壓濾機(jī)在混凝土灌注樁次生泥漿消納中的應(yīng)用

2022/04/25 分類:技術(shù)文獻(xiàn) 566

混凝土灌注樁成孔施工過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生次生泥漿，給工程現(xiàn)場(chǎng)的文明施工帶來(lái)較多的困擾，滋生的工業(yè)廢土、廢水存在較多浪費(fèi)。根據(jù)《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》第69條的規(guī)定，施工單位應(yīng)當(dāng)制訂具體的施工揚(yáng)塵污染防治實(shí)施方案；JGJ 59—2011《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》第3.2.3條規(guī) 定，施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有防止泥漿、污水、廢水污染環(huán)境的措施。由QC（質(zhì)量管理）小組將原用于化工領(lǐng)域的壓濾機(jī)經(jīng) 過(guò)改良、技術(shù)提升，以此為核心用于對(duì)基礎(chǔ)施工過(guò)程產(chǎn)生的泥漿進(jìn)行分離消納，可達(dá)到既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)的目的，產(chǎn)生較大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)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(chǔ)為樁基礎(chǔ)，框剪結(jié)構(gòu)，總投資49 250萬(wàn)元，本工程主要建筑功能為住宅小區(qū)、幼兒園，樁基礎(chǔ)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(hù)樁。混凝土灌注樁成孔過(guò)程中產(chǎn)生的泥漿，既造成環(huán)境污染，又帶來(lái) 巨大的經(jīng)濟(jì)損耗。

施工準(zhǔn)備

工程量預(yù)估項(xiàng)目開(kāi)始之初，按照本工程的進(jìn)度要求，推算灌注樁施工廢棄泥漿的日產(chǎn)量和總產(chǎn)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(hù)樁，樁身混凝土量約 27 000 m3，約產(chǎn)生80 000 m3的泥漿。工程前期使用20臺(tái)沖（鉆）孔樁機(jī)，讓2個(gè)作業(yè)班組交替流水施工，每天產(chǎn)生泥漿275 m3。 3.1.2 設(shè)備選型選用1臺(tái)30 kW的1250型化工用壓濾機(jī)（圖2），處理泥漿能力：18 m3/盤(pán)、每盤(pán)進(jìn)料壓濾卸料需要20 min、 350 m3/臺(tái)班。一天一臺(tái)班可以處理完每天產(chǎn)生的泥漿量。

技術(shù)改良與提升

經(jīng)過(guò)不斷的技術(shù)論證和科研攻關(guān)，QC小組創(chuàng)新地使用化工壓濾機(jī)進(jìn)行技術(shù)改良與提升，提請(qǐng)專利申請(qǐng)改造，使新式的壓濾機(jī)能充分應(yīng)對(duì)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(chǎn)生的次生泥漿引入4 m3容量的二級(jí)泥漿池，在2 h內(nèi)泵送至30 m3容量的一級(jí)泥漿池， 2 h內(nèi)泵送至壓濾機(jī)的污泥濃縮反應(yīng)罐。

混合漿料

1）絮凝溶液調(diào)制。為了提高生成泥餅的效率，QC小組受“鹵水點(diǎn)豆腐”的啟發(fā)，經(jīng)多次試驗(yàn)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(tuán)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(jìn)過(guò)濾等效果，初步形成泥、水首次分離。另外，拌和絮凝溶液時(shí)，為避免過(guò)強(qiáng)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(yīng)罐。設(shè)計(jì)容量為9 m3的漏斗狀，底部設(shè)置卸料口和抽料口，罐內(nèi)中心軸設(shè)置引流筒，導(dǎo)料槽上漿料通過(guò) 引流筒引至罐底，使罐內(nèi)泥漿呈突涌狀，絮凝溶液與泥漿得以在罐內(nèi)充分拌和、靜置；經(jīng)QC小組的多次試驗(yàn)，混合漿料在反應(yīng)罐的靜置時(shí)間設(shè)置為10 min，能達(dá)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(jīng)過(guò)高壓污泥泵被輸入壓濾機(jī)，通過(guò)濾板、濾布的分層擠壓，將泥、水徹底分離；當(dāng)泵壓達(dá) 到0.5 MPa時(shí)，放松壓濾機(jī)的每塊濾板，泥餅即制成。

