淺談泥漿凈化器在地連墻施工中的應(yīng)用

楊發(fā)運(yùn)

摘要：原始的清孔工藝，采用反循環(huán)清孔法。該種方法是將泥漿抽入沉淀池，并經(jīng)過(guò)三級(jí)沉淀，析出廢渣，并用合格泥漿補(bǔ)入槽中。該種方法清孔速度慢，效率低，成本高。抽出的泥漿要經(jīng)過(guò)三次沉淀，最終沉積出的廢渣累積厚，清理難度很大。由于基坑所處的地層淤泥、砂層較厚，且存在工程工期緊迫、環(huán)保要求高、場(chǎng)地狹小等各方因素，傳統(tǒng)的泥漿池沉淀處理工藝難以滿(mǎn)足本工程進(jìn)度和泥漿質(zhì)量方面的要求。本文結(jié)合深圳地鐵7號(hào)珠光站地連墻清孔施工，研究了黑旋風(fēng)ZX-200型泥漿凈化器在珠光站地連墻施工中的應(yīng)用，并結(jié)合實(shí)際采樣測(cè)試結(jié)果分析對(duì)比了泥漿凈化器的清孔效果，認(rèn)為是一種經(jīng)濟(jì)、有效的施工方式。

關(guān)鍵詞：地連墻施工；清孔；泥漿凈化器

中圖分類(lèi)號(hào)：B819文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1.泥漿凈化器的技術(shù)參數(shù)及工作原理

在深圳地鐵7號(hào)線7301-1標(biāo)段施工中，我項(xiàng)目特引進(jìn)了黑旋風(fēng)工程機(jī)械開(kāi)發(fā)有限公司生產(chǎn)的ZX-200型泥漿凈化器，如圖1所示。該裝置主要適用于現(xiàn)代基礎(chǔ)工程施工中采取泥漿固壁、循環(huán)鉆進(jìn)工藝的大口徑樁基及地下連續(xù)墻工程。該設(shè)備能夠?qū)⒛酀{充分凈化，有利于控制泥漿的性能指標(biāo)，提高造孔質(zhì)量；同時(shí)對(duì)土碴的有效分離，有利于提高造孔工效；泥漿的閉路循環(huán)方式及較低的碴料含水率有利于減少環(huán)境污染。

1.1 ZX-200型泥漿凈化器技術(shù)參數(shù)

ZX-200型泥漿凈化器是振動(dòng)篩、渣漿泵系統(tǒng)和旋流器組成,對(duì)旋流除砂器的進(jìn)口流速、排砂嘴的直徑以及振動(dòng)篩的頻率都有嚴(yán)格的要求。設(shè)備的技術(shù)參數(shù)為:

1、最大泥漿處理量達(dá)到200m3/h；

2、凈化除砂的分離粒度d50=0.060㎜；

3、碴料篩分能力25-80t/h?？筛鶕?jù)造孔機(jī)具進(jìn)尺的不同而調(diào)整；

4、篩分出的碴料最大含水率小于30%；

5、達(dá)到最大凈化除砂效率時(shí)泥漿的最大比重小于1.2g/cm3，馬氏漏斗粘度40s以下（蘇氏漏斗30s以下），固相含量小于30%；

6、能處理污漿的最大比重小于1.4g/㎝3；

7、裝機(jī)總功率：48kW；

8、設(shè)備外形尺寸(長(zhǎng)×寬×高)：3.54m×2.25m×2.8m；

9、整機(jī)重量：4800（5000）㎏。

1.2 ZX-200型泥漿凈化器工作原理

反循環(huán)砂石泵由孔底抽吸出來(lái)的泥漿通過(guò)總進(jìn)漿管輸送到泥漿凈化裝置的粗篩，經(jīng)過(guò)其振動(dòng)篩選將粒徑在3㎜以上的渣料分離出來(lái)。經(jīng)過(guò)粗篩篩選的泥漿進(jìn)入泥漿凈化裝置的儲(chǔ)漿槽，由泥漿凈化裝置的渣漿泵從槽內(nèi)抽吸泥漿，在泵的出口具有一定儲(chǔ)能的泥漿沿輸漿軟管從水力旋流器進(jìn)漿口切向射入，通過(guò)水力旋流器分選，粒徑微細(xì)的泥砂由旋流器下端的沉砂嘴排出落入細(xì)篩。經(jīng)細(xì)篩脫水篩選后，較干燥的細(xì)碴料分離出來(lái)，經(jīng)過(guò)細(xì)篩篩選的泥漿再次返回儲(chǔ)漿槽內(nèi)。處理后的干凈泥漿從旋流器溢流管進(jìn)入中儲(chǔ)箱，然后沿總出漿管輸送回孔。

在泥漿循環(huán)過(guò)程中，由中儲(chǔ)箱與儲(chǔ)漿槽之間的一個(gè)液位浮標(biāo)保持泥漿凈化裝置儲(chǔ)漿槽內(nèi)的液面高度恒定。一旦儲(chǔ)漿槽內(nèi)輸出的漿量大于供給的，那么液位浮標(biāo)將隨液面的下降而下落，此時(shí)中儲(chǔ)箱的泥漿就通過(guò)開(kāi)啟的補(bǔ)漿管轉(zhuǎn)送到儲(chǔ)漿槽內(nèi)，液面因此上升而恢復(fù)原狀，液位浮標(biāo)也隨之上升并封住中儲(chǔ)箱補(bǔ)漿管；如果供給漿量大于輸出的，儲(chǔ)漿槽的溢流管將會(huì)溢流以防止儲(chǔ)漿槽漫漿。當(dāng)要求更高質(zhì)量的泥漿時(shí)，可通過(guò)減少總進(jìn)漿量，重復(fù)旋流器中的泥漿分選過(guò)程以達(dá)到目的。

