壓濾機在混凝土灌注樁次生泥漿消納中的應用

2022/04/25 分類:技術文獻 768

混凝土灌注樁成孔施工過程中不可避免地會產生次生泥漿，給工程現場的文明施工帶來較多的困擾，滋生的工業廢土、廢水存在較多浪費。根據《中華人民共和國大氣污染防治法》第69條的規定，施工單位應當制訂具體的施工揚塵污染防治實施方案；JGJ 59—2011《建筑施工安全檢查標準》第3.2.3條規定，施工現場應有防止泥漿、污水、廢水污染環境的措施。由QC（質量管理）小組將原用于化工領域的壓濾機經過改良、技術提升，以此為核心用于對基礎施工過程產生的泥漿進行分離消納，可達到既環保又經濟的目的，產生較大的社會和經濟效益。

工程概況

工程建筑總高度97.9 m，建筑面積 221 488 m2，地下1層，地上33層，地下室基礎為樁基礎，框剪結構，總投資49 250萬元，本工程主要建筑功能為住宅小區、幼兒園，樁基礎施工共有930根沖（鉆）孔混凝土灌注工程樁，261根沖（鉆）孔混凝土灌注支護樁。混凝土灌注樁成孔過程中產生的泥漿，既造成環境污染，又帶來巨大的經濟損耗。

施工準備

工程量預估項目開始之初，按照本工程的進度要求，推算灌注樁施工廢棄泥漿的日產量和總產量。本工程共有930根沖（鉆）孔混凝土灌注工程樁， 261根沖（鉆）孔混凝土灌注支護樁，樁身混凝土量約 27 000 m3，約產生80 000 m3的泥漿。工程前期使用20臺沖（鉆）孔樁機，讓2個作業班組交替流水施工，每天產生泥漿275 m3。 3.1.2 設備選型選用1臺30 kW的1250型化工用壓濾機（圖2），處理泥漿能力：18 m3/盤、每盤進料壓濾卸料需要20 min、 350 m3/臺班。一天一臺班可以處理完每天產生的泥漿量。

技術改良與提升

經過不斷的技術論證和科研攻關，QC小組創新地使用化工壓濾機進行技術改良與提升，提請專利申請改造，使新式的壓濾機能充分應對次生泥漿的危害。

泥漿分離施工

泥漿集中將混凝土灌注樁施工中產生的次生泥漿引入4 m3容量的二級泥漿池，在2 h內泵送至30 m3容量的一級泥漿池， 2 h內泵送至壓濾機的污泥濃縮反應罐。

混合漿料

1）絮凝溶液調制。為了提高生成泥餅的效率，QC小組受“鹵水點豆腐”的啟發，經多次試驗決定選用陰離子聚丙烯酰胺為主要的添加藥劑，該藥劑包含的極性基能有效吸附水中懸浮的固體粒子，使粒子間架橋形成大的團狀絮凝物，能加速懸浮液中的粒子沉降，有非常明顯的加快溶液澄清、促進過濾等效果，初步形成泥、水首次分離。另外，拌和絮凝溶液時，為避免過強的剪切力使分子鏈斷裂，采用低速槳葉控制攪拌速度在60 r/min。

2）反應罐。設計容量為9 m3的漏斗狀，底部設置卸料口和抽料口，罐內中心軸設置引流筒，導料槽上漿料通過引流筒引至罐底，使罐內泥漿呈突涌狀，絮凝溶液與泥漿得以在罐內充分拌和、靜置；經QC小組的多次試驗，混合漿料在反應罐的靜置時間設置為10 min，能達到泥、水初步分離的最佳效果。

泥、水分離

沉淀后的混合漿料經過高壓污泥泵被輸入壓濾機，通過濾板、濾布的分層擠壓，將泥、水徹底分離；當泵壓達到0.5 MPa時，放松壓濾機的每塊濾板，泥餅即制成。

?泥餅處理

使用物料傳送機或挖機與土方車配合處理，將泥餅清潔干凈后運出施工場地，較大地減少環境污染，亦可直接作為工地文明施工用種植土配料使用。經過泥漿分離處理后輸出的泥餅，大小、含水量適中，可直接用于建筑回填土、施工綠化種植、燒制黏土磚等方面，可為工地文明施工和環境保護作出貢獻。

中水回收

水從壓濾機中的濾板出液口流入接水槽，再統一匯入中水集中池，可直接用于圍擋噴淋、綠化灌溉、消防水池、活動房屋面降溫、洗車臺的施工用水。經QC小組的多次取樣檢測，泥漿分離輸出的中水，不含對人體有害的成分、水質清澈、無刺激性氣味，能直接排放到市政管網中，亦能用于農田灌溉、施工用水。

技術難點的處理

為提高泥漿分離的效率，QC小組明確技術難點，組織行業專家成立專項課題組進行技術攻關，綜合運用魚刺圖分析和頭腦風暴法，解決了影響泥漿分離效率的2個問題：一級泥漿池泥砂淤積和泥餅人工分離。

一級泥漿池泥砂淤積

一級泥漿池隨著時間的延長，出現泥砂淤積的現象。 30 m3容量的一級泥漿池，15 d淤積泥砂15 m3；泥漿失去流動性，嚴重影響低壓污泥泵絞吸效果，一級泥漿池的原設計存儲容量也將大大折減。QC小組經過大量的試驗比對，提出將低壓污泥泵吊置于一級泥漿池上方的移動吊架上，可產生線性移動效果，輔以機械攪拌裝置，可解決泥砂淤積問題。

泥餅人工分離

壓濾機經過長時間的運行，出現泥漿殘附、污染濾布、黏性增大等現象，導致泥餅無法自然滑落，需要人力輔助將濾室內的泥餅刮落，才能使泥餅滑落到收集裝置中。這樣不僅使泥漿分離效率大大降低，還可能出現工人在刮落泥餅過程中的安全隱患問題，因此必須盡快解決此項難題。經過多場技術論證專題的研討和試驗取證，QC小組在壓濾機的濾板內部設置卸料裝置，終于徹底解決此項專業難題，取得各方的好評，保障了工程的順利開展，科研成果已申請專利。

一次生泥漿消納綠色施工體系應用效果

泥漿分離消納方式

壓濾機每臺班泥漿處理能力350 m3，每次能處理泥漿18m3，生成泥餅6m3，泥餅外運每車花費300元，則每臺班成本為350×6×300÷18÷20=1 750元。

傳統的泥漿外運處理方式

泥漿外運每車花費500元，則每臺班成本約為350× 500÷12≈14 600元。 5.1.3 效益比對由上述可知，使用壓濾機的每臺班節約成本約12 800 元，本工程共135臺班，則扣除次生泥漿消納綠色施工體系的總運營維護成本（約50萬元）后，比對傳統的泥漿外運方式，可創造的經濟效益約為122.8萬元。

施工用水成本

壓濾機每次可回收中水12 m3，每臺班回收中水量為：每臺班回收中水量=每盤回收中水量×臺班處理盤數= 沈夏磊蔡海迪: 壓濾機在混凝土灌注樁次生泥漿消納中的應用 350×12/18≈233 m3，約為每天施工用水總量（390 m3）的 60%，可大大節省工程施工的總用水量。經計算，本工程可節省施工用水成本約16萬元。

總節約成本

通過次生泥漿消納綠色施工體系的綜合運用，總體可節省成本122.8＋16=138.8萬元。