?泥餅處理

使用物料傳送機(jī)或挖機(jī)與土方車(chē)配合處理，將泥餅清潔干凈后運(yùn)出施工場(chǎng)地，較大地減少環(huán)境污染，亦可直接作為工地文明施工用種植土配料使用。經(jīng)過(guò)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(huán)境保護(hù)作出貢獻(xiàn)。

中水回收

水從壓濾機(jī)中的濾板出液口流入接水槽，再統(tǒng)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(dòng)房屋面降溫、洗車(chē)臺(tái)的施工用水。經(jīng)QC小組的多次取樣檢測(cè)，泥漿分離輸出的中水，不含對(duì)人體有害的成分、水質(zhì)清澈、無(wú)刺激性氣味，能直接排放到市政管網(wǎng)中，亦能用于農(nóng)田灌溉、施工用水。

技術(shù)難點(diǎn)的處理

為提高泥漿分離的效率，QC小組明確技術(shù)難點(diǎn)，組織行業(yè)專家成立專項(xiàng)課題組進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，綜合運(yùn)用魚(yú)刺圖分析和頭腦風(fēng)暴法，解決了影響泥漿分離效率的2個(gè)問(wèn)題：一級(jí)泥漿池泥砂淤積和泥餅人工分離。

一級(jí)泥漿池泥砂淤積

一級(jí)泥漿池隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，出現(xiàn)泥砂淤積的現(xiàn)象。 30 m3容量的一級(jí)泥漿池，15 d淤積泥砂15 m3；泥漿失去流動(dòng)性，嚴(yán)重影響低壓污泥泵絞吸效果，一級(jí)泥漿池的原設(shè) 計(jì)存儲(chǔ)容量也將大大折減。QC小組經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)比對(duì)，提出將低壓污泥泵吊置于一級(jí)泥漿池上方的移動(dòng)吊架上，可產(chǎn)生線性移動(dòng)效果，輔以機(jī)械攪拌裝置，可解決泥砂淤積問(wèn)題。

泥餅人工分離

壓濾機(jī)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，出現(xiàn)泥漿殘附、污染濾布、黏性增大等現(xiàn)象，導(dǎo)致泥餅無(wú)法自然滑落，需要人力輔助將濾室內(nèi)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(xiàn)工人在刮落泥餅過(guò)程中的安全隱患問(wèn)題，因此必須盡快解決此項(xiàng)難題。經(jīng)過(guò)多場(chǎng)技術(shù)論證專題的研討和試驗(yàn)取證，QC小組在壓濾機(jī)的濾板內(nèi)部設(shè)置卸料裝置，終于徹底解決此項(xiàng) 專業(yè)難題，取得各方的好評(píng)，保障了工程的順利開(kāi)展，科研成果已申請(qǐng)專利。

一次生泥漿消納綠色施工體系應(yīng)用效果

泥漿分離消納方式

壓濾機(jī)每臺(tái)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(yùn)每車(chē)花費(fèi)300元，則每臺(tái)班成本為350×6×300÷18÷20=1 750元。

傳統(tǒng)的泥漿外運(yùn)處理方式

泥漿外運(yùn)每車(chē)花費(fèi)500元，則每臺(tái)班成本約為350× 500÷12≈14 600元。 5.1.3 效益比對(duì) 由上述可知，使用壓濾機(jī)的每臺(tái)班節(jié)約成本約12 800 元，本工程共135臺(tái)班，則扣除次生泥漿消納綠色施工體系的總運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本（約50萬(wàn)元）后，比對(duì)傳統(tǒng)的泥漿外運(yùn) 方式，可創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益約為122.8萬(wàn)元。

施工用水成本

壓濾機(jī)每次可回收中水12 m3，每臺(tái)班回收中水量為：每臺(tái)班回收中水量=每盤(pán)回收中水量×臺(tái)班處理盤(pán)數(shù)= 沈夏磊蔡海迪: 壓濾機(jī)在混凝土灌注樁次生泥漿消納中的應(yīng)用 350×12/18≈233 m3，約為每天施工用水總量（390 m3）的 60%，可大大節(jié)省工程施工的總用水量。經(jīng)計(jì)算，本工程可節(jié)省施工用水成本約16萬(wàn)元。

總節(jié)約成本

通過(guò)次生泥漿消納綠色施工體系的綜合運(yùn)用，總體可節(jié)省成本122.8＋16=138.8萬(wàn)元。