泥漿處理技術(shù)在建筑打樁（樁基）施工中的應用

在城市建筑施工的樁基工程中,泥漿水起著(zhù)重要的保護井壁作用,但多余泥漿水的處理一直是困擾工程施工的難題�，F行的處理方式是用槽罐車(chē)把現場(chǎng)泥漿水運到郊外垃圾場(chǎng),讓其自然干化。這種處理方式原始落后,產(chǎn)生了許多問(wèn)題。一是費用高、效率低,施工緊張時(shí),槽罐車(chē)晝夜運輸尚不能滿(mǎn)足施工進(jìn)度要求。二是施工現場(chǎng)環(huán)境惡劣,泥漿水四溢令人難以插足,工程隊常因泥漿水漏入下水道造成管道堵塞而遭受巨額罰款。另外,槽罐車(chē)在運輸途中也常因泥漿水漏灑在城區干道上而污染了市容環(huán)境。

泥漿水是一種水中含有一定量的微細泥顆粒的懸浮液體,它具有一定粘度,長(cháng)時(shí)間靜置也難以分層。高分子絮凝劑是一類(lèi)水溶性的高聚物,將其與泥漿水混合時(shí),由于它們具有架橋、網(wǎng)捕、吸附和電性中和等功能,可以破壞泥漿水的穩定性,使泥顆粒從水中迅速凝聚、沉降,從而達到泥水分離效果。絮凝劑在疏浚工程中用于淤泥脫水以及在城市污水處理中用于污泥脫水都有應用報道。但在樁基工程泥漿水處理中的應用情況國內尚未見(jiàn)報道。

建筑打樁（樁基）技術(shù)是非開(kāi)挖方式中的前沿技術(shù),作為泥水打樁（樁基）主要系統之一的泥漿處理系統直接影響施工進(jìn)度、質(zhì)量，這種技術(shù)的應用，面臨的突出問(wèn)題之一就是泥漿的處理和合理應用。浙江省湖州市采用兩臺旋挖鉆機，排出的碴漿量達100 m3/h，而且地質(zhì)條件復雜，有穩定性差的淤泥和淤泥質(zhì)沙層，有地下水豐富的中粗砂層，有整體性較好，強度較高的微風(fēng)化沉積巖，也有巖體堅硬破碎、含高承壓水的斷層破碎帶。為此，要求泥水處理設備具有良好的地層適應性。為解決這一難題，此工程采用了浙江天宇環(huán)保設備有限公司的泥漿處理技術(shù)，用泥水分離-臥螺離心機，有效地對土碴進(jìn)行分離，利于控制泥漿指標，利于泥漿的重復使用，有利于提高工程質(zhì)量，同時(shí)節約造漿材料，降低施工成本。此泥漿處理技術(shù)能取得較低的碴料含水率有利于減少環(huán)境污染。

1 總體思路

將打樁（樁基）施工中的土砂形成的泥水輸出，經(jīng)泥水處理系統分離成土砂和可循環(huán)利用的泥漿，以土砂的形式用汽車(chē)運走。

2 技術(shù)方案

2.1 旋挖鉆機對泥漿處理系統的要求

2.1.1 對泥漿處理系統能力的要求，旋挖鉆直徑：Φ580 mm一環(huán)長(cháng)度：15mm ;進(jìn)速度：100～250mm/min, 旋挖鉆機對泥漿的需求量：0.5 m3/min;臺旋挖鉆機排漿量：1.0 m3/min （以最大排漿量計算）每臺旋挖鉆掘進(jìn)各一環(huán)的最大排漿量：1.0 m3/min×60 min =60 m3

2.1.2 對泥漿指標(處理結果)的要求為了維護泥漿泵的性能，降低磨耗，減少配管的阻力，作為送漿用的泥漿，其基本特性如下：
液體比重：1.10～1.25；黏度:漏斗粘性 16～30；含砂率：5%以下。

