如果把一座城市比作一个有机生命体，那么四通八达的地下轨道交通就是它的动脉，纵横交错的高速路网是它的骨架。然而，正如人体手术会产生废弃组织一样，每一项重大工程建设的背后，都不可避免地伴随着一个令人头疼的副产物——巨量的废弃淤泥软土。
这些黑乎乎、黏糊糊的“建设垃圾”，曾一度是工程界最难啃的“硬骨头”。如今，河海大学陈永辉教授团队经过十余年攻关，成功研发出淤泥软土快速就地固化和高效资源化大规模利用成套技术，为淤泥软土高效资源化大规模利用提供了有效路径。这项荣获2025年度国家科学技术进步奖二等奖的技术，正在悄然改变我国软土地区工程建设的生态，让令人头疼的废弃淤泥软土，可以变成建材和填料等资源。
过去的“烫手山芋”：无处安放的工程建设之痛
在传统的工程建设中，开挖隧道、修建地铁、治理河道产生的淤泥软土，处理方式简单粗暴——找个地方堆放。这种方式被形象地称为“排、放、堆”。
然而，随着我国城市化进程的加快，这种方式已经走到了死胡同。一方面，寸土寸金的城市周边已难寻大规模的弃土场；另一方面，堆放的弃土场不仅占用大量土地资源，其中的有害物质还会渗入地下，威胁周边水土环境，甚至引发滑坡等安全隐患。
“我国每年工程建设、河道清淤等产生的废弃淤泥软土，有数十亿吨计。”陈永辉解释，“以往找地方去堆放，不仅占用土地，对环境造成影响，弃土场失稳甚至威胁到生命安全，这是工程建设里面非常大的痛点和难点。”
项目组成员孔纲强教授则打了个更贴近生活的比方：“传统处理就像和面，水泥一层，土一层，然后手工拌合。但淤泥黏性大，拌合的时候特别容易抱团成块，像糯米糕一样粘在一起，导致搅拌不均匀，达不到固化的效果，难以达到利用的要求，利用渠道和数量也很少。特别是除了装备，还需要找到合适的工艺、技术和固化剂，以及能资源化利用的途径。”
在长三角等经济发达地区，废弃土处置费已高达每立方米100多元，甚至更高。高昂的成本和无处可去的窘境，倒逼着行业必须寻求一场颠覆性的技术变革。
如今的“魔法师”：从“就地消失”到“点泥成材”
针对不同场景的处置需求，团队研发了三套差异化技术路径，相当于给不同“体质”、不同去向的淤泥开出了精准的“变身药方”：能就地利用的就原地固化不产生弃土，必须清运的就批量加工成填料或者追求高值利用的做成建材。
第一招是就地固化，相当于“吃掉”淤泥，顾名思义，这一招的核心在于“从哪里来回哪里去”，原来需要废弃的变为可原位利用，无需废弃。团队创新研发了多规格主动式立体强制搅拌就地固化系列装备和技术。这背后还有一个“洋为中用”的故事。
十多年前，团队在水利部‘948’项目的支持下，引进了国外的装备，却发现到了我国一些高黏性的淤泥软土面前，“水土不服”，依然抱团严重等问题。陈永辉团队咬住问题不放松，进行改造和迭代创新，能够将水泥或低碳固化剂与淤泥在短时间内强制搅拌均匀。同时愣是把国外进口高达数百万的设备，通过国产化替代并改造创新，价格降至原来的六分之一。同时开发出了系列技术和设计理论等，大幅拓展了应用范围，编制了规范等。
在广东汕头，有一片片鱼塘，要修路必须先填路基。传统的做法是排干水、填砂石，耗时耗力。而陈永辉团队的技术人员带着机器，像“先锋队”一样，直接在鱼塘里作业。搅拌头扎入软土，注入固化剂，几天后，原本连人都站不稳的塘底，就变成了一条泛白的硬实道路。
“最快的在短短几个小时后，普通的施工设备就能直接开上去。”“几十台机器齐头并进，像个巨大的田字格，非常壮观。”这项技术在苏锡常南部高速公路太湖隧道项目中大显身手。作为国内最长最宽的湖底隧道，太湖隧道处在风景区，弃土外运和填料运进都极其困难。团队采用就地固化技术，将湖底的软泥固化后直接作为施工便道和后期回填料，仅此一项就就地利用淤泥软土约92.8万方。
第二招是水热固化，相当于“蒸个桑拿”，弃土变硬砖。如果说就地固化是“粗粮细作”，那么水热固化技术就是“精耕细作”。对于不得不挖出来运走的淤泥，团队人员技术服务，建起了工厂，把它们变成高强度的建材。
“我们项目组的团队人员是世界首次采用水热固化技术来处理淤泥软土，并做成高质量建材的。”陈永辉教授强调。这项技术像是给淤泥“蒸桑拿”并加压力，但温度不需要像烧砖那样高达1000多摄氏度，只需要180摄氏度到200摄氏度，压力也仅需10个大气压左右。
神奇的是，这种工艺不需要消耗水泥等胶结物，完全利用土中的元素产生矿化反应和固废协同。最终生产出来的砖块、砌块，现在强度最高可以达到惊人的50兆帕以上，相当于混凝土C50标号的强度，与天然石头的硬度相当，而其中淤泥软土的掺量可达60% 以上。在合肥，在团队人员的服务下，国内稳定运行单体最大规模的淤泥资源化工厂已经建成，每年可消纳近百万吨渣土，可年产出近4亿块标砖。
第三招是厂拌填料化，在“流水线”上产好土。针对含水率极高的泥浆，项目组团队研发了双尺度-双荷载快速脱水技术，并服务建成了年产百万吨级的填料化工厂。经过脱水改良、多级筛分、精细拌合，原本被工程拒之门外的淤泥软土，变成了完全符合标准的优质路基填料。在浙江上虞的工厂，改良后的填料每方成本较传统宕渣降低了30% 左右。
未来的绿色建材：韧性城市与“双碳”目标的基石
陈永辉教授领衔与各家参与单位通力合作完成的这项成果，不仅仅是解决了一个个工程难题，更是为我国“无废城市”建设和“双碳”目标提供了坚实的科技支撑。
从经济效益来看，项目技术已服务了全国400多项工程，累计资源化利用淤泥软土超过7000万方，近几年的直接经济效益已达到数十亿元。但更深远的意义在于生态效益，减少的碳排放量高达数百万吨。
展望未来，团队的目光并没有局限在现有的处置方式上。“全国河湖库等清淤，需求量极大，预计有几百亿方的清淤物需要处理。”陈永辉说。团队人员一起正在攻克更复杂的课题：如果淤泥含有污染物，如何实现无害化与资源化的同步？如何以更多渠道、更高的利用率以及更高价值的方式来利用巨量的淤泥？如何解决高含水率淤泥的长距离运输并同时利用问题？
“我们的目标就是以需求为导向，因地制宜，不仅让弃土‘有家可回’，还要‘身价倍增’。”十多年来，陈永辉教授带领团队，如同擅长“点泥成材”的魔法师，专注于一件“变废为宝”的事。这不仅是一笔经济账，更是一笔深远的生态账、发展账。随着技术的持续迭代，那些曾被视为城市累赘的淤泥，终将变成支撑建设美丽中国最坚实的绿色建材。
新华日报·交汇点记者 程晓琳
视频 王诗宇
