余泥渣土资源化在轨道交通工程双碳工作中的应用

王乐

广州轨道交通建设监理有限公司  广东广州  510000

摘要：为响应国家“双碳”工作，加强建筑垃圾源头管控，促进城市轨道交通建设建筑垃圾资源化利用，实施建设全过程绿色建造，本文探讨如何利用矿山行业中洗沙技术、机制砂生产技术，及新材生产中的相关技术帮助减少轨道交通工程建设中的环境影响及碳排放量。

关键词：碳排放；余泥渣土；建筑废弃物；资源化

1、固废问题现状

从各城市地铁线网建设整体情况来看，余泥渣土以消纳为主，再生利用为辅，仅采用外运消纳的方式处置，资源利用率低，余泥渣土处置面临着能源消耗大、侵占土地多、环境污染严重三大类问题。

二、问题减缓建议

结合现阶段环境保护思路和轨道交通工程特性，缓解余泥渣土处置带来的碳排放问题，应从减少余泥渣土的运输和消纳和增加余泥渣土利用率出发，对此提出一下三点想法。

2.1独立单位

由总包单位委托专业的第三方单位执行建筑废弃物资源化工作，以确保建筑废弃物资源化工作落实到位，保证资源化产品质量，避免出现线网建设和资源化工作相互干扰，降低资源化管理工作难度。

2.2专用场地

综合考虑运输距离、用地面积、环境影响、资源化产品类型等因素，选择一处或多处，对城市景观和居民生活影响较小的地块作为余泥渣土资源化基地。以二十二号线工程为例，南沙段闲置用地多，交通方便，可作为资源化基地。                

2.3产品去向

地铁集团在建项目一盘棋，统筹规划资源化产品去向，产品内外消化两步走。首先满足集团内部使用需求，将先行项目生产的资源化产品用于后续项目中，如在建项目的临建、上盖物业等。然后与建筑、市政等行业的单位合作，拓宽资源化产品应用领域。

三、风化砂提取

3.1脱水及分类

由于桩基础、连续墙槽段及泥水盾构施工产生的渣土通常为泥浆的状态，泥浆直接使用泥浆车外运成本高，需在施工现场采用压滤脱水的方式，使其含水率低于20％后，以固体的状态外运。

根据处置要求，对建筑废弃物进行初步分类，主要分为三大类：

1、一类固废为可直接进入洗沙系统的弃渣，通常为基坑开挖产生的弃土，压滤干化后的盾构、槽段、桩基泥浆等；

2、二类固废为建筑物拆除后的废弃钢筋混凝土结构，如混凝土支撑、建筑物承重结构、混凝土预制件等，该类固废无法直接进入破碎机处理；

3、三类固废为无法直接利用洗沙系统中，需使用破碎机加工的大石块、混凝土块、砖块等。

3.2提取风化砂

风化砂利用洗沙技术进行提取，使用的设备主要为双层滚筒筛、轮式洗砂机、螺旋洗砂机及细砂回收一体机，场所可根据场地大小、环保要求、产能等条件，选择在施工现场或资源化中心进行。

四、机制砂生产

本步骤开始对第二类和第二类固废进行处理，采用人工破拆和机械破碎，具体工作步骤如下：

4.1结构破拆

使用风镐对二类固废进行机械破除，将混凝土与钢筋剥离，钢筋外运处置。然后根据现场配套的破碎机处理能力，再将混凝土块破拆至指定大小后，准备进行下一步加工。

4.2大颗粒加工

本步骤利用颚式破碎机和冲击式破碎机对岩石、混凝土块等块状固废进行破碎加工。首先需利用颚式破碎机将石块处理成小颗粒，然后根据产品需求，利用冲击式破碎机对小颗粒的形状、粒径进行再加工，最终形成机制砂。

4.3洗沙及分存

建筑用砂的要求较高，由于在机制砂加工过程中会夹杂大量的石粉及细小颗粒，所以无论是用作制备混凝土还是砂浆，均需经过清洗以提高其品质和料用范围。

清洗可单独设置清洗生产线，清洗后利用筛分机将不同粒径的机制砂分类堆放于场内。

五、泥土处理

泥土在颗粒提取和再次加工工序中变为泥浆水，在上述工序中通过管道收集，然后利用泥浆浓缩罐和压滤机这两类设备对其进行进一步处置，具体步骤如下。

5.1浓缩脱水

为加速泥浆沉淀速度和效果，需添加絮凝剂辅助沉淀，然后经泥浆浓缩罐浓缩后，使用板框式或履带式压滤机进行脱水，经处理的渣土作为新材生产的最初原材料，其含水率为10％-40％。

