快速清槽、泥漿處理利用技術(shù)在地連墻碼頭中的應(yīng)用

宋 振，張燕鵬

（天津深基工程有限公司，天津 300222）

引 言

在地下連續(xù)墻施工工藝中，地下連續(xù)墻成槽施工后，需進行清槽[1]，控制槽內(nèi)泥漿性能，清除槽底沉渣，保證混凝土澆筑質(zhì)量。

傳統(tǒng)的清槽方法是使用潛水泥漿泵將槽內(nèi)的泥漿全部用新制備泥漿置換出來，以達(dá)到清除槽底沉渣、置換不合格泥漿的目的[2]。地下連續(xù)墻的槽孔體積較大，原始施工方法需要大量的新制備泥漿，廢舊泥漿不能循環(huán)利用，廢棄泥漿處理費用較高，泥漿置換的成本較高，施工速度受傳統(tǒng)換漿工藝制約。不符合近年來綠色環(huán)保的理念，對地連墻板樁碼頭的發(fā)展有制約作用。

針對地下連續(xù)墻清槽施工過程中存在的上述問題，我公司研究形成了一套經(jīng)濟適用的地下連續(xù)墻快速清槽、泥漿收集處理利用施工技術(shù)，并在唐山港京唐港區(qū) 23#～25#泊位碼頭工程中成功應(yīng)用，取得很好的效果。

1 工藝原理

在地下連續(xù)墻清槽工序施工中，將完成抓槽作業(yè)的地下連續(xù)墻槽段內(nèi)的攜帶沉渣的泥漿通過反循環(huán)導(dǎo)管抽漿器從地下連續(xù)墻槽段內(nèi)直接抽出，再經(jīng)旋流振動除渣器除渣，經(jīng)過除渣處理的泥漿通過回漿管輸送至移動式泥漿箱，然后與新制備的泥漿充分拌合，檢測合格后又被輸送回地下連續(xù)墻槽段內(nèi)，來控制泥漿性能及槽底沉渣厚度。

2 技術(shù)特點

1）提高施工效率

采用反循環(huán)導(dǎo)管抽漿器，在保證清槽質(zhì)量的同時，可實現(xiàn)快速清槽，減少了清槽工序的用時，提高了地下連續(xù)墻施工的效率。

2）提高施工機動性

采用自主研發(fā)的移動式泥漿箱組合體，減小了對環(huán)境的污染，占地面積小、使用保養(yǎng)成本低；并可根據(jù)施工規(guī)模、場地條件隨時增減泥漿箱數(shù)量，拆卸、移動方便。

3）降低施工成本

該成果將廢棄的泥漿回收處理后達(dá)到了新鮮泥漿的各種指標(biāo)，完全滿足地下連續(xù)墻施工的技術(shù)要求，減少了新泥漿制備量，所有泥漿基本上全部實現(xiàn)了循環(huán)利用，免去了大量廢棄泥漿外運排放，環(huán)保效果顯著。

圖1 快速清槽、泥漿收集處理利用技術(shù)現(xiàn)場示意

3 材料與設(shè)備

3.1 材料

本技術(shù)最大優(yōu)點就是能循環(huán)利用泥漿，所用新材料極少，只需要新制備泥漿所需的施工用水、膨潤土及添加劑。

3.2 主要施工設(shè)備

表1 主要施工設(shè)備

4 操作要點

4.1 地下連續(xù)墻槽內(nèi)泥漿指標(biāo)檢測

在地下連續(xù)墻成槽結(jié)束后，需進行槽內(nèi)泥漿的性能檢測，包括含砂率、泥漿比重、泥漿粘度、泥漿pH值等指標(biāo)，根據(jù)泥漿的指標(biāo)合格與否進行相應(yīng)施工安排。

4.2 反循環(huán)導(dǎo)管抽漿器抽漿

當(dāng)槽內(nèi)泥漿性能檢測不合格時，比如泥漿含砂率、泥漿比重超標(biāo)時，需進行清槽施工。

反循環(huán)導(dǎo)管抽漿器由若干節(jié)導(dǎo)管組成，每節(jié)導(dǎo)管長6 m，節(jié)與節(jié)之間由法蘭進行連接；導(dǎo)管長度根據(jù)地下連續(xù)墻墻體底高程和導(dǎo)墻頂高程確定，一般抽漿器進漿口距離槽底0.5 m左右，出漿口高出導(dǎo)墻1.5 m左右。在導(dǎo)管外側(cè)綁扎兩根吹氣管，吹氣管與空壓機連接，由空壓機提供氣動力。

