鉆孔灌注樁施工泥漿對(duì)環(huán)境的影響及防治對(duì)策

（武威職業(yè)學(xué)院，甘肅 武威 733000）

0 前言

在我國各種工程施工過程中，通常需要使用泥漿灌注來保持井壁壓力的平衡，進(jìn)一步提升孔壁使用的安全性，將冷卻和鉆渣及時(shí)排出孔外[1]。在這個(gè)過程中，鉆孔直徑、深度和鉆孔方式都會(huì)對(duì)泥漿用量有著比較大的影響，其泥漿用量通常是成孔體積的三倍左右。在當(dāng)前工程施工現(xiàn)場，通常會(huì)使用沉淀池對(duì)鉆渣進(jìn)行處理，在這個(gè)過程中需要進(jìn)行大量的土地開挖工作，對(duì)土地資源的占用比例相對(duì)比較多，施工結(jié)束之后地形往往難以得到有效的恢復(fù)。此外，如果對(duì)鉆孔中產(chǎn)生的廢氣泥漿不能及時(shí)進(jìn)行處理，就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重環(huán)境問題的發(fā)生，需要認(rèn)真做好泥漿灌注環(huán)境的防治工作，避免在這個(gè)過程中對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的傷害。

1 灌注樁泥漿對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的危害

在工程施工過程中，對(duì)灌注樁攜帶鉆孔出渣處理，通常會(huì)采用兩種方法，其中一種是自然沉淀法，另外一種是機(jī)械分離法。

在自然沉淀法實(shí)際使用的過程中，需要在工程現(xiàn)場挖掘沉淀池，其中四個(gè)橋墩可以共用一個(gè)沉淀池。在自然沉淀池實(shí)際使用的過程中，其實(shí)利用泥漿和鉆渣的密度差來進(jìn)行自然沉淀的，如果鉆渣沉淀之后不對(duì)泥漿進(jìn)行廢氣處理，而是循環(huán)進(jìn)行使用，就會(huì)在這個(gè)過程中占用大量的土地資源，如果挖掘不夠合理，就容易對(duì)周圍土地造成破壞。對(duì)于沉淀池中挖掘出來的鉆渣，由于其含水量相對(duì)比較高，汽車不能直接運(yùn)走，需要在現(xiàn)場曬干之后，才能用汽車運(yùn)走，在進(jìn)行晾曬的過程中，容易導(dǎo)致水流淌和深入的問題，容易對(duì)施工環(huán)境造成比較嚴(yán)重的破壞。如果施工季節(jié)正處于雨季，不恰當(dāng)處理就會(huì)直接導(dǎo)致泥漿池中的泥漿溢出，對(duì)施工環(huán)境造成比較嚴(yán)重的污染[2]。

如果采用機(jī)械分離法，通常是采用機(jī)械設(shè)備將其中的鉆渣去除的，泥漿在經(jīng)過除渣處理之后，還可以繼續(xù)進(jìn)行使用，通過這種方法對(duì)泥漿進(jìn)行處理，可以進(jìn)一步保證將泥渣中的水分去除，同時(shí)還可以進(jìn)一步減少泥漿沉淀池所占用的土地，對(duì)環(huán)境的污染程度也相對(duì)比較低。

鉆孔過程中不合理處理也容易對(duì)環(huán)境造成影響，成孔之后所產(chǎn)生的廢棄泥漿對(duì)環(huán)境造成的污染程度相對(duì)比較大。在當(dāng)前建筑施工中使用的泥漿通常會(huì)使用靜置法進(jìn)行處理，先將上清液排出出去，然后再填埋泥漿池。泥漿屬于一種比較穩(wěn)定的膠體體系，傳統(tǒng)的自然沉淀法使用難度相對(duì)比較高，難以通過靜置將其中的液體和固體有效分離出來，在遇到惡劣天氣之后，容易導(dǎo)致泥漿溢出現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。很多施工單位對(duì)于廢棄的泥漿，經(jīng)常不經(jīng)過處理就直接填埋，容易對(duì)周圍土地造成比較嚴(yán)重的污染，施工現(xiàn)場容易出現(xiàn)土壤板結(jié)和鹽堿化的問題。很多施工單位存在對(duì)廢棄泥漿處理不到位的現(xiàn)象，處理費(fèi)用也相對(duì)比較高，很多施工監(jiān)管部門迫于財(cái)力的限制，不得不使用專用的泥漿處理技術(shù)，廢棄泥漿隨意排放的現(xiàn)象比較突出。

