本發明屬于生態修復回填，特別涉及一種盾構干化土和煤矸石協同生態回填的方法。

背景技術：

1、盾構土是指盾構機在開挖地下空間時產生的廢棄土壤和巖石碎片，通常采用露天堆放或填埋的方式進行處理，然而，盾構土中含有的表面活性劑難以曬干、流動性大、大量堆積易發生滑坡等安全隱患；填埋則會導致表面活性劑污染水體，因此，亟需提供一種方法對盾構土進行無害化處理。

2、我國以煤炭為主要能源，矸石產生量大，與此同時，煤矸石的大量堆積會在一定程度上造成資源的浪費。通常采用地面回填的方式對煤矸石進行利用，然而，地面回填的主要方法是一層矸石一層黃土，壓實后繼續矸石、黃土交替填充，達到規定填充容量后，對回填場地覆蓋黃土，然后進行生態修復。在整個回填及修復過程中，使用的隔離材料及生態修復中用于植被生長的都是黃土，且用量巨大，但大多數礦區的黃土緊缺，而且采用削山取土的方式會帶來二次破壞。

3、因此，如何提供一種盾構干化土和煤矸石協同生態回填的方法，以盾構干化土來替代黃土，并結合煤矸石，通過盾構干化土和煤矸石的協同作用構建修復回填區域，是本領域技術人員亟需解決的技術問題。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種盾構干化土和煤矸石協同生態回填的方法，以至少解決上述一種技術問題。

2、為實現上述目的，本發明第一方面提供了一種盾構干化土和煤矸石協同生態回填的方法，所述方法包括以下步驟：獲取初始盾構干化土，所述初始盾構干化土中的表面活性劑的浸出濃度小于0.3mg/l；獲取初始煤矸石，所述初始煤矸石由粒徑為3-5mm且質量占比40％的破碎煤矸石、粒徑為1-3mm且質量占比為30％的破碎煤矸石和粒徑小于1mm且質量占比為30％的破碎煤矸石組成；將所述初始煤矸石加入造球機中，并加入所述初始盾構干化土，進行混合，得到改性煤矸石；通過粉煤灰和電石渣對所述初始盾構干化土進行脫水處理，得到改性盾構干化土；在待回填區域先鋪設底部防滲層，所述底部防滲層由所述改性盾構干化土碾壓而成，壓實度大于90％；在所述底部防滲層的上面依次鋪設n+1層煤矸石回填層和n層盾構干化土回填層，每一層盾構干化土回填層均位于相鄰的兩層煤矸石回填層之間，所述煤矸石回填層由所述改性煤矸石碾壓而成，壓實度為70-80％；所述盾構干化土回填層由所述改性盾構干化土碾壓而成，壓實度為80-90％；在第n+1層所述煤矸石回填層的上面鋪設生態防滲層，得到修復回填區域；在所述修復回填區域，每隔0.8-1.2m開挖坑槽，栽種灌木；其中，n為正整數。

3、在第一方面中，所述獲取初始盾構干化土包括：向盾構土中加入活性污泥，混合均勻，得到初始盾構干化土；所述活性污泥的添加量為所述盾構土的質量的3-5％。

4、在第一方面中，所述通過粉煤灰和電石渣對所述初始盾構干化土進行脫水處理包括：選擇粒徑均為50-70μm的粉煤灰和電石渣；通過翻耕的方式向所述初始盾構干化土中加入所述粉煤灰和所述電石渣，所述粉煤灰的添加量為所述初始盾構干化土干重的3-8％，所述電石渣的添加量為所述初始盾構干化土干重的3-8％；混合均勻后，通過翻耕晾曬進行脫水處理，直至達到最佳含水率，獲得改性盾構干化土。