圖2 清槽原理與泥漿回收示意

反循環(huán)導(dǎo)管抽漿器出漿口與旋流振動除渣器連接，進行抽漿除渣，除渣后的泥漿經(jīng)回漿管輸送至混合泥漿箱。在清槽過程中應(yīng)間隔一段時間移動反循環(huán)導(dǎo)管抽渣器在地下連續(xù)墻槽孔中的位置，保證槽底各個位置的沉渣都能被清除干凈。

4.3 旋流振動除渣器除渣[2]

旋流振動除渣器是泥漿凈化裝置的一種，該設(shè)備通過旋流和振動功能將泥漿中夾雜的砂礫等雜物清除，該設(shè)備清除渣土粒度d50=0.06 mm，能較好的將泥漿中夾雜的渣土清除干凈，使廢舊泥漿能夠循環(huán)利用。槽內(nèi)經(jīng)反循環(huán)導(dǎo)管抽漿器抽出的泥漿直接進入旋流振動除渣器進行除渣。

4.4 槽內(nèi)泥漿收集

經(jīng)旋流振動除渣器除渣后的泥漿短暫儲存在槽段一側(cè)的導(dǎo)墻槽內(nèi)，經(jīng)過另一臺反循環(huán)導(dǎo)管抽漿器抽出進入回漿管輸送至混合泥漿箱。回漿管采用鍍鋅鋼管，直徑15 cm，每節(jié)6 m，節(jié)與節(jié)之間由法蘭進行連接；每隔30 m設(shè)置一個蝶閥，方便管道疏通、維修；回漿管與進漿管并排布置，使施工更便捷。

4.5 回收的泥漿處理

為了進一步凈化回收的泥漿，在混合泥漿箱頂部配置一臺旋流振動除渣器，回收的泥漿首先經(jīng)旋流振動除渣器除砂，然后進入混合泥漿箱。在混合泥漿箱里加入新制備的泥漿，與回收的廢舊泥漿經(jīng)攪拌機拌和均勻。

4.6 泥漿循環(huán)利用

經(jīng)過處理的泥漿經(jīng)檢測合格后可輸送至泥漿輸送池，用于下一地下連續(xù)墻的成槽施工。

4.7 清槽時合格泥漿的輸送補充

在反循環(huán)導(dǎo)管抽漿器抽漿的同時應(yīng)持續(xù)往槽內(nèi)輸送合格泥漿，保證槽內(nèi)的泥漿液面高度。送漿管與回漿管一樣采用鍍鋅鋼管，直徑15 cm，每節(jié)6 m，節(jié)與節(jié)之間由法蘭進行連接；在施工現(xiàn)場每隔18 m設(shè)置一個鋼制三通和蝶閥，方便往槽內(nèi)輸送合格泥漿。回漿管也是在地下連續(xù)墻施工前按照現(xiàn)場布置圖提前布置，方便后續(xù)施工。

4.8 環(huán)保型泥漿箱配置

環(huán)保型泥漿箱組合體，按工程量大小配置，一般按2～7個配置，使得泥漿制作、回收、處理利用所在空間都與自然土體隔絕，防止泥漿滲漏和造成土體污染。

環(huán)保型泥漿箱由鐵板彎折、焊制而成，能夠達(dá)到無污染、少浪費；泥漿箱表面做了防銹處理，基本無損耗、易保養(yǎng)，使用成本低廉；改善了現(xiàn)場施工面貌。

5 效益分析

5.1 經(jīng)濟效益分析

本技術(shù)在實際工程中的應(yīng)用帶來的經(jīng)濟效益：

1）縮短了清槽施工時間，降低了時間成本；

2）廢舊泥漿的循環(huán)利用大大降低了費用成本。

表2是傳統(tǒng)施工方法與應(yīng)用本技術(shù)施工的項目泥漿費用對比。

表2 成本分析

5.2 環(huán)保效益分析

本技術(shù)的應(yīng)用使本應(yīng)廢棄的泥漿回收處理后達(dá)到了新鮮泥漿的各種指標(biāo)，完全滿足地下連續(xù)墻施工的技術(shù)要求，減少了新泥漿制備量，所有泥漿基本全部實現(xiàn)了循環(huán)利用，免去了大量廢棄泥漿外運排放費用，大量降低膨潤土和水的用量，符合節(jié)能減排、綠色環(huán)保等要求。

6 結(jié) 語

本技術(shù)在一定程度上解決了泥漿置換成本較高、清槽施工速度較慢、大塊沉渣不易清除、廢舊泥漿難處理的問題，在節(jié)約成本的同時，保證了泥漿質(zhì)量，該技術(shù)在唐山港京唐港區(qū) 23#～25#泊位碼頭工程中應(yīng)用很成功，泥漿護壁效果好，經(jīng)濟效益、環(huán)保效益均比較顯著，很大程度減少了地連墻板樁碼頭施工中泥漿浪費和污染問題，對地連墻板樁碼頭的發(fā)展起到很好的推動作用，值得推廣應(yīng)用。