泥浆分离施工技术探索范文
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摘 要：建筑泥浆的处理问题一直困扰着建筑施工行业，目前主流的处理方式有泥浆外运、施工场地内自然晾干和泥浆分离器处理并回收利用。该文对泥浆分离器的处理方式、工作原理、工艺流程及我公司施工项目中泥浆分离器的使用情况，对泥浆分离器项目做分析。
关键词：泥浆分离；绿色环保；技术研究
由于中国经济的持续健康发展，高层及超高层建筑、高铁、高速公路、地铁等工程建设项目增多，由于建筑使用年限与建筑抗震等级等诸多要求，导致很多工程建设项目基础需要进行桩基施工，那么就会不可避免地产生大量的施工泥浆，由此产生如何处理泥浆的问题。建筑泥浆是微小的黏土颗粒分散在水中后并与水混合而形成的半胶体悬浮液，其在很长的一段时间里呈现静置状态且难以分层。建筑打桩（桩基）技术是非开挖方式中的前沿技术，这种技术的应用受泥浆处理系统影响，同时作为泥水打桩（桩基）主要系统之一，其直接影响施工的进度和质量，但是泥浆处理系统在实际运用中面临许多问题，其中最重要的问题是泥浆的处理以及合理应用。
1 泥浆处理方式
1.1 传统的泥浆处理方式
1.1.1 泥浆外运
泥浆外运是指将泥浆运输至施工场地以外的指定地点丢弃或者偷排入河入海。在运输过程中，经常会出现“滴、洒、漏”等问题，同时还需要占用大量的土地；泥浆偷排入河、海会造成水质污染和河道淤塞等环境问题；而泥浆外运产生的费用高、效率低，很容易造成施工现场拥挤，槽罐车运输受限，进而耽误施工的进度。
1.1.2 自然晾干
自然晾干是指将泥浆放置于施工现场通过长时间的太阳晾晒使其达到可直接外运的状态，但该方式需要同时占用大面积施工场地，影响施工工作的开展，造成施工环境恶劣，甚至威胁施工人员安全，且由于废泥浆成分复杂，含有重金属等有害物质，使用自然晾干的处理方式存在二次污染的隐患。
1.2 一体化泥浆处理方式
泥浆一体化处理是通过使用一体化泥浆分离器将泥浆浓缩使其干化脱水形成泥饼，再使用土方车将其外运的方式。该种处理方式能够将泥浆的处理难度得到彻底解决，包括也可以处理掉后续的环境污染等一系列的问题；同时使资源的回收率大大提升，最大效率地提高资源的再次利用，同时也可将资源回收产生的效益补偿到运行与循环中，减轻施工企业的负担；泥浆一体化处理作业连贯性高、处理效率高、自动化水平高，减少了成本，省去中间周折的多余费用，并且利于对周围环境的保护。
2 泥浆分离器工作原理
2.1 泥浆分离器工作原理
泥浆分离机的工作原理，主要包括4个处理或者处置阶段。第一阶段为泥浆浓缩，主要是为了使泥浆能够初步实现减容，进而缩小后续处理构筑物的容积或设备容量；第二阶段为泥浆消化，目的是使泥浆有机物可以得到有效地分解；第三阶段为泥浆脱水，该阶段是为了让泥浆进一步实现减容；第四阶段为泥浆处置，消纳剩余泥浆使之达到泥浆处理的最终目的［1］。
2.2 泥浆分离器性能指标
泥水分离器主要有泥浆回收率、泥浆成饼率、泥饼含水率3个性能指标。其中，泥浆回收率指脱水后的泥浆固体总量与脱水前泥浆的固体总量的百分比，泥浆的回收率要求在95％～96％之间，回收率越高，说明滤液越澄清，其掺杂的颗粒也会越少。泥浆成饼率是指泥浆经过处理后形成的泥饼面积占全部出泥滤布面积的百分比。泥浆压滤机对泥浆处理后，成饼标准在90％以上就算是处理效果比较好的，越高的成饼率，表示泥浆脱水越均匀。泥饼含水率的高低与泥浆脱水的程度相关。如果含水率越低，就表示脱水效果越好，形成泥浆泥饼就越干。一般来说，经普通的泥浆压滤机处理后的泥饼的含水率最低能达到70％～80％左右［2］。
3 泥浆分离器施工工艺流程及操作要点
3.1 施工工艺流程
设备进场→制作泥浆收集池，制作收水池→设备安装→调试设备→竖流式泥浆沉淀罐初步沉淀脱水→压滤机最终固化出→土方运输。
3.2 操作要点
设备进场：施工现场需要预留出设备堆放的场地，并对设备场地进行混凝土硬化处理。设备进场的工作不仅关系到设备在施工建设中的有效应用，也是施工现场环境稳定性以及良好环保效果的重要环节。在设备进场时，不仅需要管理人员提前为不同类型的设备规划出科学的放置场地，更需要管理人员和技术人员协同对设备的应用参数以及运行状态进行全面的分析和掌握，避免设备在投入应用前存在故障或问题，影响其在应用中的作用。制作泥浆收集池：在施工现场，需要建立桩基泥浆的收集池以及收水池；当制作泥浆收集池时，需要在桩基钻孔灌注桩施工现场与泥浆固化设备25m以内制作泥浆；当制作收水池时，需要在泥浆固化设备20m以内制作，其目的是用于泥浆固化脱水后来收集水；需注意，泥浆收集池中所收集的废弃泥浆与桩基钻孔灌注桩施工中的废弃泥浆比重为1.15～1.25。