2 預(yù)防和治理施工泥漿對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的影響

在開展灌注樁施工的過程中，如果不能做好泥漿的處理工作，就容易對(duì)環(huán)境造成比較嚴(yán)重的污染。為了有效避免這些問題的發(fā)生，就需要在施工的過程中采用機(jī)械分離法來對(duì)泥漿進(jìn)行處理，通過這種方法的應(yīng)用，可以有效降低對(duì)環(huán)境的污染程度，對(duì)泥漿進(jìn)行循環(huán)使用，避免或者減少在泥漿池開挖過程中對(duì)土地造成的破壞程度。通過使用泥漿處理設(shè)備，可以直接將其中大顆粒泥漿篩選出來，然后使用水力旋流除砂器去除其中的泥沙顆粒，然后對(duì)其中的泥漿進(jìn)行循環(huán)處理。通過這種方法的應(yīng)用，可以有效提升對(duì)水泥的處理效果，更加合理對(duì)分流和布水進(jìn)行利用，保證水泥的性能，也不用頻繁更換篩網(wǎng)，使用效率相對(duì)比較高。但在該方法實(shí)際使用的過程中，其并適合在軟塑粘土底層進(jìn)行使用，這個(gè)時(shí)候就需要認(rèn)真做好土地結(jié)構(gòu)的調(diào)查工作。此外，還可以通過使用TKY-NO.1 型泥漿處理設(shè)備對(duì)泥漿進(jìn)行處理，該設(shè)備主要由振動(dòng)篩、控制箱、進(jìn)水裝置等構(gòu)成，可以直接使用水力旋流除泥器對(duì)水泥進(jìn)行處理，讓其中的泥漿直接進(jìn)入到設(shè)備當(dāng)中，泥漿再被出去泥渣之后，可以繼續(xù)進(jìn)行使用。

在實(shí)際工程施工的過程中，很多時(shí)候需要使用沉淀池來沉淀鉆渣，為了避免在這個(gè)過程中對(duì)沉淀池和環(huán)境造成比較嚴(yán)重的破壞，就應(yīng)該及時(shí)采取針對(duì)性的預(yù)防措施，在沉淀池開挖的過程中，應(yīng)該盡量減少沉淀池的設(shè)置數(shù)量和體積，并在沉淀池周圍設(shè)置警告標(biāo)志，避免人畜進(jìn)入到池中，并采用專門的場地對(duì)鉆渣進(jìn)行晾曬處理。如果需要在暴雨天氣對(duì)沉淀池周圍進(jìn)行處理，就需要采取必要的措施，避免不當(dāng)處理對(duì)周圍土地造成比較嚴(yán)重的污染[3]。

對(duì)灌注鉆孔之后廢棄的泥漿及時(shí)采取必要的預(yù)防措施。對(duì)于那些廢棄的泥漿，可以直接采用化學(xué)絮凝法進(jìn)行處理，這個(gè)過程中，應(yīng)該以泥漿沉淀池的體積和大小作為依據(jù)，并據(jù)此來估算泥漿的體積和容量，然后合理對(duì)絮凝劑的劑量進(jìn)行選擇，通過采用泥漿泵進(jìn)行攪拌處理，在泥漿絮凝成團(tuán)之后，應(yīng)該及時(shí)排放出上方的上清液，對(duì)泥底進(jìn)行掩埋處理。在施工單位施工的過程中，應(yīng)該嚴(yán)格按照國家相關(guān)法規(guī)和技術(shù)規(guī)定對(duì)泥漿的參數(shù)進(jìn)行認(rèn)真控制，避免參數(shù)設(shè)置不夠合理對(duì)泥漿使用效果造成嚴(yán)重的影響。

在實(shí)際鉆井的過程中，往往會(huì)產(chǎn)生非常多的鉆井泥漿，需要我們認(rèn)真做好泥漿的收集工作，隨著鉆井作業(yè)的進(jìn)行，隨著鉆頭不斷穿過地層，其就會(huì)攜帶大量的巖屑顆粒，需要認(rèn)真做好收集系統(tǒng)的優(yōu)化工作，在第一時(shí)間對(duì)鉆井液和巖屑進(jìn)行收集。在鉆井液收集完成之后，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行處理，不能隨意進(jìn)行進(jìn)行丟棄，根據(jù)其成分組成，合理加入一些絮凝劑、助凝劑等化學(xué)藥劑，然后通過固液分離設(shè)備的分離處理，及時(shí)獲得液相的鉆井液，然后重新對(duì)其進(jìn)行加工處理，讓其達(dá)到再次使用的要求。對(duì)于鉆井施工中排放的廢水，更需要我們進(jìn)行深化處理，讓其水質(zhì)盡快達(dá)標(biāo)，然后進(jìn)行再次回收使用。對(duì)于各種收集的固體廢棄物，還應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行無害化處理，避免其隨意堆放對(duì)土壤環(huán)境造成污染。此外，當(dāng)前鉆井工藝發(fā)展非常迅速，各種新工藝不斷產(chǎn)生，一些環(huán)保工藝技術(shù)不斷產(chǎn)生，其在鉆井作業(yè)中，就可以及時(shí)對(duì)廢棄鉆井液進(jìn)行回收利用，在降低施工成本的同時(shí)，還能減少施工中環(huán)境造成的污染。

