新型環(huán)保泥漿處理系統(tǒng)在板樁碼頭中的首次應(yīng)用

劉愛國，魏 勇

（1.中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，天津 300222；2.天津深基工程有限公司，天津 300222）

新型環(huán)保泥漿處理系統(tǒng)在板樁碼頭中的首次應(yīng)用

劉愛國，魏 勇

（1.中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，天津 300222；2.天津深基工程有限公司，天津 300222）

傳統(tǒng)的泥漿施工工藝不能再滿足現(xiàn)行低碳環(huán)保、節(jié)能減排的要求，新型環(huán)保成套泥漿循環(huán)置換處理系統(tǒng)在唐山港曹妃甸港區(qū)文豐通用雜貨泊位工程中首次應(yīng)用，該系統(tǒng)具有設(shè)備簡單、工藝先進、安全環(huán)保、節(jié)約資源等優(yōu)點，為今后的推廣應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。

成套泥漿循環(huán)置換處理系統(tǒng)；泥漿；地連墻

引 言

新型環(huán)保成套泥漿循環(huán)置換處理系統(tǒng)在唐山港曹妃甸港區(qū)文豐通用雜貨泊位工程中首次應(yīng)用。本工程位于曹妃甸工業(yè)區(qū)零加以東，岸線設(shè)計總長度為1 000 m，擬建4個通用雜貨泊位，其中2個5萬t級和2個3萬t級泊位。碼頭結(jié)構(gòu)形式采用T型地下連續(xù)墻板樁結(jié)構(gòu)。地連墻翼墻和腹墻厚度均為800 mm，翼墻長度為4.5 m，腹墻長度為2.5 m，墻底高程分為-31.0 m 和-32.0 m，墻頂高程為0.10 m。

環(huán)保型成套泥漿循環(huán)置換處理系統(tǒng)通過在本工程中的應(yīng)用，證明該系統(tǒng)具有安全可靠，應(yīng)用方便，可重復(fù)利用，節(jié)約水資源，泥漿循環(huán)利用率高，泥漿分離機分離出的砂可再利用等優(yōu)點。

1 新型環(huán)保成套泥漿循環(huán)置換處理系統(tǒng)

1.1 泥漿處理的傳統(tǒng)方式

目前，低碳環(huán)保、節(jié)能減排成為國家發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的主題，綠色施工是建筑企業(yè)尋求新的發(fā)展模式的重要方式，綠色施工是通過科訊管理和科技進步，最大限度地節(jié)約資源與減少對環(huán)境的負面影響。國家住建部大力倡導(dǎo)綠色施工，將推進綠色施工作為提升企業(yè)施工現(xiàn)場管理水平的重要手段，作為轉(zhuǎn)變觀念、提高綜合創(chuàng)效能力、實現(xiàn)建筑業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的重要途徑，以創(chuàng)建綠色施工應(yīng)用示范工程為切入點，全面貫徹綠色施工導(dǎo)則，狠抓綠色施工工作的推動與落實，從技術(shù)創(chuàng)新和節(jié)能降耗要效益。

傳統(tǒng)泥漿池往往是在現(xiàn)場施工完成，從泥漿本身來看，占地面積大，投入使用不及時，泥漿攪拌處理不科學(xué)，攪拌泥漿質(zhì)量不穩(wěn)定，泥漿池的維護得不到保障；如果在雨季，泥漿池容易積水，改變了泥漿的性能參數(shù)，使泥漿護壁功能降低甚至喪失，從而影響成槽（孔）的施工質(zhì)量。

傳統(tǒng)泥漿池中的廢泥漿回收利用率較低，施工中需要不斷地制備新泥漿，有時將廢舊泥漿直接再利用，因為舊泥漿的性能遠低于新制備泥漿，護壁效果差，直接影響成槽施工。當(dāng)今社會，大力提倡文明環(huán)保施工，不僅要保證工程質(zhì)量還要保證良好的施工環(huán)境、工人的生活和工作環(huán)境等，所以傳統(tǒng)的泥漿工藝不適應(yīng)時代的發(fā)展。并且工程結(jié)束時，建筑在地面上的臨時泥漿攪拌池大多被填埋，這對場地的后期開發(fā)使用帶來諸多隱患，如果不填埋，拆除泥漿池也存在很多困難，拆除泥漿池會造成施工成本增大、資源浪費。

