条件、物理性质以及水力特征分为孔隙地下水和基岩地下水两大类。本场地揭示土层范围内为孔隙地下水，含水层由中晚更新世以来的冲湖积、滨海岸积所形成的灰黄色和灰色粉砂（土）组成。场地土层分布情况见
| 土 层 | 压缩性 | 工程特性 | 层厚/ m | 顶板标高/ m |
|---|---|---|---|---|
| ①1素（回）填土 | 不均 | 较差 | 1.50~4.00 | |
| ①2淤泥质填土 | 高 | 较差 | 0.90~2.50 | |
| ①3素填土 | 不均 | 较差 | 0.70~3.40 | |
| ②1粘土 | 中等 | 良好 | 0.70~4.40 | -2.33~1.35 |
| ②2粉质粘土 | 中等 | 中等 | 4.20~5.70 | -3.32~-2.38 |
| ③粉质粘土 | 中等—高 | 一般 | 13.00~14.80 | -8.74~-7.25 |
| ④1粉质粘土夹粉砂 | 中等 | 中等 | 3.50~4.60 | -22.72~-21.49 |
潜水主要赋存于①1素（回）填土、①2淤泥质填土、①3素填土层中，该土层以粘性土为主，富水性差，透水性不均，勘察期间，测得其初见水位标高在1.30~1.40 m之间，稳定水位标高在1.40~1.50 m之间。其补给来源为大气降水及地表水入渗，以大气蒸发为主要排泄方式。
第I承压水上段主要赋存于④1粉质粘土夹粉砂、④2粉土夹粉砂、④3粉土、④4中砂夹粉砂层中，补给来源主要为承压水的越流补给及地下径流补给，其富水性及透水性均较好，该层埋深一般在自然地面24 m以下，其上有较好的隔水层②1粘土、②2粉质粘土、③粉质粘土层，具有相对较好的封闭条件。勘察期间测得其稳定水位标高为-1.15~-1.10 m。
根据场地调查结果，深层搅拌修复区及其上方区域土壤的污染物主要有氯苯、苯酚、二苯醚和甲基二苯醚，场调点位平面布置见
图1 场调点位平面布置
Fig.1 Layout plan of site investigation points
| 点位 | 深度/ m | 污染物浓度/(mg·k | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 氯苯 | 苯酚 | 二苯醚 | 甲基二苯醚 | ||
| B12 | 1.5 | 38.8 | 124 | 18000 | 3100 |
| 4.5 | ND | 96.4 | 4 | 0.9 | |
| 6 | ND | ND | 10.3 | 1.5 | |
| 12 | 20.6 | ND | 23.4 | 9.7 | |
| 13.5 | 6.6 | ND | 17.2 | 5.9 | |
| 15 | ND | ND | 40.7 | 15.6 | |
| B15 | 4.5 | 93 | 1100 | 10000 | 10000 |
| 6 | ND | ND | 54.5 | 17.5 | |
| 10.5 | 10.9 | ND | 739 | 116 | |
| 12 | ND | 96.6 | ND | ND | |
| 13.5 | ND | 304 | ND | ND | |
| 15 | ND | 244 | 44.7 | 6 | |
| 18 | ND | ND | 1.5 | ND | |
| B19 | 3 | ND | ND | 6.6 | 0.9 |
| 13.5 | ND | 314 | ND | ND | |
| B20 | 3 | ND | ND | 28.5 | 1.2 |
| 13.5 | ND | 247 | ND | ND | |
注： “ND”表示未检出,下同
| 地面以下深度/m | 污染物浓度/(mg·k | |||
|---|---|---|---|---|
| 氯苯 | 苯酚 | 二苯醚 | 甲基二苯醚 | |
|
0~11 11~12 12~18 | 6.2 | 474 | 70 | 70 |
| 6.3 | 634 | 536 | 536 | |
| 9.5 | 916 | 811 | 811 | |
采用深层搅拌技术对本场地11~18 m深度范围的污染土壤进行化学氧化修复，修复面积约2160
（1）平整场地和测量放样。先清理场地，清除场内垃圾及表土后按设计要求用素填土整平坑洼底至设计标高，根据图纸放样布置桩位，用灰线和标杆标示。
（2）搅拌施工参数确定。根据现场计算、工程经验和试桩情况，确定施工技术参数，指导后续全面铺开的原位搅拌修复。
（3）桩机定位。根据测量确定的桩位进行桩机定位，将钻机调平并使钻杆垂直，钻头对准桩位，然后检查喷药口，并清理干净。
（4）预搅下沉。先检查搅拌桩机喷浆是否正常，启动压浆泵待深层搅拌桩机搅拌头喷浆口喷浆后，启动桩机搅拌头正转下沉搅拌（速度≤2.0 m/min）至桩底标高。
（5）药剂制备。开始预搅拌下沉前，即按照现场试验确定的药剂掺合比制备药剂，药剂根据需要提前配置，设置2个5 m³的配药池进行配药，1用1备，确保可连续注药。
（6）提升喷药搅拌。到达设计标高后提前喷药，间歇一定时间再提升钻具，在桩端底部搅拌喷药剂30 s，确保底部有足够药剂量；然后边搅拌边喷药边提升（速度≤2.0 m/min），当搅拌头提升至离设计修复顶标高1 m时，减慢速度进行喷药搅拌，当搅拌头提升至设计修复顶高程时正好用完设计配合比所要求的药剂量。
（7）复搅喷浆提升。第一次提升至设计顶标高后，将搅拌头重新下沉搅拌（速度≤2.0 m/min）和提升喷浆搅拌（速度≤2.0 m/min）一次，使注入的药剂充分与土体拌和，保证搅拌的连续性和均匀性。