5.2中水回用

在泥浆脱水步骤中产生大量的中水，其水质可满足《生活杂用水水质标准》CJ25.1-89的要求，处理过程中产生的中水可直接回用于颗粒提取和再次加工步骤中，也可用于现场车辆冲洗、喷淋等扬尘防治工作中，实现近零排放的要求。

六、新材生产

6.1重金属钝化沉淀固封

重金属钝化剂，与重金属离子反应形成不可逆沉淀，对重金属离子首次沉淀稳定，公式如下：

2AsO33-+O2=2AsO43-↓2AsO33-+3Ca2+=Ca3(AsO3)2↓2AsO33-+3Ca2+= Ca3(AsO4)2↓AsO33-+Fe3+=FeAsO3↓AsO33-+Fe3+=FeAsO4↓Cu2++OH-=Cu(OH)2↓

然后利用混凝土中水泥的水化产物C-S-H凝胶通过吸附、包裹、层间置换方式将稳定后的重金属化合物封存于水泥凝胶内。

6.2泥土脱水调理

阳离子调理剂电中和污泥微颗粒，挤压污泥颗粒双电层，破坏胶体结构，释放微颗粒间隙水和结合水，使污泥颗粒保持颗粒间相对分散性，解决脱水后泥饼板结难题，便于后期搅拌分散与资源化利用。

6.3泥土微颗粒分散改性

针对不同特性污泥调配表面活性分散药剂，改进双变频行星搅拌器设备与工艺，实现污泥破团、分散、表面改性，解决污泥团聚影响砌块强度的问题。

6.4免烧结免蒸压生产

改良后的泥土作为材料生产的原材，利用振动成型技术和自密实浇筑生产技术，加工生产成为透水砖、成品排水沟、轻质隔墙等建筑材料。

七、远期发展建议

7.1建立双碳数据系统

对线网近远期建设进行全局固废处置规划。规划应综合考虑线网建设规模、废弃物特征、碳排放总体目标等因素，把各类建筑废弃物产生、分类、处置、回收利用组合成一个系统，利用互联网、大数据、物联网、信息管理公共平台等现代信息手段，对过程中的碳排、资源利用、固废处置进行全局把控。

7.2完善企业管理制度

从企业管理角度出发，完善建筑废弃物管理制度，加强轨道交通建设中对建筑废弃物管控，同时鼓励各参建单位在线网建设中积极探索，寻找一条适合广州轨道交通建筑废弃物资源化的工作的模式。

7.3保证技术质量标准

积极与材料生成企业合作，加快轨道交通建筑废弃物资源化技术、产品的研发工作，同时与国家发改、住建等主管部门沟通，保证建筑废弃物资源化产品的技术质量符合国家要求，确保产品能在轨道交通线网建设工作应用。

7.4推进资源化产品应用

转变建筑废弃物治理管控思路，树立资源化产业化发展理念，加强与绿色生产企业的合作，推进建筑废弃物资源化装备及废弃物资源化产品在轨道交通建设中的应用，引导建筑废弃物资源化产业健康发展。

参考文献：

[1] 肖建装.沈剑羽.高琦.马志鸣.李福安 工程弃土现状与资源化创新技术.建筑科学与工程学报.2020（4）：37

[2]李建明.王志刚.张长伟.刘晨曦.黄金权.张平仓.生产建设项目弃土弃渣特性及资源化利用潜力评价.水土保持学报2020(2):34

[3]冯志远.罗霄.黄启林.余泥渣土紫云花综合利用研究探讨.广东建材.2018（2）:71

[4]Anonymous.CDE Installs Sand Washing Plant in Texas.Rock Producets.2019

[5] 王幼松,黄旭辉.闫辉 地铁盾构区间物化阶段碳排放量分析.土木工程与管理学报,2019(3):36

[6]江东.污泥类固废资源化利用关键技术