1.2 系統(tǒng)的工作原理

泥漿質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到地連墻成槽的安全穩(wěn)定，必須予以足夠重視。泥漿采用優(yōu)質(zhì)高效的復(fù)合鈉基膨潤土和純水制作，泥漿的制備和輸送采用我公司研發(fā)的新型環(huán)保型成套泥漿循環(huán)置換處理系統(tǒng)完成。工程施工中，應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)情況，采用合適的泥漿性能指標(biāo)，以達到節(jié)約資源，保證質(zhì)量的目的。新型泥漿處理系統(tǒng)工作流程見圖1。

圖1 新型泥漿處理系統(tǒng)工作流程

該新型泥漿處理系統(tǒng)可重復(fù)利用，有效節(jié)省建造泥漿池的費用，一次性投入 30萬元即可攤銷使用。實用新型泥漿處理系統(tǒng)的應(yīng)用有利于節(jié)約水資源，泥漿循環(huán)利用效率高，節(jié)約原材料，例如膨潤土、添加劑等，降低泥漿攪拌的費用。泥漿分離機分離出的砂可以再利用，例如可以用于填充填沙袋、鋪墊軟土地基等。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局合理，性能安全可靠，綠色環(huán)保；該結(jié)構(gòu)設(shè)置可根據(jù)需要進行相應(yīng)變化，應(yīng)用方便，適用范圍廣，應(yīng)用效果非常顯著。

該系統(tǒng)主要由清水池、泥漿攪拌機、新制泥漿罐、混合泥漿池、泥漿分離機及連接管道組成。

1）清水池：給泥漿攪拌機供水，保證一定的水儲備量，滿足攪拌需求。

2）泥漿攪拌機：攪拌泥漿，容積 2方，具有泵送特性，能夠邊攪拌邊輸送泥漿，攪拌均勻，效率高，泥漿質(zhì)量穩(wěn)定，而且保證環(huán)境衛(wèi)生。

3）新制泥漿罐：用于儲存新制泥漿，新攪拌的泥漿首先輸入新制泥漿罐，由于新攪拌的泥漿量較少，所以首先要在新制泥漿罐中進行儲存，保證一定的儲備量，然后才能利用。新制泥漿罐中的新制泥漿可直接供給輸送到開挖段、在澆筑槽段、在清洗槽段；也可以輸入混合泥漿池與初步回收的泥漿混合，經(jīng)處理后使泥漿再利用。新制泥漿罐本身方便清洗，清洗新制泥漿罐后的水排到混合泥漿池，與回收的泥漿混合利用，節(jié)約資源。新制泥漿、再處理泥漿輸送管道，方便對接，根據(jù)需要放置閥門，利于供給泥漿和泥漿循環(huán)。

2.食品安全監(jiān)管工作落實不到位。網(wǎng)絡(luò)模式下，餐飲服務(wù)行業(yè)的食品安全質(zhì)量監(jiān)管工作無法得到有效落實，網(wǎng)絡(luò)餐飲的加工及配送環(huán)節(jié)無人監(jiān)管。

4）混合泥漿池：作為廢泥漿回收的存儲、處理裝置，多個混合泥漿池設(shè)有連通器相連，在每個池中安裝兩個螺旋攪拌機，起到攪拌作用、并作為輸送泥漿的動力源。在混合泥漿池中廢舊泥漿與新制泥漿混合，通過攪拌處理后廢漿中的砂石與泥漿分離，砂石沉淀，使得混合泥漿滿足使用要求，到達廢泥漿再利用的目的，節(jié)約資源?；旌夏酀{池還可以作為泥漿的稀釋場所，當(dāng)新制泥漿稠度較高不符合使用要求時，可以在池中加水稀釋或加入添加劑，直到滿足使用要求，使用方便靈活。

5）泥漿分離機：可將小顆粒的粉土、細砂分離出來，泥漿管放到槽底，通過將泥漿泵將泥漿抽到分離機內(nèi)，通過泥漿分離系統(tǒng)中的振動篩和旋流器，將砂石顆粒分離出來，使回收分離后的泥漿的含沙量少于4 %。泥漿循環(huán)到混合泥漿池處理，同時，泥漿池通過漿管向槽內(nèi)供漿，保證泥漿護壁質(zhì)量，達到換漿洗槽的目的。