2.1.3 對可靠度的要求泥漿處理系統是旋挖鉆正常掘進(jìn)的重要保障，處理系統必須在旋挖鉆施工中萬(wàn)無(wú)一失，做到百分之百的可靠。本處理系統的可靠性主要表現在幾個(gè)方面：
（1）整體設計的可靠性，即對渣漿處理的及時(shí)性、漿液質(zhì)量的適應性；
（2）處理能力的富裕配置，包括設備整機和組配設備的備用功能；
（3）設備本身的性能、質(zhì)量、使用壽命等的可靠性；
（4）通過(guò)管路系統及閥組對各組設備進(jìn)行切換，互為備用。

2.1.4 控制系統的整合泥水在旋挖鉆機至泥水處理系統之間的循環(huán)是由泥水輸送系統實(shí)現的，旋挖鉆機開(kāi)挖出來(lái)的土砂進(jìn)入儲漿池，經(jīng)攪拌后的高密度泥水由泥水泵泵送至泥水處理系統，在泥水處理場(chǎng)進(jìn)行處理，分離后的泥水經(jīng)調整密度，粘度等指標后再泵回開(kāi)挖面，如此循環(huán)。

2.2 泥漿處理系統的工作原理
由三臺臥螺離心機KWL-A500組成，泥漿處理系統由加藥系統、除砂凈化系統，排渣系統，回收泥漿槽和調配泥漿槽組成。打樁（樁基）施工時(shí)可根據環(huán)境系統的設計選配泵送系統，保證泥漿的合理流量及壓力輸送至除渣凈化系統的臥螺離心機內，經(jīng)除砂分離及脫水后清除大部分砂質(zhì)顆粒，當旋挖鉆機在砂礫石層或中砂層掘進(jìn)時(shí)，泥漿經(jīng)除砂凈化系統后已滿(mǎn)足要求。這時(shí)可轉換出漿口閥門(mén)，凈化后泥漿可直接進(jìn)入回收泥漿槽，由制漿系統的高速制漿機在調配泥漿槽內適時(shí)調漿后泵送回旋挖鉆機。當旋挖鉆機在粉土、粉砂層掘進(jìn)時(shí)，除砂凈化系統不足以將泥漿比重及含砂量降至合理范圍內時(shí)，可轉換加藥閥門(mén)使用藥液除砂凈化系統�？蓪⒛酀{中的砂質(zhì)清除，除砂后的泥漿由出漿口自流進(jìn)入調整槽，經(jīng)調漿后泵送回井下。

2.3 泥水處理系統

2.3.1 系統的建立為了達到兩臺旋挖鉆機所需的穩定泥漿指標，實(shí)現泥水分離的理想效果，根據地質(zhì)構造及粒徑比例分布和單位時(shí)間內的處理量，設計本系統。本系統采用三臺臥螺離心機KWL-A500 型泥漿凈化系統，一臺臥螺離心機KWL-500型泥漿凈化系統備用，一套加藥系統等組成泥漿處理系統。

2.3.2 泥漿處理工藝流程泥漿處理工藝流程圖(見(jiàn)附圖)。
旋挖鉆機掘進(jìn)后由排泥管排出的泥渣經(jīng)過(guò)處理設備進(jìn)行凈化處理，若處理后的泥水含砂率滿(mǎn)足要求，則可以直接排入沉淀槽進(jìn)行溢流沉淀，否則經(jīng)加藥系統處理設備進(jìn)行進(jìn)一步處理，然后再排入沉淀槽進(jìn)行溢流沉淀。經(jīng)過(guò)處理和加藥處理篩選出來(lái)的碴土運送到指定的棄碴場(chǎng)堆放。泥漿溢流進(jìn)入調整槽后，若泥漿量過(guò)剩則可以將泥漿排進(jìn)棄漿池儲存起來(lái)，泥漿量超出棄漿池容量時(shí)泵送到附近的運輸載體上運送到棄漿場(chǎng)；若泥漿量不能滿(mǎn)足需求量時(shí)，則可以用抽漿機進(jìn)行人工造漿進(jìn)行補漿。當調整槽的泥漿濃度滿(mǎn)足要求時(shí)要以直接由送漿泵泵送到旋挖鉆機；若泥漿濃度太濃就加清水進(jìn)行稀釋?zhuān)蝗裟酀{濃度太低，則制漿進(jìn)行調節加大泥漿濃度后泵送到旋挖鉆機。

