盾构渣土综合利用.docx
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盾构渣土综合利用
合肥市轨道交通工程
渣土资源化利用研究与示范项目
调研报告
二O—三年四月
1来源及规模
2主要的危害
3处理现状
3.1国外
3.2国内
4综合利用
4.1空心砖
4.2路基填料
4.3注浆材料
4.4用于夯扩桩
4.5再生骨料
4.6其它
5渣土砖市场优势
6前期工作
6.1技术调研
6.2签订框架协议
6.3各级科研立项
7亟需解决的冋题
8社会效益和经济效益
8.1节约土地
8.2解决就业
8.3节能环保
1来源及规模
建筑垃圾可分为土地开挖垃圾，道路开挖垃圾、旧建筑物拆除垃圾、建筑工地垃圾和建材生产垃圾五类，主要由渣土、砂石块、废沥青混凝土块、废水泥混凝土块、砖瓦、碎砖瓦块、废砂浆、废金属、废塑料、废竹木、废玻璃、废瓷片等组成。
其中，土地开
挖垃圾,道路开挖垃圾和旧建筑物拆除垃圾的量最大。
目前，我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30%^40%近年来随着我国城市建设的飞速发展和城市居民住宅面积的提高，我国建筑渣土的产生量也随大幅度增加。
我国建筑渣土量平均以每年10%勺速度增长。
我国目前处于建设的高峰期，建筑垃圾的产量持续增加。
2010年,我国的建筑垃圾的年产生量（含渣土）达15.5亿吨左右,且呈逐年上升的趋势。
其中,近三年全国平均拆迁建筑面积约6亿平米,约产生建筑垃圾7.8亿吨;按国家住房与城乡建设部规划,到2020年我国尚需要建设300亿平米住宅，平均每年建设面积为20亿平米,约产生建筑垃圾10亿吨（含渣土），合计17.8亿吨,两组数据基本吻合。
在所有的建筑垃圾中，渣土约占10亿吨左右，这是一个惊人的数字，随着城镇化进程的不断推进，越来越多的城市已经或将开始地铁建设，产生的渣土量今后将不断地
为我国目前主要城市已建地铁和规划要建地铁的概况
表1全国地铁概况
城市
北京
上海
天津
广州
深圳
南京
杭州
哈尔滨
沈阳
成都
武汉
合计
已有里程
419
330
136
236
178
200
48
27
50
32
57
1713
规划里程
561
877
160
600
585
617
270
130
210
275
601
4886
城市
重丿大
宁波
无锡
长沙
郑州
福州
合肥
大连
南昌
青岛
西安
合计
已有里程
94
0
0
22
0
0
0
0
0
0
20
136
规划里程
513
248
158
45
202
180
322
68
168
227
225
2356
由表中的统计结果可知，全国规划中还要建设的地铁里程超过5000km隧道区间直径按6m计算，则每公里地铁开挖将出土约5.7万方，全国将出土2.8亿方土，如果全部采用弃土场堆积，将占用大量的土地资源。
2主要的危害
1.占用土地，降低土壤质量。
随着城市建筑垃圾量的增加，土地被占用面积也逐渐加大，大多数垃圾以露天堆放为主，经长期日晒雨淋后，垃圾中有害物质通过垃圾渗滤进入土壤中，从而发生了一系列物理、化学、生物反应，或为植物根系吸收或被微生物合成吸收，造成土壤的污染。
2.影响空气质量。
建筑垃圾在堆放过程中，在温度、水分等作用下，有些有机物质发生分解，产生有害气体；一些腐败的垃圾发出了恶臭气味，同时垃圾中的细菌、粉尘飘散，影响环境质量；少量可燃建筑垃圾在焚烧过程中又会产生有毒的物质，造成了空气污染。
3.对水域的影响。
建筑垃圾在堆放和填埋过程中，因发酵和雨水的冲淋，以及用地表水和地下水的浸泡而产生的渗滤液或淋滤液，会造成周围地表水和地下水的严重污染。
4.破坏市容、恶化城市环境卫生。