6）泥漿輸送管：向清水池、泥漿攪拌機供水。

7）泥漿輸出管：將槽段中廢舊泥漿用泵抽回，通過泥漿輸出管導(dǎo)入混合泥漿池。泥漿循環(huán)系統(tǒng)均以運輸管道相連接，連接方式采用法蘭連接，且法蘭上設(shè)有控制泥漿流量的閥門。

采用該環(huán)保型成套泥漿循環(huán)置換處理系統(tǒng)的施工工藝，基本采用兩種施工模式：第一種：清水池注水、泥漿攪拌機攪拌（清水、膨潤土、添加劑按比例）、新制泥漿罐儲存、泥漿輸送管、地連墻槽段、用過的泥漿通過泥漿輸送管回流到混合泥漿池。第二種：清水池注水、泥漿攪拌機攪拌（清水、膨潤土、添加劑按比例）、新制泥漿罐儲存、混合泥漿池泥漿輸送管、地連墻槽段、用過的泥漿通過泥漿回收管回流到混合泥漿池、調(diào)節(jié)泥漿比重、泥漿輸送管、地連墻槽段；重復(fù)以上步驟。

1.3 施工現(xiàn)場槽（孔）內(nèi)泥漿除砂工藝

圖2 泥漿凈化處理工作示意

2 效果對比和檢查

2.1 經(jīng)濟成本對比

1）本工程采用環(huán)保型成套泥漿循環(huán)置換處理系統(tǒng)，膨潤土用量相對于其他工程項目明顯減少。

2）本工程泥漿用水量明顯減少。

3）本工程用電量明顯減少。

見表1。

表1 工程項目對比

2.2 工程質(zhì)量方面

本工程采用的環(huán)保型成套泥漿循環(huán)置換處理系統(tǒng)后，地連墻、錨碇墻、灌注樁的鉆心取樣、大應(yīng)變、小應(yīng)變等試驗檢測結(jié)果，均符合設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求，質(zhì)量合格。

2.3 施工工期方面

本工程地連墻有效施工天數(shù)為 65天（不包括天氣等客觀影響因素影響），縮減工期約10天。

3 結(jié) 語

該新型環(huán)保成套泥漿循環(huán)置換處理系統(tǒng)實際應(yīng)用的效果：1）成槽泥漿始終保持粘度在20～25 s，比重＜1.20，含砂率＜ 3 %，pH值為7～9，有效地提供了質(zhì)量良好的泥漿，間接保證了T型板樁碼頭地連墻的成槽施工質(zhì)量。2）現(xiàn)場未發(fā)生泥漿撒漏現(xiàn)象，綠色環(huán)保。3）性能可靠，操作方便，節(jié)約水資源和膨潤土的投入，泥漿循環(huán)利用率高，節(jié)能高效，泥漿分離機分離出的砂可再利用。目前，該新型環(huán)保成套泥漿循環(huán)置換處理系統(tǒng)已被天津深基工程有限公司申請實用新型和發(fā)明專利，為今后的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

[1]唐方正.建筑工程中泥漿池設(shè)計思路及管理措施研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2015,(33).

[2]JTS 257-2008水運工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:人民交通出版社,2008.

[3]冉隆林,宋凱,王軍,等.環(huán)保型成套泥漿循環(huán)置換處理系 統(tǒng)[P].中國,B28C 9/00,2012204956326.2012-9-26.

Primary Application of New Environmental Protection Slurry-treatment System in Sheet Pile Berth Structure

Liu Aiguo,Wei Yong
(1.CCCC First Harbor Consultants Co.,Ltd.,Tianjin 300222,China; 2.Tianjin Deep Foundation Engineering Co.,Ltd.,Tianjin 300222,China)

The conventional mud construction technology cannot meet current requirements for low carbon,environmental protection,energy saving and emission reduction.New complete environmental protection slurry-treatment system by cyclic replacement is firstly applied in Wenfeng general cargo berth project at Tangshan port Caofeidian harbor.The system has the advantages such as simple equipment,advanced technology,safety,environmental protection and resource conservation,which is in favor of the system promotion.

complete mud processing system by cyclic replacement; slurry; concrete diaphragm wall

TU476+.3；U656.1+12

：B

：1004-9592（2016）06-0068-03

10.16403/j.cnki.ggjs20160617

2016-04-04

專利項目：發(fā)明專利（2012103625284），實用新型（2012204956326）

劉愛國（1983-），男，工程師，主要從事港口與航道工程施工建設(shè)工作。