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工业化生产的城市弃土资源化利用对策研究
时间：2022年04月13日信息来源：再生资源与循环经济 点击：次
中国以前所未有的速度践行着城市化进程，以短短的20年的时间实现欧美国家百年城市发展，城市规模的急剧扩张，随之而来的是土地资源日趋稀缺。为破解城市空间发展的不足，地下城市的建设已成为全国城市发展常态，由此带来的副产品--渣土，又成为制约城市建设的新问题。
工程渣土主要包括地下空间开挖、建筑泥浆脱水干化、拆除固废垃圾等，其处置一直是土木工程建设中的难点问题。传统的处理方法有吹填造陆、焚化、晾晒、弃置等，但在面对体量巨大的建筑废弃渣土时，存在着处理周期长、成本昂贵、占用大量土地资源等问题[1]。
新技术的发展，催生了建筑渣土资源化新的应用途径，例如：制砖业、陶粒化、种植营养土等，填料化是最主要途径，其消纳体量大、成本低廉、工艺简单的特点便于推广和应用[2]。同时环保新常态下对于渣土填料化应用有了新的要求，稳定土传统路拌法难以得到有效发展，加速推进稳定土工业化施作成为必然趋势。
1 城市废弃渣土资源化进展
1.1 城市废弃渣土资源化政策支撑
近年来，国家非常重视环境的可持续发展，针对城市废弃渣土资源化发布一系列政策，以改善现有建筑废弃渣土的回收和再生利用体系，同时促进循环经济的发展，主要发布的政策如图1所示[3-6]。
1.2 环境保护要求促进工业化施作发展
习近平在十九大报告中指出，坚持人与自然和谐共生。必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策[7]。
基础设施建设离不开填料，新环保政策下，矿山关停，建筑材料紧张，践行习主席“两山理论”，还青山绿水的同时，极大地促进了渣土填料化循环利用的研究与推广[8]。传统路拌稳定土填料的生产施作过程中，土的干燥、翻拌均在露天情况下操作，受自然天气影响，大量含有一定腐蚀性固化剂粉尘和细土扬尘对施作区的绿色植被、空气质量严重污染，因此路拌法现已难以推行。环保规范化施作成为渣土填料化利用的必要出路。
随着渣土产生量的大幅增加，传统堆弃处理，后端以粗放式利用为主，消纳量低，难以成系统地实现资源化利用。工业化生产系统建设是城市弃土资源化利用大规模应用的基础，工业化生产系统建设包括：改良土填料产品，生产改良土产品的工艺，改良土的产品标准、行业标准、规范等，产品定额等主要系统建设要素。
改良土产品在产品标准、行业标准和相关规范的约束下，成熟的大规模机械化生产，在定额的指导下就具备了推广和应用条件，当前政府助推、环保约束的社会经济大环境下，必然促成城市弃土资源化循环利用产业的形成。
2 传统路拌法和工业化生产
2.1 施工工艺
稳定土路拌工艺法基本原理是，施工现场经消解后的石灰（或其他固化剂）与晾晒后的渣土通过路拌设备拌和、碾压形成的板体固结结构[9]，其工艺如图2所示。其主要装备组成：用于摊铺土的平地机、推土机；用于晾晒和粉碎土体的铧犁、路拌旋耕机；用于石灰消解的水泵、挖掘机；碾压成型的碾压装备。
稳定土工业化生产工艺基本原理是，在厂区内通过闷灰沙化调节原渣土含水率，经机械粉碎、均匀拌和而生产的一种混合材料，通过摊铺、碾压形成板体固结结构，其基本工艺如图3所示。其特点是将大部分工艺流程设置在封闭的厂区环境内，施工现场主要工作是摊铺和碾压成型；主要装备组成：用于土的闷灰沙化的挖掘机、皮带输送设备；用于土的粉碎、拌合的整装设备；用于土的摊铺的平地机、推土机，以及用于碾压成型的碾压装备。
2.2 施工特点
传统路拌法和工业化生产主要在环境保护、施工质量管控以及天气影响三方面存在主要区别。在传统路拌法中，石灰作为胶结材料用于路基工程，传统路拌法有着工艺简单、装备廉价、运距可控、造价低廉的特点，因此基本上把持了石灰稳定土施工工法[10]。然而，相对于工业化生产，传统路拌法在环境保护、施工质量管控以及在受天气影响下的表现有明显的劣势，两者之间的对比如图4所示。
以浙江绍兴为例：绍兴市境地处亚热带季风气候区，季风显著，四季分明，气候温和，湿润多雨。常年降水量平均为1438.9mm，降水量变化呈双峰型且年际变化较大，即3—6月和9月为两个多雨季，7—8月和10月至翌年2月为两个少雨季，年降雨日数平均为156.2d。一般情况下需要渣土晾晒两三天，结果可能又遇见雨天，施作期有限。传统路拌法长期在浙江绍兴地区难以推广，其中一个原因就是施作期短，并影响施作质量。
但是需要注意的是，工业化处置建筑渣土也存在不足之处需要改进。工业化生产稳定土其自身的特点，存在大量不可移动设施，产品运距不可控，且合理运距较短，厂区含水控制时间长，人机成本高于路拌法等缺点。
2.3 经济性分析
稳定土工业化、商品化推广与应用过程中，经济效益是一个决定产业是否能够推广成败的决定性因素。渣土作为原材料的稳定土的定位是代替传统筑路宕渣，因此经济性分析中以宕渣对比分析基础。
以浙江绍兴为例。宕渣作为路基填筑材料定额预算价130元/m3 ，一般施工单位中标价115元/m3。现稳定土填料定额预算价122元/m3 ，一般施工单位中标价在100元/m3 左右。以绍兴市鹿湖庄路试点工程为例，工业化稳定土与宕渣填料经济性对比分析见表1。
分析表1可得：（1）宕渣填料基本上是以亏损的形式参与工程建设，或以其他项目整体平衡效益参与工程建设，这样就对工程质量带来了潜在的隐患；（2）稳定土填料具有良好经济性，为推广与应用提供了极为良好的基础条件。另外，渣土稳定化填料还可以通过减少弃土场设置、节约填埋堆弃土的资源、减少矿山挖掘等带来间接经济效益，相比传统路基填料塘渣保守估算产生的环境正效益为3.48元/t。
3 结论与建议
3.1 结论
随着国家对环境保护要求日趋严苛，宕渣等筑路填料矿的关停，宕渣、山皮石作为路基填料路基施工的成本越来越高，填料质量越来越差，与此同时极速城市建设中大量的城市弃土无处堆放，毁坏耕地，破坏环境，渣土的消纳已经成为严重的社会问题。渣土改良资源化利用代替传统的宕渣填料，既解决渣土消纳问题，又解决筑路填料短缺问题，有着良好的社会、经济、环保效益，在国家政策支持下，渣土的资源化利用必有极为广阔的发展空间。
3.2 建议
（1）基础设施建设大宗材料一般具有低附加值、运输费用成本占比高的特性，因此一般基础设施建设大宗材料多为就地取材、因地制宜的选则。渣土资源化利用更是受到低附加值和运输成本影响，需要考虑临界运输距离。
（2）依据渣土生产和消纳的特点，结合基础设施建设大宗材料的特性，合理的产业布局是渣土资源化利用的重要助推器。依据消纳收入和土地、运输成本分析，综合考虑经济效益、社会效益、环保效益的基础上确定合理运距。经测算绍兴地区合理运距为半径25km。
(作者：刘静静等 )
文章热词：弃土；资源化利用；对策研究
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