摘要：結(jié)合工程實(shí)例，介紹泥漿處理系統(tǒng)的工作原理及工藝流程，闡述其在建筑打樁（樁基）施工中的應(yīng)用及實(shí)施效果。通過(guò)一系列不同類(lèi)型的絮凝劑的試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)高分子量的HPAM 對(duì)樁基工程泥漿水的脫水最有效。對(duì)真空吸濾、壓濾和泥水分離-臥螺離心機(jī)三種泥漿分離工藝進(jìn)行了比較試驗(yàn), 在泥漿脫水分離工藝的選擇上,我們進(jìn)行了3 種分離工藝實(shí)驗(yàn):真空吸濾法、壓濾法、泥漿分離機(jī)。通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):吸濾法效果差,原因是泥漿沉降在下層,抽真空時(shí),泥層變得較密實(shí),水難吸濾出。壓濾法效果尚可但考慮如用到現(xiàn)場(chǎng)需配置壓濾機(jī),但這種泥漿水含泥量很高, 壓濾機(jī)過(guò)濾網(wǎng)極易堵塞，不適于使用壓濾機(jī),所以也很難用于施工現(xiàn)場(chǎng)。泥漿分離機(jī)的處理效果比上述兩種方法好得多，我認(rèn)為化學(xué)絮凝與泥漿分離機(jī)相結(jié)合的處理工藝在樁基工程施工現(xiàn)場(chǎng)具有較好效果。供類(lèi)似工程借鑒。
建筑打樁（樁基）技術(shù)是非開(kāi)挖方式中的前沿技術(shù),作為泥水打樁（樁基）主要系統(tǒng)之一的泥漿處理系統(tǒng)直接影響施工進(jìn)度、質(zhì)量，這種技術(shù)的應(yīng)用，面臨的突出問(wèn)題之一就是泥漿的處理和合理應(yīng)用。石油管道局西氣東輸工程(九江段)采用兩臺(tái)旋挖鉆機(jī)，排出的碴漿量達(dá)100 m3/h，而且地質(zhì)條件復(fù)雜，有穩(wěn)定性差的淤泥和淤泥質(zhì)沙層，有地下水豐富的中粗砂層，有整體性較好，強(qiáng)度較高的微風(fēng)化沉積巖，也有巖體堅(jiān)硬破碎、含高承壓水的斷層破碎帶。為此，要求泥水處理設(shè)備具有良好的地層適應(yīng)性。為解決這一難題，此工程采用了用泥漿分離機(jī)處理技術(shù)后，有效地對(duì)土碴進(jìn)行分離，利于控制泥漿指標(biāo)，利于泥漿的重復(fù)使用，有利于提高工程質(zhì)量，同時(shí)節(jié)約造漿材料，降低施工成本。此泥漿處理技術(shù)能取得較低的碴料含水率有利于減少環(huán)境污染。
1 總體思路
將打樁（樁基）施工中的土砂形成的泥水輸出，經(jīng)泥水處理系統(tǒng)分離成土砂和可循環(huán)利用的泥漿，以土砂的形式用汽車(chē)運(yùn)走。
2 技術(shù)方案
2.1 旋挖鉆機(jī)對(duì)泥漿處理系統(tǒng)的要求
2.1.1 對(duì)泥漿處理系統(tǒng)能力的要求，旋挖鉆直徑：Φ580 mm一環(huán)長(zhǎng)度：15mm ;進(jìn)速度：100～250mm/min, 旋挖鉆機(jī)對(duì)泥漿的需求量：0.5 m3/min;臺(tái)旋挖鉆機(jī)排漿量：1.0 m3/min （以最大排漿量計(jì)算）每臺(tái)旋挖鉆掘進(jìn)各一環(huán)的最大排漿量：1.0 m3/min×60 min =60 m3
2.1.2 對(duì)泥漿指標(biāo)(處理結(jié)果)的要求為了維護(hù)泥漿泵的性能，降低磨耗，減少配管的阻力，作為送漿用的泥漿，其基本特性如下：
液體比重：1.10～1.25；黏度:漏斗粘性 16～30；含砂率：5%以下。