2.3.3 處理設備的備用和安全性保障
（1）設備配置的備用性。根據排泥流量，先用排泥設備進(jìn)行處理，再排入沉淀槽進(jìn)行溢流的工藝流程。此時(shí)每臺旋挖鉆機排出泥漿所需的處理設備的能力為60 m3/h。此工程選用三臺臥螺離心機KWL-A500型泥漿處理設備，其中每臺旋挖鉆機配套一套臥螺離心機KWL-A500型泥漿處理設備可以滿(mǎn)足處理要求，剩余一套臥螺離心機KWL-A500型的泥漿處理設備備用，而且設備間可以通過(guò)管路切換互為備用，這樣設備儲備能力大大增強，有三臺臥螺離心機KWL-A500型處理設備工作，由于三臺臥螺離心機KWL-A500型設備同時(shí)發(fā)生故障的機率非常小。況且棄漿池存有大量的滿(mǎn)足旋挖鉆機要求的泥漿,在經(jīng)過(guò)沉淀槽溢流沉淀后也可以輸送出大量符合送漿要求的泥漿，即使在最不利的情況下即三臺臥螺離心機KWL-A500型處理設備都不能運行時(shí)也可以保證盾構機正常掘進(jìn)約二環(huán)，也可以給設備的搶修充裕的時(shí)間，同時(shí)制造廠(chǎng)家承諾24小時(shí)內完成維修。所以，此備案也能保證施工的正常進(jìn)行，不會(huì )延誤工期。
（2）系統的安全性整機處理碴漿能力大，達到100 m3/h；凈化除砂率高，可達95%以上。操作簡(jiǎn)單臥螺離心機KWL-A500型泥漿處理系統故障率低、安裝、使用及維護方便，使用效果好，分離效率高，可適應于各種打樁（樁基）施工中在不同地層的施工過(guò)程。電機功結構先進(jìn)、通用化程度高、運轉可靠及拆裝維修方便等優(yōu)點(diǎn)；保證設備的長(cháng)期正常運轉。電氣控制采用了變頻啟動(dòng)控制系統（可用PLC實(shí)現全自動(dòng)控制），接線(xiàn)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強，維護、維修方便。

3 實(shí)施效果

（1）完全滿(mǎn)足旋挖鉆機正常的掘進(jìn)能力，提高了生產(chǎn)效率。
（2）處理后的泥漿質(zhì)量高，含砂率＜5％，延長(cháng)了設備的使用壽命，提高了經(jīng)濟效益。
（3）由于經(jīng)過(guò)處理后土砂的含水率低于30％，排放量大大減少，運輸方便，避免因泥漿排放問(wèn)題造成環(huán)境污染，利于環(huán)保。
據了解, 浙江湖州地區原先用槽罐車(chē)運送泥漿水,每m3 至少20 元,采用了浙江省麗水市三聯(lián)環(huán)保機械設備有限公司的泥漿處理技術(shù)，用泥水分離-臥螺離心機，有效地對土碴進(jìn)行分離后,初步估算可降低處理費用40 %以上;最重要的需配備臥式離心機。能用于現場(chǎng)泥漿水處理,以從根本上取代目前原始落后的處理方式,提高處理效率,降低處理費用,保護城市環(huán)境,做到現場(chǎng)文明施工。我們擬進(jìn)一步采用復合型絮凝劑,提高泥漿的脫水率以提高處理效率和降低費用。率因素高、能耗低、節能效果顯著(zhù)。運轉噪音低，有利于改善工作環(huán)境。有結構先進(jìn)、通用化程度高、運轉可靠及拆裝維修方便等優(yōu)點(diǎn)；保證設備的長(cháng)期正常運轉。電氣控制采用了變頻啟動(dòng)控制系統（可用PLC實(shí)現全自動(dòng)控制），接線(xiàn)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強，維護、維修方便。