3 實(shí)際工程案例

在5 號(hào)便橋設(shè)計(jì)了中心樁，其縱坡為4.5%，橋梁橫跨在龍?zhí)逗觾砂?。該橋的設(shè)計(jì)長度為30 米，采用了簡支預(yù)應(yīng)力砼箱梁。在橋臺(tái)的施工過程中，采用了鉆孔灌注樁作為基礎(chǔ)，樁孔的直徑為1.5 米左右，鉆孔的深度為8 米，橋臺(tái)采用的是U 型橋臺(tái)，橋面鋪設(shè)的是10 厘米厚的C50 鋼筋砼，采用沖擊泥漿護(hù)壁法進(jìn)行施工。

鉆孔灌注樁的施工流程。為了保證施工質(zhì)量，其主要的施工流程包括平整場地、鉆孔定位、埋設(shè)護(hù)筒、鉆機(jī)就位、對(duì)水平和垂直進(jìn)行校正、鉆進(jìn)成孔、對(duì)成孔質(zhì)量進(jìn)行檢查、下方鋼筋籠骨架、二次清孔、插入導(dǎo)管、安裝漏斗、進(jìn)行混凝土澆筑、拔出護(hù)筒、對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢查、鑿除樁頭。

在整個(gè)鉆孔的過程中，主要采用的水污染物質(zhì)包括機(jī)具油、鉆渣、泥漿等。如果不能對(duì)鉆孔泥漿及時(shí)進(jìn)行處理，很容易對(duì)環(huán)境造成比較嚴(yán)重的污染。

防治措施。為了有效對(duì)鉆孔灌注樁施工中產(chǎn)生的泥漿進(jìn)行處理，通常會(huì)采用“防”、“排”、“堵”的方法。通過泥漿池的應(yīng)用，可以對(duì)鉆孔排出的泥漿進(jìn)行及時(shí)的收集，將其中固體成分有效沉淀出來，然后排出清水。為了避免泥漿漏出對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，通常會(huì)采用圍堰對(duì)遺漏的泥漿進(jìn)行封堵。在泥漿池的設(shè)置過程中，應(yīng)該盡量將其設(shè)置在距離樁基大約2 米的水庫岸邊，并根據(jù)工程的實(shí)際情況對(duì)池子的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，將池子的底長和寬度設(shè)置為0.6 米，并在池底留20*20*20 厘米的坑，便于后期清池工作的開展。對(duì)于池壁使用了C15 混凝土進(jìn)行硬化處理，并在合適位置了泥漿進(jìn)出口。在泥漿池到樁基段周圍鋪了一層彩條布，這樣可以有效減少泥漿對(duì)周圍環(huán)境造成破壞。為了保證泥漿池在泥漿處理的過程中充分發(fā)揮自身的作用，對(duì)泥漿池進(jìn)行了充分的優(yōu)化工作，對(duì)于大口徑垂直鉆孔和大直徑水平非開挖孔，隨著施工深度和長度的增加，其對(duì)泥漿的使用量增加很多，這時(shí)候就需要對(duì)泥漿池容量合理進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外，還應(yīng)該認(rèn)真做好泥漿池的管理工作，合理布局和設(shè)置泥漿排放系統(tǒng)，避免出現(xiàn)系統(tǒng)間相互干擾的情況，盡量減少溝、槽的數(shù)量和占地面積。