5、在第一方面中，所述底部防滲層的厚度為0.8-1.5m。

6、在第一方面中，所述煤矸石回填層的厚度為1.5m，所述盾構干化土回填層的厚度為1.5m。

7、在第一方面中，所述在第n+1層所述煤矸石回填層的上面鋪設生態防滲層包括：在第n+1層所述煤矸石回填層的上面鋪設隔水阻氧層，所述隔水阻氧層由改性盾構干化土碾壓而成，壓實度大于90％；在所述隔水阻氧層的上面鋪設毛細阻滯層，所述毛細阻滯層由粒徑為1-3mm的破碎煤矸石碾壓而成，壓實度為60-70％；在所述毛細阻滯層的上面鋪設植生層；在所述植生層的上面鋪設盾構干化土草皮。

8、在第一方面中，所述隔水阻氧層的厚度為0.5-0.8m；所述毛細阻滯層的厚度為0.5-0.8m。

9、在第一方面中，所述植生層由再生盾構干化土碾壓而成，壓實度為50-60％；所述再生盾構干化土通過以下方式制作而成：將所述初始盾構干化土、粒徑小于3mm的破碎煤矸石、粒徑為0.075-1mm的煤氣化渣和農林畜牧廢棄物按照質量比為(5-6)：(2-3)：(0.5-1)：(0.5-1)混合均勻，腐化7d，得到再生盾構干化土。

10、在第一方面中，所述農林畜牧廢棄物包括雞糞、牛糞、豬糞和秸稈中的至少一種。

11、在第一方面中，所述盾構干化土草皮通過以下方式制作而成：在所述再生盾構干化土中加入先鋒草種，混合均勻后進行碾壓，壓實度為50-60％，得到得到壓實土體；將所述壓實土體切割成長為30cm、寬為30cm、厚度為8-12cm的泥餅；對所述泥餅進行澆灌培育，7d后形成盾構干化土草皮。

12、有益效果：

13、本發明提供的一種盾構干化土和煤矸石協同生態回填的方法，首先，分別獲取初始盾構干化土、初始煤矸石、改性煤矸石和改性盾構干化土，通過活性污泥對盾構土進行凈化，使得初始盾構干化土中的表面活性劑的浸出濃度小于0.3mg/l；通過分級破碎使得初始煤矸石中含有質量比40％粒徑為3-5mm的破碎煤矸石、質量比30％粒徑為1-3mm的破碎煤矸石和質量比30％粒徑小于1mm的破碎煤矸石，從而減小初始煤矸石中孔隙率和氧氣含量，降低自燃風險且壓實后結構穩定；通過在初始煤矸石的表面粘附一層初始盾構干化土得到的改性煤矸石，可以降低煤矸石與氧氣接觸，以及降低煤矸石中重金屬浸出率；通過粉煤灰和電石渣對初始盾構干化土進行脫水干化處理得到改性盾構干化土，控制改性盾構干化土的含水率可以提高壓實度；然后，在待回填區域先鋪設底部防滲層，底部防滲層由改性盾構干化土碾壓而成，壓實度大于90％，壓實后孔隙較小，陽離子交換量大，具有較好的防滲性能；接著，在底部防滲層的上面依次交替鋪設n+1層煤矸石回填層和n層盾構干化土回填層，每一層盾構干化土回填層位于相鄰的兩層煤矸石回填層之間，煤矸石回填層由改性煤矸石碾壓而成，壓實度為70-80％，盾構干化土回填層由改性盾構干化土碾壓而成，壓實度為80-90％，壓實后的盾構干化土回填層具有較低的滲透性，可以隔絕氧氣進入煤矸石回填層；最后，在第n+1層煤矸石回填層的上面鋪設生態防滲層，為植物生長提供營養成分，從而得到修復回填區域；在修復回填區域，每隔0.8-1.2m開挖坑槽，以提高降雨的利用率，從而栽種灌木。本發明提供的盾構干化土和煤矸石協同生態回填方法，通過對盾構干化土和煤矸石進行改性，得到改性盾構干化土和改性煤矸石，并由此在待回填區域自下至上依次設置底部防滲層、交替設置的煤矸石回填層和盾構干化土層、生態防滲層，充分利用改性盾構干化土和改性煤矸石的協同作用，使得修復回填區域能夠正常種植灌木，提高土體的利用效率，同時，也消納的大量的煤矸石和盾構土，降低其堆存處置的危害。

14、上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉本發明的具體實施方式。