城市建筑垃圾占用空间大、堆放无序，甚至侵占了城市的各个角落，恶化了城市环境卫生，与城市的美化与文明发展极不协调，影响了城市的形象。
5.存在安全隐患。
大多数城市对建筑垃圾堆放未制定有效合理的方案，从而产生不同程度的安全隐患，比如建筑垃圾的崩塌现象时有发生，甚至有的会导致地表排水和泄洪能力的降低。
施工场地附近大量堆放的建筑垃圾，容易造成交通堵塞。
3处理现状
3.1国外
环顾全球，其他国家在发展过程中也都遇到过建筑垃圾带来的问题，其中一些国家对建筑垃圾的管理政策有过很成功的尝试，他们的一些经验值得我们借鉴。
德国是世界上最早开展循环经济立法的国家。
1955年至今，德国的建筑垃圾再生工厂已加工约1150万立方米再生骨料，并用这些再生骨料建造了17.5万套住房。
同时，德国对未处理利用的建筑垃及按每吨500欧元的标准征收处理费。
据悉，世界上生产规模最大的建筑垃圾处理厂就在德国，这个厂每小时可生产1200吨建筑垃圾再生材料。
德国约有200家建筑垃圾处理企业，年营业额达20亿欧元。
美国每年有1亿吨废弃混凝土被加工成骨料用于工程建设。
通过这种方式实现了再利用，再生骨料占美国建筑骨料使用总量的5%。
在美国，68%的再生骨料被用于道路基础建设，6%被用于搅拌混凝土，9%被用于搅拌沥青混凝土，3%被用于边坡防护，7%被用于回填基坑，7%被用在其他地方。
美国政府1980年制定的《超级基金法》从源头上限制了建筑垃圾的产生量，促使各企业自觉寻求建筑垃圾资源化利用的途径。
荷兰目前已有70%的建筑垃圾可以被循环再利用，但是荷兰政府希望将这一比例增加到90%。
为此，他们制定了一系列法规，建立限制建筑垃圾倾倒处理，强制再循环运行的质量控制制度。
日本从20世纪60年代末就着手建筑垃圾的管理并制定相应的法律、法规及政策措施，以促进建筑垃圾的转化和利用。
1977年，日本政府制定了《再生骨料和再生混凝土使用规范》。
1991年，日本政府又推出了《资源重新利用促进法》。
日本对建筑垃圾的主导方针是:
尽量不从施工现场排出建筑垃圾，建筑垃圾要尽可能重新利用，对于重新利用有困难的则应适当予以处理。
韩国政府在2003年制定了《建设废弃物再生促进法》，明确了政府、排放者和建筑垃圾处理商的义务和对建筑垃圾处理企业资本、规模、设施、设备、技术能力的要求。
更重要的是，规定了建设工程义务使用建筑垃圾再生产品的范围和数量，明确了未按规定使用建筑垃圾再生产品将受到哪些处罚。
3.2国内
建筑垃圾经过资源化处置,95%以上可成为工程建设的原材料并能应用在建设工程中去。
目前,我国已有少数地区在政府、企业和研究单位的共同努力下实现了建筑垃圾资源化利用的途径,从管理模式到资源化处置和工程应用都取得了很好的经验和理想的效果。
比如:
出台地方法规、采用特许经营方式等手段推动了建筑垃圾资源化利用的开展,当地的建筑垃圾资源化利用率已达到50%以上甚至100%,利用建筑垃圾生产再生砖、无机混合料、再生骨料混凝土等各种建材产品,应用在建筑工程上最长达17年以上的实践考验,未发现问题。
建筑垃圾完全可以作为一种城市矿产资源使用,节省大量的天然资源,保护环境,具有显着的社会、环境和经济效益。
但全国范围内,我国目前建筑垃圾的主要处置方式是
填埋与堆放,据不完全统计,实际建筑垃圾资源化利用率不足1%,主要产品型式为再生砖
4综合利用
4.1空心砖
为了实现最大限度地利用地铁渣土，结合“绿色地铁”的建设理念，长沙从2009年开始轨道工程渣土综合利用项目的专题研究。
“通过分析地铁渣土的性能、小型模拟试验和权威检测，确定利用地铁废渣土为主要原料制作烧结制品是可行的。
”经过两年多的研究和试点，长沙已经摸索出一条可以推广的有效途径，通过5道工序、大约3天的时间，地铁渣土就可变成新型墙材。
