新型市政工程泥漿處理設(shè)備在地鐵施工的應(yīng)用

摘要：市政工程中樁基、地下連續(xù)墻、盾構(gòu)施工等產(chǎn)生大量泥漿，現(xiàn)階段市政工程施工泥漿的處理，主要依靠專用槽罐車?yán)膺\(yùn)，泥漿運(yùn)輸成本較高，且易偷排亂倒，造成環(huán)境污染。本文結(jié)合合肥地鐵休寧路站正循環(huán)鉆孔灌注樁施工泥漿處理，從新型市政工程泥漿處理系統(tǒng)的工藝流程、處理效果、效益分析等方面著手，分析總結(jié)出新型市政工程泥漿處理設(shè)備的的諸多優(yōu)勢(shì)及效益。新型市政工程泥漿處理設(shè)備的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)泥漿減量化、無害化、資源化和循環(huán)利用，取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，值得大面積推廣，為市政工程的泥漿處理提供參考。

關(guān)鍵詞：市政工程；泥漿處理；環(huán)保；效益

引言

在建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展的當(dāng)今，基礎(chǔ)建設(shè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展起了重要拉動(dòng)作用，但在市政工程建設(shè)中，鉆孔樁基、地下連續(xù)墻、盾構(gòu)施工等不可避免地產(chǎn)生大量泥漿。泥漿是由水、膨潤(rùn)土顆粒、黏土顆粒、和外加劑組成的一種懸濁體系。泥漿能夠有效地保護(hù)孔壁，防止孔壁坍塌，攜帶鉆渣出孔，同時(shí)對(duì)鉆機(jī)、刀頭等設(shè)備起到冷卻和潤(rùn)滑的作用。泥漿在鉆進(jìn)的過程中，由于鉆渣的不斷進(jìn)入，其比重、黏度、含沙量、穩(wěn)定性等發(fā)生改變，不能滿足使用要求，就應(yīng)該進(jìn)行廢棄處理[1，2]。

廢泥漿中含有大量的蒙脫石等粘土礦物和巖屑，稠度大，既不能直接排放，又難于在短時(shí)間內(nèi)自然沉降。如處理不當(dāng)，不但影響施工，還對(duì)城市市容、基本農(nóng)田以及地下水等造成污染。市政工程中泥漿處理已成為亟待解決的問題。

1 工程概況

合肥市地鐵5號(hào)線休寧路明挖站工程項(xiàng)目。休寧路站北側(cè)為220KV高壓走廊，高壓電纜距地面高度為23.2m，距圍護(hù)樁水平距離不足3m，為保證高壓電纜安全防護(hù)距離（垂直、水平距離不小于6m），高壓線附近的60根樁基采用正循環(huán)鉆孔灌注樁施工工藝，樁長(zhǎng)為24.5m和24m，樁徑800mm，將產(chǎn)生大量泥漿。

2 傳統(tǒng)泥漿處理方法

目前的泥漿處理方法有傳統(tǒng)的沉淀池自然風(fēng)干處理、專用槽罐車外運(yùn)和機(jī)械設(shè)備凈化處理三種。

采用傳統(tǒng)的沉淀池處理由于其自然風(fēng)干耗時(shí)較長(zhǎng)，需要占用部分土地，后期沉淀池清掏出的鉆渣含水量高，使得泥漿外溢，施工環(huán)境惡劣，而且可能造成環(huán)境污染或水質(zhì)污染等公害。尤其在市政工程施工中，由于場(chǎng)地的限制，一般不適用于此方法。

現(xiàn)階段市政工程施工泥漿的處理，主要依靠專用槽罐車?yán)膺\(yùn)。由于泥漿運(yùn)輸成本較高，其處理價(jià)格也受當(dāng)?shù)噩F(xiàn)場(chǎng)的干擾和影響而易于波動(dòng)，同時(shí)由于缺乏有效的監(jiān)督管理程序，一些不法分子為了賺取高額利潤(rùn)，將外運(yùn)的泥漿進(jìn)行偷排亂倒，造成環(huán)境污染。

隨著社會(huì)文明意識(shí)和環(huán)保意識(shí)的提高，泥漿帶來的污染問題得到人們的重視，機(jī)械凈化設(shè)備也隨之問世。目前使用的泥漿機(jī)械處理設(shè)備主要有振動(dòng)篩、旋流泥漿凈化器、臥式螺旋離心機(jī)等。振動(dòng)篩是利用高頻振動(dòng)作用將流經(jīng)篩布上的泥漿中的黏土顆粒分離。振動(dòng)篩一般設(shè)置在處理工藝的最前端，主要用來處理大顆粒固相，無法分離細(xì)小顆粒。旋流泥漿凈化器中泥漿會(huì)受到旋流器形狀限制而產(chǎn)生高速旋流，在離心力的作用下，比液體密度高的固相會(huì)靠向筒壁，而密度相對(duì)較低的液體則在筒的中間，將較粗的顆粒從泥漿中分離出來。旋流泥漿凈化器解決了現(xiàn)場(chǎng)泥漿的循環(huán)使用問題，提高了泥漿循環(huán)效率，節(jié)約了成本，但是廢棄的黏土顆粒含水率高，沒有解決廢棄泥漿的最終處理問題，需要進(jìn)一步脫水處理。臥式螺旋離心機(jī)的工作原理是利用重量差產(chǎn)生的離心力進(jìn)行固液分離，所以必須要對(duì)處理泥漿進(jìn)行預(yù)處理，絮凝劑價(jià)格較高，預(yù)處理的使用量也較大，并且可能帶來新的污染。所以臥式離心機(jī)的使用成本較高，不利于其現(xiàn)場(chǎng)推廣。泥漿處理方法的對(duì)比見表1[2-8]。

