1、關于使用土壤硬化劑修復堤壩控導工程的經濟效益分析在控導工程的日常維修養護中，埽面和邊埂的整修需要大量的人力，特別是雨季很容易出現浪窩，針對這一情況，我們提出了在控導工程埽面和邊埂維修中加入土壤固化劑，通過試驗及投資分析證明了這個項目的可行性。【關鍵詞】固化劑；埽面；邊埂；水化反應；離子交換1、項目的提出中國黃河沿線堤壩的險工控導工程在2000年基本達到了洪水設防標準，加強工程的正常維修養護，保持工程標準及抗洪能力不降低，是工程管理工作的重要內容。在中國每年的控導工程在埽面、邊埂維修及清除雜草過程中，每年都需要投入大量的人力。由于洪水的作用，每年大概都要造成的埽面土方流失約在0.15m3/m。土

2、壤固化劑是一種由多種無機和有機材料配置而成的水硬性膠凝性膠結土粒，填充孔隙將松散土體轉為致密的膠凝材料，可較大幅度地改善和提高土壤的強度，耐久性等性能，減少土方流失，使其不長草，保證工程面貌。如果采用在控導工程埽面和邊埂維修中加入土壤固化劑，既能減少維護的工作量，又能降低土方的流失。2、固化劑材料簡介（這里對日本的固化劑進行介紹應用情況。說明該技術的成熟性。）2.1土壤固化劑固化機理2.1.1水化反應土壤固化劑本身部分水化反應生成硅酸鈣、鋁酸鈣等膠凝性物質，使粘土顆粒表面形成凝結硬化殼。與粘土物質發生化學反應形成硅酸鈣、鋁酸鈣等膠凝物質，使粘土表面產生凝結硬化，具有水穩性、強度高等優點。2.1

3、.2置換水反應土壤固化劑與土壤混合后，將過多的水分在反應中“奪取”生成含32個結晶水的鈣釩石針狀結晶體3CaO、Al2O3、3CaSO4、32H2O，將土壤中大量的自由水以結晶水形式固定下來，同時這種水化反應形成的結晶體使得材料體積增加，它有效地填充土團粒間的孔隙，使固化土壤變得緊密起來，從而提高了密實度，對抗壓、抗滲、抗硫酸鹽侵蝕等性能都大大提高。2.1.3粒子交換土壤固化劑與水作用產生大量的Ca2+，以及激發素中含有的高價陽離子，如Fe3+、Al3+等，由于具有較高的離子強度，與土顆粒中的Na+、K+、Ca+進行離子交換作用，使得粘土膠團表面電流降低，膠團所吸附的雙電層減薄，電解質濃度增強

4、，顆粒趨于凝聚，清除土壤內的液相和氣相，生成的硅酸鈣結晶，體積膨脹而進一步填充孔隙，同時與針狀結晶相互交叉，形成鏈狀和網狀結構而緊密結合，從而提高了地基的強度耐水性和抗凍性。2.1.4土壤固化劑與活性物質反應 土壤的成分比較復雜，它里面含有大量的活性SiO2+、Al2O3、CaO等物質，當加入固化劑與它充分攪拌后，固化劑中某些成分與這些活性成分反應生成膠凝性物質，發揮粘土潛在活性，增加及增強了這種網狀結構，使之成為一種具有較高強度的整體。 另外，土壤固化劑能阻斷或破壞土層中的毛細管結構，提高土壤的抗滲抗凍融性能。固化劑是經各地方環保部門檢測鑒定的無毒無害無污染的環保產品，并且具有耐久性，它在固

5、化土壤方面有其獨特的功效和優勢，是一種經久耐用的膠結化材料，工程壽命持久。2.2固化劑在日本的工程應用情況（土壤固化劑在應用于山東東營黃河河口治理河岸防護工程、兗州鐵路護坡加固工程、臨沂水渠渠底防滲工程中，施工工藝簡單，固化效果優越，耐久性好，使用五年多來，未見風化老化及凍融損壞，經濟效益明顯。）采用日本的資料。3、效益分析的基本數據情況試驗壩段我們選擇在山東東阿黃河陶咀控導工程（相應大堤樁號55+852-56+602）上，該工程上游的150米作為項目試驗段，該控導工程于2000年進行改建達到2000年設防標準，壩頂高程39米，亂石護坡頂寬1米，埽面寬2米，邊埂頂寬0.25米，高0.25米。4

6、、施工工藝4.1計算固化劑用量試驗段長150米，埽面寬3米，處理厚度0.1米。通過室內擊實試驗得知土壤最佳含水量15.8%，最大干密度1.84g/cm3，固化劑摻比為8%（重量比），土壤壓實度為92%，用固化劑量為：處理土方量：150×3×0.1045m3，固化劑用量：1.84×（1+15.8%）×45×92%×8%7.05T。4.2施工準備于4月27日購進奧特賽固化劑7T，隨后整理好試驗壩段的場地，由于土壤含水量低，進行灑水，使土壤達到適宜的含水量。4.3施工5月1日進行試驗施工，把7T固化劑均勻地撒在準備好的試驗段埽面上，利用50

7、型拖拉機帶動旋耕梨進行拌和8遍，攪拌均勻，用8T灑水車進行碾壓4遍，碾壓完成后，利用刮平機刮平。封邊埂并用人工踩實，整形拍打，然后，覆蓋塑料薄膜，養生14天。5、試驗結果及經濟效益分析5.1結果施工完成后7天，表面即形成了堅硬的殼，如同砼一樣，雨水沖不動，沒有長草。5.2經濟效益分析通過試驗成本核算，每平米造價7.47元，詳見控導工程埽面維修成本核算表：控導工程埽面維修成本核算表序號項目名稱單位數量單價（元）復價（元）1固化劑噸740028002灑水車臺班13003003旋耕梨臺班0.2200404刮平機臺班0.2100205人工費工日540200小計3360處理面積150×3450m2，造價7.47元/ m2。正常維修養護需投資數：每年維修養護增加土方150×0.1522.5，單價20元，投資450元，人工費，每年清除雜草清理6次，用工6個，工資103.49/工日，計投資620.94元，以上兩項投資合計1070.94元。通過對比分析可以得出一個這樣的結論：兩年的正常維修養護投資，完全可以采用固化劑對控導工程的埽面、邊埂進行處