呈稀泥状的地铁渣土运达后，先要进行碾碎，然后搅拌，再通过挤出机成型为砖块，接着人工干燥，最后进行2至3天的焙烧。
这样5道工序全部完成大约需要3天时间，一批合格的新型墙材烧结多孔砖就完成了。
由地铁渣土制成的砖可用于房屋承重墙和非承重墙的建设，目前已经有房产项目开始使用这种“地铁砖”。
利用地铁渣土制砖既解决了自然堆放渣土可能产生的污染环境、土地浪费等问题，也有利于推广高品质的新型墙材，推动绿色建设。
以木马机砖厂为例，按照年产6000万块标准地铁渣土砖烧结多孔砖的产能，每年可消纳轨道工程废渣土10万立方米，以堆高2米计算，可节省渣土堆放场地76亩。
多孔砖比实心砖更节材环保，与原生产同等数量的粘土实心砖比较，可实现节约土地100亩，节约能源3845吨标煤，减排二氧化碳8841吨。
对于消纳废渣土生产新型墙材的企业而言，还将获得一定政策和资金扶持作为鼓励。
据透露，长沙还计划出台相关激励政策来吸引更多企业积极主动参与渣土综合利用，力争在2013年底在地铁工程周边建成不少于4家的渣土综合利用企业，形成年综合利用轨道工程渣土规模达50万立方米，远期还计划新建两条年产1.2亿块标砖烧结自保温墙材生产线。
4.2路基填料
随着经济的高速发展，城市道路及公路大量建设，发生越来越多的土石方工程量被占用及大量土石方被用作填筑道路结构材料。
福建交通科研项目“建筑渣土填筑路基技术研究”由福建省交通科研所和福州绕城高速公路公司承担。
项目组通过大量的室内、现场试验研究和数值分析，对福州绕城高速公路西北段沿线建筑渣土的工程特性和路用性能进行深入分析，提出建筑渣土的综合分类法，、基于分维值D指标的建筑渣土级配评价、建筑渣土检查方法和质量控制标准，形成《建筑渣土填筑路基施工技术指南》。
研究结果表明，建筑渣土可适用于94区以下路基填筑，不仅减少公路沿线拆迁建筑渣土外运、处理和路基填筑用土的费用，也可节约砂土、砂石等自然资源，使渣土变废为宝，节省了大量建设资金和土地资源，具有良好的经济、社会效益。
4.3注浆材料
南京长江隧道所穿越的地层主要为淤泥质黏土和高渗透性的粉细砂、砾砂地层。
其中后两者地层占总长度的90%以上。
沿线地质条件表现为高透水性、流塑性、高外水压力（最大水头60m）。
采用泥水盾构施工方法，直径达到14.87m。
在如此大直径的盾构中开挖，对壁后注浆性质的要求将更高，例如良好的流动性和充填性能，以及较低的泌水率和分层度，所需要的量也远远超过了一般的地铁盾构。
沿线还有重要建筑物——长江大堤需要保护，需要严格控制地表沉降。
为此，研究了开挖排放的粉细砂在盾构壁后注浆中的再利用的问题。
通过考虑地层不均质性——土砂比，研究了各种渣土情况下的浆液性质的变化。
结果表明，盾构开挖排放的粉细砂渣土能够满足盾构壁后注浆施工的要求，浆液配方应根据土砂比的变化，快速作出调整，以保证浆液的性质不发生较大的变化。
4.4用于夯扩桩
利用建筑垃圾如平房改造下来的碎砖烂瓦、废钢渣、矿渣砖、碎石、石子等废物材料为填料，采用特殊工艺和专利施工机具，形成夯扩超短异型桩，是针对软弱地基和松散地基的一种地基加固处理新技术。
近些年来，河北工专新兴科技服务总公司开发成功一种“用建筑垃圾夯扩超短异型桩施工技术”，在综合利用建筑垃圾方面有了突破性进展。
该项技术是采用旧房改造、拆迁过程中产生的碎砖瓦、废钢渣、碎石等建筑垃圾为填料，经重锤夯扩形成扩大头的钢筋混凝土短桩，并采用了配套的减隔振技术，具有扩大桩端面积和挤密地基的作用。
单桩竖向承载力设计值可达500〜700kN。
经测算，该项技术较其他常用技术可节约基础投资20%左右。
4.5再生骨料
建筑垃圾中的废混凝土块、废砖石、砂浆、渣土经破碎筛分和粉磨等一定的工序后都
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