2.1.3 對(duì)可靠度的要求泥漿處理系統(tǒng)是旋挖鉆正常掘進(jìn)的重要保障，處理系統(tǒng)必須在旋挖鉆施工中萬(wàn)無(wú)一失，做到百分之百的可靠。本處理系統(tǒng)的可靠性主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面：（1）整體設(shè)計(jì)的可靠性，即對(duì)渣漿處理的及時(shí)性、漿液質(zhì)量的適應(yīng)性；（2）處理能力的富裕配置，包括設(shè)備整機(jī)和組配設(shè)備的備用功能；（3）設(shè)備本身的性能、質(zhì)量、使用壽命等的可靠性；（4）通過(guò)管路系統(tǒng)及閥組對(duì)各組設(shè)備進(jìn)行切換，互為備用。
2.1.4 控制系統(tǒng)的整合泥水在旋挖鉆機(jī)至泥水處理系統(tǒng)之間的循環(huán)是由泥水輸送系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，旋挖鉆機(jī)開(kāi)挖出來(lái)的土砂進(jìn)入儲(chǔ)漿池，經(jīng)攪拌后的高密度泥水由泥水泵泵送至泥水處理系統(tǒng)，在泥水處理場(chǎng)進(jìn)行處理，分離后的泥水經(jīng)調(diào)整密度，粘度等指標(biāo)后再泵回開(kāi)挖面，如此循環(huán)。
2.2 泥漿處理系統(tǒng)的工作原理
泥漿處理系統(tǒng)由泥漿進(jìn)料系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、除砂凈化系統(tǒng)、泥漿分離機(jī)、排渣系統(tǒng)，回收泥漿槽和調(diào)配泥漿槽組成。打樁（樁基）施工時(shí)可根據(jù)環(huán)境系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選配泵送系統(tǒng)，保證泥漿的合理流量及壓力輸送至除渣凈化分離系統(tǒng)內(nèi)，經(jīng)除砂分離及脫水后清除大部分砂質(zhì)顆粒，當(dāng)旋挖鉆機(jī)在砂礫石層或中砂層掘進(jìn)時(shí)，泥漿經(jīng)除砂凈化系統(tǒng)后已滿(mǎn)足要求。這時(shí)可轉(zhuǎn)換出漿口閥門(mén)，凈化后泥漿可直接進(jìn)入回收泥漿槽，由制漿系統(tǒng)的高速制漿機(jī)在調(diào)配泥漿槽內(nèi)適時(shí)調(diào)漿后泵送回旋挖鉆機(jī)。當(dāng)旋挖鉆機(jī)在粉土、粉砂層掘進(jìn)時(shí)，除砂凈化系統(tǒng)不足以將泥漿比重及含砂量降至合理范圍內(nèi)時(shí)，可轉(zhuǎn)換加藥閥門(mén)使用藥液除砂凈化系統(tǒng)?？蓪⒛酀{中的砂質(zhì)清除，除砂后的泥漿由出漿口自流進(jìn)入調(diào)整槽，經(jīng)調(diào)漿后泵送回井下。
2.3 泥水處理系統(tǒng)
2.3.1 系統(tǒng)的建立為了達(dá)到兩臺(tái)旋挖鉆機(jī)所需的穩(wěn)定泥漿指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)泥水分離的理想效果，根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造及粒徑比例分布和單位時(shí)間內(nèi)的處理量，設(shè)計(jì)本系統(tǒng)。本系統(tǒng)由兩用一備三臺(tái)泥漿分離機(jī)凈化系統(tǒng)，一套加藥系統(tǒng)等組成。
2.3.2 泥漿處理工藝流程泥漿處理工藝流程圖(見(jiàn)附圖)。 
旋挖鉆機(jī)掘進(jìn)后由排泥管排出的泥渣經(jīng)過(guò)處理設(shè)備進(jìn)行凈化處理，若處理后的泥水含砂率滿(mǎn)足要求，則可以直接排入沉淀槽進(jìn)行溢流沉淀，否則經(jīng)加藥系統(tǒng)處理設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步處理，然后再排入沉淀槽進(jìn)行溢流沉淀。經(jīng)過(guò)處理和加藥處理篩選出來(lái)的碴土運(yùn)送到指定的棄碴場(chǎng)堆放。泥漿溢流進(jìn)入調(diào)整槽后，若泥漿量過(guò)剩則可以將泥漿排進(jìn)棄漿池儲(chǔ)存起來(lái)，泥漿量超出棄漿池容量時(shí)泵送到附近的運(yùn)輸載體上運(yùn)送到棄漿場(chǎng)；若泥漿量不能滿(mǎn)足需求量時(shí)，則可以用抽漿機(jī)進(jìn)行人工造漿進(jìn)行補(bǔ)漿。當(dāng)調(diào)整槽的泥漿濃度滿(mǎn)足要求時(shí)要以直接由送漿泵泵送到旋挖鉆機(jī)；若泥漿濃度太濃就加清水進(jìn)行稀釋?zhuān)蝗裟酀{濃度太低，則制漿進(jìn)行調(diào)節(jié)加大泥漿濃度后泵送到旋挖鉆機(jī)。
