新型市政工程泥漿處理設備在地鐵施工的應用

摘要：市政工程中樁基、地下連續墻、盾構施工等產生大量泥漿，現階段市政工程施工泥漿的處理，主要依靠專用槽罐車拉外運，泥漿運輸成本較高，且易偷排亂倒，造成環境污染。本文結合合肥地鐵休寧路站正循環鉆孔灌注樁施工泥漿處理，從新型市政工程泥漿處理系統的工藝流程、處理效果、效益分析等方面著手，分析總結出新型市政工程泥漿處理設備的的諸多優勢及效益。新型市政工程泥漿處理設備的應用，實現泥漿減量化、無害化、資源化和循環利用，取得巨大的經濟效益和社會效益，值得大面積推廣，為市政工程的泥漿處理提供參考。

關鍵詞：市政工程；泥漿處理；環保；效益

引言

在建筑行業蓬勃發展的當今，基礎建設對國民經濟的健康發展起了重要拉動作用，但在市政工程建設中，鉆孔樁基、地下連續墻、盾構施工等不可避免地產生大量泥漿。泥漿是由水、膨潤土顆粒、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孔壁，防止孔壁坍塌，攜帶鉆渣出孔，同時對鉆機、刀頭等設備起到冷卻和潤滑的作用。泥漿在鉆進的過程中，由于鉆渣的不斷進入，其比重、黏度、含沙量、穩定性等發生改變，不能滿足使用要求，就應該進行廢棄處理[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，又難于在短時間內自然沉降。如處理不當，不但影響施工，還對城市市容、基本農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號線休寧路明挖站工程項目。休寧路站北側為220KV高壓走廊，高壓電纜距地面高度為23.2m，距圍護樁水平距離不足3m，為保證高壓電纜安全防護距離（垂直、水平距離不小于6m），高壓線附近的60根樁基采用正循環鉆孔灌注樁施工工藝，樁長為24.5m和24m，樁徑800mm，將產生大量泥漿。

2 傳統泥漿處理方法

目前的泥漿處理方法有傳統的沉淀池自然風干處理、專用槽罐車外運和機械設備凈化處理三種。

采用傳統的沉淀池處理由于其自然風干耗時較長，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，施工環境惡劣，而且可能造成環境污染或水質污染等公害。尤其在市政工程施工中，由于場地的限制，一般不適用于此方法。

現階段市政工程施工泥漿的處理，主要依靠專用槽罐車拉外運。由于泥漿運輸成本較高，其處理價格也受當地現場的干擾和影響而易于波動，同時由于缺乏有效的監督管理程序，一些不法分子為了賺取高額利潤，將外運的泥漿進行偷排亂倒，造成環境污染。

隨著社會文明意識和環保意識的提高，泥漿帶來的污染問題得到人們的重視，機械凈化設備也隨之問世。目前使用的泥漿機械處理設備主要有振動篩、旋流泥漿凈化器、臥式螺旋離心機等。振動篩是利用高頻振動作用將流經篩布上的泥漿中的黏土顆粒分離。振動篩一般設置在處理工藝的最前端，主要用來處理大顆粒固相，無法分離細小顆粒。旋流泥漿凈化器中泥漿會受到旋流器形狀限制而產生高速旋流，在離心力的作用下，比液體密度高的固相會靠向筒壁，而密度相對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場泥漿的循環使用問題，提高了泥漿循環效率，節約了成本，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，需要進一步脫水處理。臥式螺旋離心機的工作原理是利用重量差產生的離心力進行固液分離，所以必須要對處理泥漿進行預處理，絮凝劑價格較高，預處理的使用量也較大，并且可能帶來新的污染。所以臥式離心機的使用成本較高，不利于其現場推廣。泥漿處理方法的對比見表1[2-8]。

3 新型市政工程泥漿處理設備

傳統的泥漿處理機械各有優劣，但深入度和每個方式存在的局限性導致難以推廣運用，現在很多工程項目還是采用泥漿槽罐車排放的處理模式，造成現場環保問題和施工成本居高不下的現狀，無法徹底實現泥漿減量化、無害化、資源化和循環利用。