3 新型市政工程泥漿處理設(shè)備

傳統(tǒng)的泥漿處理機(jī)械各有優(yōu)劣，但深入度和每個(gè)方式存在的局限性導(dǎo)致難以推廣運(yùn)用，現(xiàn)在很多工程項(xiàng)目還是采用泥漿槽罐車排放的處理模式，造成現(xiàn)場(chǎng)環(huán)保問題和施工成本居高不下的現(xiàn)狀，無法徹底實(shí)現(xiàn)泥漿減量化、無害化、資源化和循環(huán)利用。

為了解決上述問題，中鐵四局管理研究院自主研發(fā)一種新型市政工程泥漿處理設(shè)備，并成功應(yīng)用于休寧路站正循環(huán)鉆孔灌注樁的泥漿處理。

3.1 設(shè)備工作流程

新型市政工程泥漿處理設(shè)備將旋流泥漿凈化器與壓濾機(jī)進(jìn)行結(jié)合，在旋流泥漿凈化器分離后的黏土顆粒利用壓濾機(jī)進(jìn)一步脫水，得到含水率較低的泥餅和過濾水，過濾的水收集起來重新利用，泥餅通過皮帶運(yùn)輸機(jī)輸入至渣土坑，通過渣土車進(jìn)行外運(yùn)。同時(shí)將常規(guī)的沉淀池+泥漿池更改為循環(huán)池+廢漿池，廢棄泥漿從廢漿池抽取，經(jīng)泥漿處理設(shè)備處理后得到清水直接輸入循環(huán)池。設(shè)備工作流程如圖2所示。

3.2現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果及優(yōu)勢(shì)

新型市政工程泥漿處理設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行后，泥漿處理的效果立桿見影，主要有以下幾點(diǎn)。

（1）設(shè)備單機(jī)泥漿綜合處理能力達(dá)到10-12m3/h，處理后的干泥和水可以達(dá)到環(huán)保要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，如圖3所示。泥漿排放占現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生泥漿量比例由100%下降至25%，水資源重復(fù)利用率由0%上升至82%，如圖4所示。

（2）自帶泵站，采用真空自吸方式吸收泥漿，減少現(xiàn)場(chǎng)輔助設(shè)備。

（3）泥漿處理過程全自動(dòng)進(jìn)行，只需一人值守，減少現(xiàn)場(chǎng)配合作業(yè)人員。

（4）自帶快速接電插頭，采用三相五線制，節(jié)約安裝時(shí)間，減少安全風(fēng)險(xiǎn)。

（5）模塊化輕量化設(shè)計(jì)，設(shè)備整體尺寸不超過運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)，減少現(xiàn)場(chǎng)占地面積。

（6）采用鋼架外框全覆蓋，結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定，并且利于現(xiàn)場(chǎng)吊裝和車載運(yùn)輸，美觀大方；同時(shí)留出空間設(shè)置樓梯和走道、防護(hù)欄，便于操作、維修和保養(yǎng)。

4 效益分析

4.1經(jīng)濟(jì)效益分析

量產(chǎn)后1臺(tái)新型市政工程泥漿處理設(shè)備費(fèi)用約45w元，設(shè)備日處理能力為160m?，設(shè)備維護(hù)人員工資5w每年，優(yōu)化后泥漿處理成本為18元/m?，市區(qū)泥漿槽罐車外運(yùn)成本在45元/m?，每1m?差價(jià)為27元，1臺(tái)新型市政工程泥漿處理設(shè)備1年內(nèi)處理18500m?泥漿即可收回成本，而新型市政工程泥漿處理設(shè)備處理能力可達(dá)40000m?/年，經(jīng)濟(jì)效益巨大。

4.2 社會(huì)效益分析

現(xiàn)場(chǎng)通過使用該新型設(shè)備替代傳統(tǒng)方式進(jìn)行廢棄泥漿處理，達(dá)到了現(xiàn)場(chǎng)無泥濘、提高樂文明施工水平，對(duì)外也展示樂企業(yè)良好的形象，符合“四新”要求。

同時(shí)避免了不法分子為了賺取高額利潤(rùn)，將外運(yùn)的泥漿進(jìn)行偷排亂倒，造成的環(huán)境污染。杜絕了泥漿對(duì)城市市容、基本農(nóng)田以及地下水等造成污染，具有節(jié)約寶貴的水資源的效益。

5 結(jié)語

本文結(jié)合合肥地鐵休寧路站正循環(huán)鉆孔灌注樁施工泥漿處理，從新型市政工程泥漿處理系統(tǒng)的工藝流程、處理效果、效益分析等方面著手，分析總結(jié)出新型市政工程泥漿處理設(shè)備的的諸多優(yōu)勢(shì)及效益。

新型市政工程泥漿處理設(shè)備將泥漿轉(zhuǎn)化為含水率較低的泥餅和可以重復(fù)利用的過濾水，具有自動(dòng)化、模塊化、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，徹底實(shí)現(xiàn)泥漿減量化、無害化、資源化和循環(huán)利用，取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，值得大面積推廣，為市政工程的泥漿處理提供參考。

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作者簡(jiǎn)介：孫磊（1994-），男，助理工程師，主要從事軌道交通工程施工，中鐵四局地鐵五號(hào)線項(xiàng)目部。

（作者單位：中鐵四局第四工程有限公司）