2.泥漿凈化器應(yīng)用效果

2.1工程背景

深圳地鐵7號(hào)線珠光站位于龍珠大道與龍珠二路交叉口處，沿龍珠大道東西方向布置。其圍護(hù)結(jié)構(gòu)地連墻地質(zhì)從上至下分別為素填土及粉質(zhì)粘性(5.6～11.6m)，粉砂及中砂(平均厚5.5m)，淤泥質(zhì)粘性土(3.5～7.5m)，全分化及強(qiáng)分化花崗巖(平均厚5m)，局部地段有中分化花崗巖，主要分布在右線大里程端范圍內(nèi)，平均厚3.5m。為驗(yàn)證泥漿凈化器的使用效果，特選取珠光站W(wǎng)58、W59、W60、W61、W62和W63幅連續(xù)墻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比。

2.1.1 泥漿含沙量對(duì)比

在鉆孔施工期間,對(duì)返出孔口的泥漿含砂量、經(jīng)泥漿凈化器凈化后的泥漿含砂量做了仔細(xì)測(cè)試。經(jīng)統(tǒng)計(jì)可以看出,泥漿經(jīng)過(guò)凈化后,泥漿中的含砂量明顯降低,泥漿含砂量在2.2%左右,泥漿凈化器的除砂率達(dá)到了55%以上,詳見(jiàn)表1。

表1 珠光站泥漿凈化前后含沙量對(duì)比表

地連墻編號(hào) 泥漿凈化前、后含沙量/% 除沙率

1 2 3 4 平均

W56 凈化前 5.10 5.60 5.20 4.90 5.20 56.7%

凈化后 2.10 2.20 2.70 2.00 2.25

W57 凈化前 5.60 5.60 5.30 4.80 5.33 56.3%

凈化后 2.40 2.30 2.00 2.60 2.33

W58 凈化前 5.10 5.50 4.80 4.90 5.20 55.8%

凈化后 2.10 2.30 2.70 2.10 2.30

2.2.2清孔效率對(duì)比

通過(guò)對(duì)我站使用過(guò)泥漿凈化器和未使用泥漿凈化器的清孔泥漿比重進(jìn)行統(tǒng)計(jì),可以看出,使用泥漿凈化器進(jìn)行清孔12h，泥漿比重達(dá)到合格；而未使用泥漿凈化器需清孔30h，泥漿比重才達(dá)到合格，效率提高了60%。詳見(jiàn)表2、表3。

表2 珠光站使用泥漿凈化器清孔情況

地連墻編號(hào) 孔槽內(nèi)泥漿比重 泥漿情況

清孔前 清孔2h 清孔4h 清孔6h 清孔8h 清孔10h 清孔12h

W58 1.56 1.49 1.42 1.35 1.29 1.19 1.07 合格

W59 1.60 1.50 1.43 1.37 1.29 1.17 1.06 合格

W60 1.58 1.48 1.40 1.36 1.27 1.17 1.09 合格

表3 珠光站未使用泥漿凈化器清孔情況

地連墻編號(hào) 孔槽內(nèi)泥漿比重 泥漿情況

清孔前 清孔6h 清孔10h 清孔16h 清孔20h 清孔24h 清孔30h

W61 1.57 1.51 1.49 1.35 1.25 1.18 1.07 合格

W62 1.63 1.57 1.50 1.35 1.26 1.19 1.05 合格

W63 1.55 1.51 1.47 1.32 1.28 1.18 1.04 合格

2.2.3經(jīng)濟(jì)效益分析

泥漿凈化器的使用目的是為了降低泥漿中的渣土含量,保持泥漿的優(yōu)質(zhì)性能,減少?gòu)U漿的排放。對(duì)于排放出來(lái)的沉渣裝放成袋，可以用來(lái)代替沙袋，用于地下連續(xù)墻接口處的封堵。從而使得沉渣得以回收利用，不僅取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，更加有利于環(huán)境保護(hù)。

3.泥漿凈化器應(yīng)用結(jié)論

ZX-200型泥漿凈化器經(jīng)在深圳地鐵7號(hào)線7301-1標(biāo)段珠光站的應(yīng)用，取得了理想的除砂效果并帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)對(duì)使用效果的綜合分析，可以得出以下結(jié)論。

1.除砂效率高，泥漿質(zhì)量好。傳統(tǒng)的泥漿池沉淀方法，只能保證沉淀處理后的泥漿中粒徑大于 0.1mm的砂礫含量不超過(guò)6%的效果。而使用泥漿凈化器后，可保證含砂率一般不超過(guò)4％的效果，從而有效保證了泥漿的良好質(zhì)量。

2.有利于施工現(xiàn)場(chǎng)文明施工。眾所周知，泥漿施工一向是影響施工工程文明施工效果的重大環(huán)節(jié)，泥漿凈化器對(duì)提高工程文明施工的效果是非常明顯的。

3.該型號(hào)泥漿凈化器便于移動(dòng)，使用方便，不受空間和場(chǎng)地的限制。

4.泥渣處理更為方便。使用泥漿處理設(shè)備，處理后的泥渣可收集成袋，用作地連墻的封堵。不需采用挖掘設(shè)備淘渣，不但不會(huì)因淘渣而影響泥漿池內(nèi)泥漿的質(zhì)量，而且排渣連續(xù)、不受時(shí)間限制，更符合施工現(xiàn)場(chǎng)文明施工的要求，有助于工程施工高質(zhì)、高效、經(jīng)濟(jì)、文明地進(jìn)行。

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