（8）桩机移位到下一桩位，重复施工步骤（3）~（7）。
自检采样点位平面布置图见
图2 自检采样点位平面布置
Fig.2 Layout plan of self inspection sampling points
| 序号 | 点位 | 深度/m | 污染物浓度/（mg·k | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 氯苯 | 苯酚 | 二苯醚 | 甲基二苯醚 | |||
| 1 | S4-13 | 12.0~12.2 | ND | 27.9 | 0.38 | ND |
| 2 | S4-14 | 13.8~14.0 | ND | 28.9 | 0.40 | ND |
| 3 | S4-16 | 15.8~16.0 | ND | 30.5 | 1.06 | ND |
| 4 | S4-17 | 16.8~17.0 | ND | 28.3 | 0.93 | ND |
| 5 | S4-18 | 17.8~18.0 | ND | 27.9 | ND | ND |
| 6 | S5-12 | 11.0~11.2 | 0.15 | 130 | 3.3 | 0.14 |
| 7 | S5-14 | 13.8~14.0 | 0.13 | 27.8 | 2.0 | ND |
| 8 | S5-16 | 15.8~16.0 | ND | 31.3 | 2.0 | 0.62 |
| 9 | S5-17 | 16.8~17.0 | ND | 29.8 | 0.54 | ND |
| 10 | S5-18 | 17.8~18.0 | 0.06 | 32.8 | 2.7 | ND |
| 11 | S6-12 | 11.0~11.2 | 0.35 | 60.5 | 8.5 | 2.4 |
| 12 | S6-13 | 12.8~13.0 | 0.15 | 20.6 | 59.2 | 25.6 |
| 13 | S6-15 | 14.8~15.0 | ND | 25.8 | 1.3 | ND |
| 14 | S6-17 | 16.8~17.0 | ND | 27.5 | 1.8 | 0.68 |
| 15 | S6-18 | 17.8~18.0 | ND | 36.9 | 2.0 | 0.76 |
| 16 | S7-12 | 11.0~11.2 | 4.69 | 3.2 | 127 | 42.5 |
| 17 | S7-14 | 13.0~13.2 | 7.39 | 3.11 | 185 | 79.0 |
| 18 | S7-15 | 14.8~15.0 | 1.58 | 1.60 | 75.0 | 31.8 |
| 19 | S7-16 | 15.0~15.2 | 5.81 | 2.29 | 147 | 64.6 |
| 20 | S7-17 | 16.8~17.0 | 0.79 | 1.07 | 31.9 | 13.8 |
| 21 | S7-18 | 17.8~18.0 | 1.22 | 1.56 | 58.8 | 24.9 |
| 22 | S8-13 | 12.0~12.2 | ND | 25.4 | 2.2 | 0.89 |
| 23 | S8-15 | 14.8~15.0 | ND | 37.6 | 1.0 | 0.40 |
| 24 | S8-16 | 15.8~16.0 | ND | 32.2 | 1.9 | 0.8 |
| 25 | S8-17 | 16.0~16.2 | ND | 26.0 | 2.1 | 0.89 |
| 26 | S8-18 | 17.8~18.0 | ND | 2.95 | 0.98 | 0.44 |
| 27 | S9-12 | 11.0~11.2 | ND | 8.5 | 0.50 | 0.24 |
| 28 | S9-13 | 12.8~13.0 | ND | 1.4 | 1.4 | 1.4 |
| 29 | S9-15 | 14.0~14.2 | ND | 15.1 | 1.9 | 0.81 |
| 30 | S9-16 | 15.0~15.2 | ND | 0.21 | 1.5 | 0.71 |
| 31 | S9-18 | 17.8~18.0 | ND | 0.28 | 1.1 | 0.48 |
深层搅拌化学氧化修复的机械费约为20元/m³，根据不同投加比例和药剂市场价格波动因素，化学氧化药剂费约为50~300元/m³，考虑人工费和管理费等，修复成本可控制在110~450元/m³的区间内，与热脱附修复和水泥窑协同处置相比具有明显的价格优势。
（1）深层搅拌技术适用于污染较深、污染程度较轻的有机物污染场地的原位化学氧化修复，具有工艺成熟、混合均匀、占地少、环境影响小、性价比高和修复效果好等优点。
（2）深层搅拌设备来源于传统建筑和市政行业，在使用过程中要考虑化学氧化药剂的腐蚀造成管线、接口和密封处的跑冒滴漏，并及时消除隐患，作业结束后应及时清洗配药系统和输药系统，并定期检修保养，确保设备的正常运行。
（3）深层搅拌施工要加强安全防护，除了常规的劳动保护外，还要考虑化学药剂和场地污染物可能对作业人员造成的危害，工作人员要视工作岗位正确穿戴防护服、防酸碱手套、化学防护眼镜、防护口罩和防毒面具等针对性的劳保用品，另外现场要配备洗眼器、雾炮和气味抑制剂等必要的应急装备和材料。
（4）深层搅拌修复后短期内会对施工区域的承载力造成一定影响，采取一定加固措施后方可快速开展补充修复或进行后续场地开发。
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