為了避免出現(xiàn)泥漿外漏問題的發(fā)生，專門在施工場地周圍設(shè)置了圍堰，圍堰修筑在鉆孔樁下游100 米處，直接將水庫水截?cái)?，并在此基礎(chǔ)上形成圍堰，圍堰的底部寬度為12 米，上部寬度為5 米。在實(shí)際進(jìn)行施工的過程中，首先使用了大塊巖石對(duì)底層進(jìn)行了填筑處理，然后在上方鋪泥結(jié)碎石層，并通過采用分層填筑壓實(shí)法進(jìn)行了處理。為了便于運(yùn)輸車輛通行的方便，避免給施工造成太大的壓力，要求運(yùn)輸車輛從圍堰上方通過。鉆孔結(jié)束之后，及時(shí)對(duì)泥漿池和沉淀池進(jìn)行了處理，對(duì)于沒有使用完的的泥漿運(yùn)輸?shù)搅酥付ǖ脑鼒?，并?duì)池底進(jìn)行了清理，并將泥漿池回填平坦和牢固。在鉆孔灌注樁施工工作結(jié)束之后，及時(shí)對(duì)圍堰進(jìn)行了拆除處理，避免圍堰對(duì)河流正常流動(dòng)造成影響。

在實(shí)際施工過程中應(yīng)該考慮的方面：一、在動(dòng)力選擇方面最好使用電力系統(tǒng)提供動(dòng)力，盡量減少對(duì)燃油系統(tǒng)的使用，這樣可以降低燃油系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中對(duì)環(huán)境造成的污染。二、認(rèn)真做好施工管理工作，加強(qiáng)做好施工人員的培訓(xùn)，有效降低施工事故率，更加高效完成各種施工工作。三、在實(shí)際施工的過程中，應(yīng)該對(duì)泥漿類型進(jìn)行合理選擇。水基泥漿是由水和膨潤土所組成的，其在實(shí)際應(yīng)用的過程中，對(duì)地層的破壞作用相對(duì)比較小。而各種油基泥漿其是由油和粘土加水混合而成的，其中含有較多的有害物質(zhì)，且具有一定的毒性和刺激性，在實(shí)際使用的過程中，容易對(duì)工人的健康造成比較大的影響。為了有效避免這個(gè)問題，在實(shí)際選擇泥漿的過程中，應(yīng)該最好選擇使用新型的泥漿，其中物質(zhì)的毒性相對(duì)比較低，且容易被環(huán)境中的微生物所降解，具有非常好的作業(yè)性能，可以循環(huán)進(jìn)行使用，鉆井時(shí)間相對(duì)比較短，可以有效減少各種廢物的排放量。鉆井泥漿使用對(duì)環(huán)境造成危害，很大一部分原因是由于廢漿量太大的造成的，其凈化效果也相對(duì)比較差。為了有效解決這個(gè)問題，可以在其中對(duì)沉淀凈化系統(tǒng)進(jìn)行使用。在施工的過程中，還應(yīng)該認(rèn)真做好泥漿的收集工作，避免出現(xiàn)泥漿隨意排放的問題，將泥漿收集到指定的地點(diǎn)進(jìn)行處理，并在收集處設(shè)定專門的指示標(biāo)志，提醒周圍人員注意。

對(duì)其它污染物的處理。在開展鉆孔灌注樁施工的過程中，往往會(huì)產(chǎn)生較多的油污，很容易對(duì)土壤造成污染，為了避免這種情況的發(fā)生，專門使用了鏟具對(duì)其進(jìn)行了清理處理。對(duì)于散落在施工區(qū)域的材料、費(fèi)鋼筋在下班前及時(shí)進(jìn)行了回收處理，并放置到了指定的地方進(jìn)行堆放。為了保證對(duì)混凝土的澆筑質(zhì)量，根據(jù)工程的實(shí)際情況，合理對(duì)混凝土配比進(jìn)行了選擇，并將剩余料堆放到了指定的地點(diǎn)。在開展泥漿治理的過程中，除了采用“防”、“排”、“堵”的方法外，還在施工工藝、泥漿材料選擇、施工組織管理工作中下了非常大的功夫，進(jìn)一步改善了鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用效果。此外，在實(shí)際開展施工的過程中，還針對(duì)不同的施工條件，對(duì)鉆進(jìn)類型進(jìn)行了認(rèn)真的選擇，最終選擇使用電力動(dòng)力機(jī)械進(jìn)行施工，并在施工的過程中，對(duì)各種有害物質(zhì)進(jìn)行了仔細(xì)的檢查。在施工現(xiàn)場設(shè)立了專門的施工隊(duì)伍，并在現(xiàn)場配置了專門的鉆機(jī)操作人員。

4 結(jié)語

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，對(duì)開展鉆孔灌注樁施工提出了更高的要求。針對(duì)當(dāng)前鉆孔灌注樁施工中泥漿排出容易對(duì)環(huán)境造成污染的問題，應(yīng)該引起足夠的重視，認(rèn)真分析問題發(fā)生的原因，更加及時(shí)采取針對(duì)性的措施，降低對(duì)環(huán)境的污染程度。