泥浆收集池的制作整体环节完成后，管理人员和技术人员还应当针对这部分结构的制作质量和效果进行检验和分析，确保收集池的建设质量符合工程项目建设的实际要求。并且对收集池的规格以及不同施工环节执行操作时，需要严格观察收集池内的空间规划，确保制作泥浆收集池环节的各项工作都能顺利完成。设备安装：基于不同类型设备在实际应用中的专业性要求，设备安装环节的工作也应当在前期注重质量水平和规范性效果。在本文探讨的背景下，设备安装工作中涉及到的主要设备是压滤机设备，在设备安装的方式方法选择上，这类设备的实际安装通常会选择吊装的操作方式，技术人员应当考虑这种操作方式的安全性。首先在施工中做好自我防护，并且严格按照吊装操作的规范性流程和要求完成设备的吊装，确保设备在进一步应用中充分发挥出其作用。在具体的安装操作过程中，需要技术人员将压滤机设备吊装到操作平台，安装竖流式泥浆沉淀罐，将压力泵与竖流式泥浆沉淀罐和压滤机进行连接，安装加药机，泥浆收集池安装泥浆泵与竖流式泥浆沉淀罐连接，那么压滤机操作平台就安装完成了。调试设备：设备调试是设备正式投入应用前所必经的工作环节。科学的设备调试不仅是为了保证设备在应用前的参数达到该设备正常状态下的水平质量，更是为了通过调试使得设备更适应于施工操作。对于施工人员来说，其不仅要掌握施工操作环节中的技术，更应当重视设备调试环节的工作，明确设备调试与设备应用之间的紧密关系，并对设备调试的实际效果加强检验和观察。在泥浆分离施工建设的环节中，设备调试工作的侧重点应当集中在对淤泥质泥浆的加药比例进行调试，同时还要针对设备本身的运行参数加强观察和分析，一旦发现设备参数出现问题，需要立即停止施工操作流程的推进，检验问题的引发原因，并进一步采取措施进行排除处理。进行试运行调试淤泥质泥浆加药比例时，需要时刻观察泥浆竖流式沉淀灌内泥浆沉淀速率，以及要查看调试压滤机滤布空隙对固化泥浆出土的情况是否符合现场的要求［3］。竖流式泥浆沉淀罐初步沉淀脱水：通过泥浆泵将泥浆收集池中的废料泥浆抽入竖流式泥浆沉淀罐内，同时为了实现初步脱水沉淀固化，可以在竖流式泥浆沉淀罐中加入絮凝剂和石灰，使其中的淤泥质泥浆达到脱水分离，而添加的絮凝剂（丙烯酰胺等）和石灰的比例应为1∶10。该步骤的目的是使泥浆絮凝抱团，使泥浆与水分离，加速泥浆的沉淀，而之后压力泵可以将竖流式泥浆沉淀罐内的泥浆输送到压缩过滤机内，并最终形成固化。压滤机最终固化出：每40min可以完成一次固化出土，而总的固化出土量与钻孔灌注桩浇筑混凝土量成1∶1。相关技术人员应当把握好固化出土的时间间隔，安排专人对固化出土的操作环节进行严格控制，避免由于未及时进行固化出土操作，影响工程实施的质量（见图4）。土方运输：可以利用挖掘机将泥浆固化产出的土，装车运输至施工现场外土场（见图5）。
4 工程应用实例
4.1 工程概况
上海力波啤酒厂转型项目，位于上海市闵行区红梅南路与益梅路交汇处，总建筑面积81012.49m2，地上建筑面积32642.75m2，地下建筑面积48369.74m2；地上总共27栋楼4～22层的钢结构办公楼和3栋19层的PC结构长租房组成，其中有2层地下室（见图6）。本工程二三期地下二层灌注桩一共有952根（包含提前试桩的19根，Ø700mm桩15根，Ø600mm桩4根），一共有12种类型桩。二三期地下一层灌注桩一共有666根（包含提前试桩的6根Ø600mm桩），一共有8种类型桩，且直径均为Ø600mm桩。四期灌注桩一共有595根（里面包含施工前试桩的27根桩），一共有15种类型桩，地下车库灌注桩直径均为Ø600mm桩，28＃楼、29＃楼、30＃楼灌注桩直径均为Ø700mm桩。
4.2 效益分析
以力波啤酒厂转型项目为例，进行效益分析：项目总产生泥浆量为27500m3，其中泥浆外运价格为192元／m3，土方外运价格为105元／m3，泥浆处理器处理费用为20元／m3，因此所产生效益：（192－105－20）×27500＝184.25万元。
5 结语
污染治理及环保已升至国家战略。在大力发展基建设施的同时，必须对施工过程中产生的有害废弃物进行妥善处理，不能对环境造成污染，因此，优化泥水分离新技术已经成为现在的发展趋势，而采用泥浆分离器对桩基施工产生淤泥质土泥浆进行固化成土后外运，彻底解决了泥浆外运的费用高、效率低等一系列问题，也减少了环境的污染。
作者：刘航飞 凌礼贤 林国潮 徐志林 单位：中国建筑第七工程局有限公司