為了解決上述問題，中鐵四局管理研究院自主研發一種新型市政工程泥漿處理設備，并成功應用于休寧路站正循環鉆孔灌注樁的泥漿處理。

3.1 設備工作流程

新型市政工程泥漿處理設備將旋流泥漿凈化器與壓濾機進行結合，在旋流泥漿凈化器分離后的黏土顆粒利用壓濾機進一步脫水，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，泥餅通過皮帶運輸機輸入至渣土坑，通過渣土車進行外運。同時將常規的沉淀池+泥漿池更改為循環池+廢漿池，廢棄泥漿從廢漿池抽取，經泥漿處理設備處理后得到清水直接輸入循環池。設備工作流程如圖2所示。

3.2現場實施效果及優勢

新型市政工程泥漿處理設備進行運行后，泥漿處理的效果立桿見影，主要有以下幾點。

（1）設備單機泥漿綜合處理能力達到10-12m3/h，處理后的干泥和水可以達到環保要求的排放標準，如圖3所示。泥漿排放占現場產生泥漿量比例由100%下降至25%，水資源重復利用率由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，減少現場輔助設備。

（3）泥漿處理過程全自動進行，只需一人值守，減少現場配合作業人員。

（4）自帶快速接電插頭，采用三相五線制，節約安裝時間，減少安全風險。

（5）模塊化輕量化設計，設備整體尺寸不超過運輸標準，減少現場占地面積。

（6）采用鋼架外框全覆蓋，結構安全穩定，并且利于現場吊裝和車載運輸，美觀大方；同時留出空間設置樓梯和走道、防護欄，便于操作、維修和保養。

4 效益分析

4.1經濟效益分析

量產后1臺新型市政工程泥漿處理設備費用約45w元，設備日處理能力為160m?，設備維護人員工資5w每年，優化后泥漿處理成本為18元/m?，市區泥漿槽罐車外運成本在45元/m?，每1m?差價為27元，1臺新型市政工程泥漿處理設備1年內處理18500m?泥漿即可收回成本，而新型市政工程泥漿處理設備處理能力可達40000m?/年，經濟效益巨大。

4.2 社會效益分析

現場通過使用該新型設備替代傳統方式進行廢棄泥漿處理，達到了現場無泥濘、提高樂文明施工水平，對外也展示樂企業良好的形象，符合“四新”要求。

同時避免了不法分子為了賺取高額利潤，將外運的泥漿進行偷排亂倒，造成的環境污染。杜絕了泥漿對城市市容、基本農田以及地下水等造成污染，具有節約寶貴的水資源的效益。

5 結語

本文結合合肥地鐵休寧路站正循環鉆孔灌注樁施工泥漿處理，從新型市政工程泥漿處理系統的工藝流程、處理效果、效益分析等方面著手，分析總結出新型市政工程泥漿處理設備的的諸多優勢及效益。

新型市政工程泥漿處理設備將泥漿轉化為含水率較低的泥餅和可以重復利用的過濾水，具有自動化、模塊化、環保等優點，徹底實現泥漿減量化、無害化、資源化和循環利用，取得巨大的經濟效益和社會效益，值得大面積推廣，為市政工程的泥漿處理提供參考。

參考文獻

[1]張忠苗.樁基工程[M].北京：中國建筑工業出版社，2007.

[2]房凱，張忠苗，劉興旺等.工程廢棄泥漿污染及其防治措施研究[J]，巖土工程學報，2011，33（S2）：238-241.

[3]何品晶，邵立明，顧國維等.市政淤泥脫水固化技術研究[J].中國市政工程，2000（03）：49-52.

[4]何文鋒，鄧美龍，白晨光等.地鐵車站施工廢棄泥漿處理方法[J].施工技術，2012，41（24）：83-86.

[5]張欽喜，陶韜，王曉杰，翟玉新.鉆孔灌注樁廢棄泥漿處理的試驗研究[J].水利學報，2015，46（S1）：40-45.

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

（作者單位：中鐵四局第四工程有限公司）