2.3.3 處理設(shè)備的備用和安全性保障
（1）設(shè)備配置的備用性。根據(jù)排泥流量，先用排泥設(shè)備進(jìn)行處理，再排入沉淀槽進(jìn)行溢流的工藝流程。此時(shí)每臺(tái)旋挖鉆機(jī)排出泥漿所需的處理設(shè)備的能力為60 m3/h。此工程選用三臺(tái)泥漿分離機(jī)，其中每臺(tái)旋挖鉆機(jī)配套一臺(tái)泥漿分離機(jī)可以滿(mǎn)足處理要求，剩余一套泥漿分離機(jī)備用，而且設(shè)備間可以通過(guò)管路切換互為備用，這樣設(shè)備儲(chǔ)備能力大大增強(qiáng)；由于有三臺(tái)泥漿分離機(jī)工作，三臺(tái)泥漿分離機(jī)同時(shí)發(fā)生故障的機(jī)率非常小，況且棄漿池存有大量的滿(mǎn)足旋挖鉆機(jī)要求的泥漿,在經(jīng)過(guò)沉淀槽溢流沉淀后也可以輸送出大量符合送漿要求的泥漿，即使在最不利的情況下即三臺(tái)泥漿分離機(jī)都不能運(yùn)行時(shí)也可以保證盾構(gòu)機(jī)正常掘進(jìn)約二環(huán)，也可以給設(shè)備的搶修充裕的時(shí)間。所以，此備案也能保證施工的正常進(jìn)行，不會(huì)延誤工期。
（2）系統(tǒng)的安全性整機(jī)處理碴漿能力大，達(dá)到100 m3/h；凈化除砂率高，可達(dá)95%以上。操作簡(jiǎn)單的泥漿分離機(jī)處理系統(tǒng)故障率低、安裝、使用及維護(hù)方便，使用效果好，分離效率高，可適應(yīng)于各種打樁（樁基）施工中在不同地層的施工過(guò)程。具有結(jié)構(gòu)先進(jìn)、通用化程度高、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠及拆裝維修方便等優(yōu)點(diǎn)；可保證設(shè)備的長(zhǎng)期正常運(yùn)轉(zhuǎn)。電氣控制采用了變頻啟動(dòng)控制系統(tǒng)（可用PLC實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制），接線簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，維護(hù)、維修方便。
3 實(shí)施效果
（1）完全滿(mǎn)足旋挖鉆機(jī)正常的掘進(jìn)能力，提高了生產(chǎn)效率。
（2）處理后的泥漿質(zhì)量高，含砂率＜5％。
（3）由于經(jīng)過(guò)處理后土砂的含水率低于30％，排放量大大減少，運(yùn)輸方便，避免因泥漿排放問(wèn)題造成環(huán)境污染，利于環(huán)保。
據(jù)了解, 該工程原先用槽罐車(chē)運(yùn)送泥漿水,每立方至少20 元,采用了泥漿分離機(jī)處理技術(shù)后，有效地對(duì)土碴進(jìn)行分離,初步估算可降低處理費(fèi)用40 %以上。采用泥漿分離機(jī)處理技術(shù)用于現(xiàn)場(chǎng)泥漿水處理,從根本上取代目前原始落后的處理方式,提高處理效率,降低處理費(fèi)用,保護(hù)城市環(huán)境,做到現(xiàn)場(chǎng)文明施工。我們擬進(jìn)一步采用復(fù)合型絮凝劑,提高泥漿的脫水率以提高處理效率和降低費(fèi)用。率因素高、能耗低、節(jié)能效果顯著。運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低，有利于改善工作環(huán)境。
