泥漿凈化器ZX—200在徐州地鐵地連墻施工中的應(yīng)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(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(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足本工程進(jìn)度和泥漿質(zhì)量方面的要求。本文結(jié)合徐州市城市軌道交通1號(hào)線學(xué)院東路站地連墻清孔施工，研究了黑旋風(fēng)ZX-200型泥漿凈化器在學(xué)院東路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

隨著我國(guó)城市軌道交通的快速發(fā)展及其施工要求標(biāo)準(zhǔn)的提高，車站基坑開挖深度較深，一般達(dá)到16m以上，深的達(dá)到30m左右。為確保車站基坑開挖圍護(hù)支撐體系安全穩(wěn)定，大部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地連墻+內(nèi)支撐體系。本文以徐州市城市軌道交通1號(hào)線一期工程土建施工07標(biāo)段學(xué)院東路站為例，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800mm厚地連墻+鋼筋混凝土支撐、鋼支撐圍護(hù)體系，明挖順作法施工。地連墻共計(jì)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(qiáng)度設(shè)計(jì)等級(jí)為C35（水下），主筋保護(hù)層厚度70mm；鋼筋采用HRB400。

根據(jù)工程地質(zhì)和水文情況并結(jié)合周邊環(huán)境狀況，經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選，本站地連墻墻底入巖3～6m，基坑分段及地連墻設(shè)計(jì)參數(shù)詳見下表：

1.ZX-200型泥漿凈化器的技術(shù)參數(shù)及工作原理

在徐州地鐵1號(hào)線土建07標(biāo)段施工中，該項(xiàng)目特引進(jìn)了黑旋風(fēng)工程機(jī)械開發(fā)有限公司生產(chǎn)的ZX-200型泥漿凈化器。如右圖左側(cè)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)，提高成孔質(zhì)量；同時(shí)對(duì)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(shù)參數(shù)

ZX-200型泥漿凈化器是由振動(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/cm3；

（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 工程地質(zhì)情況

學(xué)院東路站主要地質(zhì)情況為老黏土與石灰?guī)r。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘探情況，0-3米為雜填土，3-6米為粉質(zhì)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(fēng)化石灰?guī)r，地連墻入巖深度為3-6m。地連墻冠梁頂標(biāo)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(bǔ)給。為驗(yàn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比。地質(zhì)剖面圖如下：

2.2 泥漿含砂量對(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2.1%左右，泥漿凈化器的除砂率達(dá)到了58%以上，詳見表1。

2.3 清孔效率對(duì)比

通過(guò)對(duì)學(xué)院東路站使用過(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%。詳見表2、表3。

2.4 經(jīng)濟(jì)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(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 結(jié)論

ZX-200型泥漿凈化器經(jīng)在徐州地鐵1號(hào)線土建07標(biāo)段學(xué)院東路站的應(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，泥漿處理一向是影響現(xiàn)場(chǎng)文明施工效果的重大環(huán)節(jié)，泥漿凈化器對(duì)提高現(xiàn)場(chǎng)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)、文明有序地進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳偉軍，超寬.超深地下墻施工技術(shù).建筑施工，2006.5：344-345

[2] 宋康，呂鵬，徐偉.潤(rùn)楊大橋北錨釘超厚、超深地下連續(xù)墻嵌巖成槽工藝.建筑施工，2002.124-6

[3] 程瑞明，懷小剛，超深地下連續(xù)墻施工技術(shù)及常見問(wèn)題處理. 隧道建設(shè)，2007，27（02）：64-67

[4] 劉春安，廖秋林，曾志獻(xiàn)，曾廣桃，何玉紅. 南京德基廣場(chǎng)穿土嵌巖地下連續(xù)墻施工技術(shù). 施工技術(shù)，2015，40（2）

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【文章編號(hào)】1006-2688（2016）09-0043-02