泥漿凈化器ZX—200在徐州地鐵地連墻施工中的應用

梁寒山

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，并經過三級沉淀，析出廢渣，并用合格泥漿補入槽中。該種方法清孔速度慢，效率低，成本高。抽出的泥漿要經過三次沉淀，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巖層較硬、局部含砂率較大，且存在工程工期緊迫、環(huán)保要求高、場地狹小等各方因素，傳統(tǒng)的泥漿池沉淀處理工藝難以滿足本工程進度和泥漿質量方面的要求。本文結合徐州市城市軌道交通1號線學院東路站地連墻清孔施工，研究了黑旋風ZX-200型泥漿凈化器在學院東路站地連墻施工中的應用，并結合實際采樣測試結果分析對比了泥漿凈化器的清孔效果，認為是一種經濟、有效的施工方式。

關鍵詞：地連墻施工；清孔；泥漿凈化器

隨著我國城市軌道交通的快速發(fā)展及其施工要求標準的提高，車站基坑開挖深度較深，一般達到16m以上，深的達到30m左右。為確保車站基坑開挖圍護支撐體系安全穩(wěn)定，大部分圍護結構采用地連墻+內支撐體系。本文以徐州市城市軌道交通1號線一期工程土建施工07標段學院東路站為例，其圍護結構采用800mm厚地連墻+鋼筋混凝土支撐、鋼支撐圍護體系，明挖順作法施工。地連墻共計101幅，分A（17幅）、B（52幅）、C（18幅）、D（3幅）、E（11幅）型四種墻。地連墻接頭形式采用H型鋼剛性接頭，地連墻混凝土強度設計等級為C35（水下），主筋保護層厚度70mm；鋼筋采用HRB400。

根據(jù)工程地質和水文情況并結合周邊環(huán)境狀況，經過經濟技術比選，本站地連墻墻底入巖3～6m，基坑分段及地連墻設計參數(shù)詳見下表：

1.ZX-200型泥漿凈化器的技術參數(shù)及工作原理

在徐州地鐵1號線土建07標段施工中，該項目特引進了黑旋風工程機械開發(fā)有限公司生產的ZX-200型泥漿凈化器。如右圖左側所示，該裝置主要適用于現(xiàn)代基礎工程施工中采取泥漿固壁、循環(huán)鉆進工藝的大口徑樁基及地下連續(xù)墻工程。該設備能夠將泥漿充分凈化，有利于控制泥漿的性能指標，提高成孔質量；同時對土碴的有效分離，有利于提高成孔工效；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型泥漿凈化器技術參數(shù)

ZX-200型泥漿凈化器是由振動篩、渣漿泵系統(tǒng)和旋流器組成，對旋流除砂器的進口流速、排砂嘴的直徑以及振動篩的頻率都有嚴格的要求。設備的技術參數(shù)為：

（1）最大泥漿處理量達到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。可根據(jù)造孔機具進尺的不同而調整；

（4）篩分出的碴料最大含水率小于30%；

（5）達到最大凈化除砂效率時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/cm3；

（7）裝機總功率：48kW；

（8）設備外形尺寸（長×寬×高）：3.54m×2.25m×2.8m；

（9）整機重量：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的泥漿通過總進漿管輸送到泥漿凈化裝置的粗篩，經過其振動篩選將粒徑在3㎜以上的渣料分離出來。經過粗篩篩選的泥漿進入泥漿凈化裝置的儲漿槽，由泥漿凈化裝置的渣漿泵從槽內抽吸泥漿，在泵的出口具有一定儲能的泥漿沿輸漿軟管從水力旋流器進漿口切向射入，通過水力旋流器分選，粒徑微細的泥砂由旋流器下端的沉砂嘴排出落入細篩。經細篩脫水篩選后，較干燥的細碴料分離出來，經過細篩篩選的泥漿再次返回儲漿槽內。處理后的干凈泥漿從旋流器溢流管進入中儲箱，然后沿總出漿管輸送回孔。

在泥漿循環(huán)過程中，由中儲箱與儲漿槽之間的一個液位浮標保持泥漿凈化裝置儲漿槽內的液面高度恒定。一旦儲漿槽內輸出的漿量大于供給的，那么液位浮標將隨液面的下降而下落，此時中儲箱的泥漿就通過開啟的補漿管轉送到儲漿槽內，液面因此上升而恢復原狀，液位浮標也隨之上升并封住中儲箱補漿管；如果供給漿量大于輸出的，儲漿槽的溢流管將會溢流以防止儲漿槽漫漿。當要求更高質量的泥漿時，可通過減少總進漿量，重復旋流器中的泥漿分選過程以達到目的。

2.泥漿凈化器應用效果

2.1 工程地質情況

學院東路站主要地質情況為老黏土與石灰?guī)r。據(jù)現(xiàn)場實際勘探情況，0-3米為雜填土，3-6米為粉質砂粘土，6-9米為可塑狀態(tài)老黏土，9-15米為硬塑狀態(tài)老黏土，15-24米為中風化石灰?guī)r，地連墻入巖深度為3-6m。地連墻冠梁頂標高33.5m，地下水位埋深1.4--3.2m，主要為潛水和承壓水，受外界和三八河水補給。為驗證泥漿凈化器的使用效果，特選取該站A7、A10、B10、B13、B20、B26、B32和B52幅連續(xù)墻進行實驗對比。地質剖面圖如下：

2.2 泥漿含砂量對比

在鉆孔施工期間，對返出孔口的泥漿含砂量、經泥漿凈化器凈化后的泥漿含砂量做了仔細測試。經統(tǒng)計可以看出，泥漿經過凈化后，泥漿中的含砂量明顯降低，泥漿含砂量在2.1%左右，泥漿凈化器的除砂率達到了58%以上，詳見表1。

2.3 清孔效率對比

通過對學院東路站使用過泥漿凈化器和未使用泥漿凈化器的清孔泥漿比重進行統(tǒng)計，可以看出，使用泥漿凈化器進行清孔12h，泥漿比重達到合格；而未使用泥漿凈化器需清孔30h，泥漿比重才達到合格，效率提高了60%。詳見表2、表3。

2.4 經濟效益分析

泥漿凈化器使用目的是為了降低泥漿中的渣土含量，保持泥漿的優(yōu)質性能，減少廢漿的排放。對于排放出來的沉渣裝放成袋，可以用來代替沙袋，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，不僅取得良好的經濟效益，更加有利于環(huán)境保護。

3 結論

ZX-200型泥漿凈化器經在徐州地鐵1號線土建07標段學院東路站的應用，取得了理想的除砂效果并帶來了一定的經濟效益。通過對使用效果的綜合分析，可以得出以下結論：

（1）除砂效率高，泥漿質量好。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6%的效果。而使用泥漿凈化器后，可保證含砂率一般不超過4%的效果，從而有效保證了泥漿的良好質量。

（2）有利于施工現(xiàn)場文明施工。眾所周知，泥漿處理一向是影響現(xiàn)場文明施工效果的重大環(huán)節(jié)，泥漿凈化器對提高現(xiàn)場文明施工的效果是非常明顯的。

（3）該型號泥漿凈化器便于移動，使用方便，不受空間和場地的限制。

（4）泥渣處理更為方便。使用泥漿處理設備 ，處理后的泥渣可收集成袋，用作地連墻的封堵。不需采用挖掘設備淘渣，不但不會因淘渣而影響泥漿池內泥漿的質量，而且排渣連續(xù)、不受時間限制，更符合施工現(xiàn)場文明施工的要求，有助于工程施工高質、高效、經濟、文明有序地進行。

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【文章編號】1006-2688（2016）09-0043-02