鉆孔灌注樁大體量廢棄泥漿快速處理工藝及質量控制研究

齊志QI Zhi；許凌峰XU Ling-feng；吳瑞旭WU Rui-xu；董文輝DONG Wen-hui

（中鐵建工集團有限公司南京分公司，南京 210000）

0 引言

鉆孔灌注樁作為成熟的工藝已廣泛應用于民用建筑工程、市政工程等工程建設中。而由于泥漿護壁的需要[1]，在施工過程中會產生大量的廢棄泥漿。其運輸過程和最終處置均存在環境污染隱患。傳統集中處理廢棄泥漿方法其運輸及選用場地費用較高[2]，增加施工成本，且受雨雪天氣影響和制約。與之相比，板框式壓濾機處理廢棄泥漿方法具有可在工地現場直接處理的優勢[3-7]。其采用一種間歇性固液分離設備，由濾板、濾框排列構成濾室，在輸料泵的壓力作用下，將料液送進各濾室，進而通過過濾介質將固體和液體分離，在施工現場形成了“自生產-自處理-自利用”的廢棄泥漿處理循環系統，不受天氣影響，處理廢棄泥漿速度快，設備占地面積少，緊張工期及用小場地的項目均可使用。其泥漿分離裝置拆卸方便，日常維護簡便，可反復循環使用，經濟效益高。

本文以江寧開發區無線谷科技園工程為案例對該工藝及質量控制措施進行介紹。該項目位于南京市江寧區秣周東路以北、蘇源大道以東，工程樁及圍護結構采用鉆孔灌注樁[8]，樁徑為0.7~1.1m，圍護結構樁長為18.28~20.35m，工程樁樁長為31~37m，總工程量達到104118m，廢棄泥漿工程量達到25 萬方，根據場地移交情況，2020年4 月樁基施工全面開展，由于南京市自6 月份進入梅雨季節，泥漿外運難度極大，對進度和質量也形成嚴重影響。通過采用板框式泥漿壓濾機處理廢棄泥漿工藝，既滿足了現場施工進度要求，又有效避免污染環境、加快進度、保證質量，取得了良好的經濟和社會效益。

1 處理工藝

本工藝所采用的廢棄泥漿處理及循環工藝流程如圖1 所示，具體步驟如下：

圖1 廢棄泥漿處理工藝流程圖

①根據工期要求，統計每日泥漿處理量，配備板框式壓濾機如圖2 所示。

圖2 板框式壓濾機組成圖

②將現場產生的泥漿通過泥漿泵及管道輸送至沉淀池，在沉淀池內通過重力的作用將較大顆粒粒徑碎石、磚塊等沉淀漂浮雜物用格柵進行攔截。經沉淀濾渣后將泥漿匯入儲漿池，被攔截的大顆粒碎石、磚塊可直接進行外運利用。

③此時被過濾過的泥漿含固量很低，需要添加脫水材料（絮凝劑）來增加漿料濃度。將絮凝劑通過螺旋輸送機輸送到攪拌機，通過密閉管道進入均化池，在固液混合器內與回用水按一定比例混合，混合液輸送到攪拌機再通過密閉管道進入均化池。

④攪拌完成后的泥漿在均化池內充分地與絮凝劑反應后，漿料濃度將增大。此時將經過絮凝劑預處理后的泥漿通過輸送裝置傳送到泥漿脫水機的濾帶上，在重力的作用下，絮團之外的自由水自然而然地穿過濾帶濾出，初步地降低了泥漿的含水量。

⑤泥漿在重力脫水后就進入壓榨區域。壓榨區域的濾帶間隙逐漸縮小，開始對泥漿施加擠壓和剪切作用，使泥漿再次脫水。

⑥將再次脫水后的泥漿再經過壓榨輥系的反復擠壓與剪切作用，脫去大量毛細作用水，污泥中的水分逐漸減少，形成污泥濾餅，可直接進行外運利用。

2 質量控制

2.1 沉淀池初沉

項目建筑泥漿含固率在20%以下，含水率90%，有機質含量低（1%~2%），全部通過泥漿泵及管道輸送至沉淀池，在沉淀池內（如圖3 所示）通過重力分選將較大顆粒粒徑碎石、磚塊等沉淀漂浮雜物用格柵進行攔截經沉淀濾渣后流入儲漿池。

圖3 沉淀池構造圖

2.2 確定絮凝劑用量及反應時間

未經處理的原始泥漿其含固量一般都很低，在使用機器進行脫水處理之前必須要利用重力沉降的裝置或其他方式來提高料漿濃度，以降低處理成本。常用的預處理方式通常是將濃縮后的泥漿與高分子的絮凝劑混合，泥漿在絮凝劑作用下，微細顆粒凝聚團狀，并初步沉淀，這是泥漿上機脫水的準備條件。根據“絮凝劑用量-絮凝反應時間”關系曲線，如圖4 所示，試驗后確定絮凝劑用量為0．2%，溶液方式投放，絮凝反應時間為210s。

圖4 絮凝劑用量-絮凝反應時間曲線圖

2.3 添加絮凝劑

藥劑通過自動加料完成調制（如圖5 所示），絮凝劑（粉狀）通過螺旋輸送機（如圖6 所示）輸送到攪拌機，通過密閉管道進入均化池，在固液混合器內與回用水按0.0002∶1 的比例混合，混合液輸送到攪拌機再通過密閉管道進入均化池。泥漿攪拌機將絮凝劑與泥漿攪拌均勻加藥攪拌過程為流水作業，均化池的作用是為泥漿與絮凝劑反應提供場所和反應時間，混合液需要在均化池內反應3~5分鐘。

圖5 添加脫水材料圖

2.4 重力脫水

泥漿輸送進設備后先利用重力進行初步的脫水，將經過絮凝劑預處理后的泥漿通過輸送裝置傳送到泥漿脫水機的濾布上，在重力的作用下，絮團之外的自由水自然而然的穿過濾布濾出如圖7 所示，初步地降低了泥漿的含水量。

圖7 濾布脫水圖

2.5 預壓脫水

泥漿在重力脫水后開始進入壓榨區域，濾帶的間隙逐漸縮小，開始對泥漿施加擠壓和剪切作用，使泥漿再次脫水。此階段后泥漿流動性幾乎完全喪失，從而保證了在正常情況下泥漿在壓榨脫水段不會被擠出。

2.6 壓榨脫水

泥漿經精心設計的壓榨輥系的反復擠壓與剪切作用，脫去大量毛細作用水，污泥中的水分逐漸減少，形成污泥濾餅（如圖8 所示），在重選濾帶分開處，濾餅用卸料刮刀刮下，卸料后濾布經清洗進入下一循環。

圖8 形成泥濾餅圖

3 結語

本工藝通過板框式壓濾機實現了在工地現場直接處理廢棄泥漿，形成了“自生產-自處理-自利用”的泥漿處理循環系統。與傳統的集中處理相比，板框式壓濾機處理廢棄泥漿速度快，設備占地面積少并且拆卸和日常維護簡便。使得廢棄泥漿的處理既提升了效率、節約了經濟成本也取得了良好的環保效果。