市政工程樁基廢棄泥漿固化處理技術

2022/04/27 Category.Technical Literature 591

工程簡介

工程高架橋長度約 3.653km，標準橋面寬度為 25.5m，雙向 6 車道，設計車速 80km/h，橋梁上部結構形式為單箱多室現澆箱梁，全橋共 41 聯 112 跨。本項目樁基共有 1503 根，設計均為摩擦樁，采用沖擊鉆成孔，水下灌注方式，樁基混凝土總方量約 5.3 萬 m3。 1.2 水文條件地表水：主要分布在 K3+887-K4+396 段既有路基兩側為水塘，無其他流動性地表水。地下水：在勘探深度范圍內橋址區域內地下含水層主要為兩層。第一層屬于空隙-裂隙型潛水，其補給來源主要是側向徑流和層間越流補給，排泄途徑主要是人工開采和側向徑流；第二層地下水屬于微承壓水，補給來源主要是側向徑流和層間越流補給，排泄途徑主要是側向徑流。地下水受季節性影響較大，雨季和旱季差別較大。

樁基廢棄泥漿固化處理的難點分析及方案比選

難點分析

按常規方法對廢棄泥漿處理，會存在如下問題：

①樁基數量多，施工工期緊，每日排漿量達到 600m3；

②本工程為市政項目，無法在施工場地附近尋找到合適的場地堆放；

③最近堆放點離施工場地約 40km，運輸距離遠，成本高，無法實現循環運輸，不能滿足現場施工要求；

④棄泥漿自然風干速度慢，泥漿數量大，難以尋求大面積場地堆放；

⑤泥漿外運過程中難免出現泥漿遺漏現象，影響市容。同時，在市區運輸還需要輸相關手續，程序復雜。

方案比選

針對以上難點問題，對以下方案進行比較：

方案1：泥漿外運。

優點：不占用施工場地。缺點：運費高，堆放場地尋找難度大，不利于環保。

方案 2：帶式輥壓泥水分離機。

優點：設備成本低，可進行泥水分離，對環境污染小。

缺點：泥餅含水量高，處理效率低。

方案 3：泥漿固化干排壓濾設備。優點：泥餅含水率低，處理效果強，零污染。缺點：設備成本較高。

通過以上分析，綜合施工周期、可靠性、成本投入等方面考慮，決定采用泥漿固化干排壓濾設備進行廢棄泥漿處理。

施工工藝

設備結構參數

本項目采用了 400 泥漿固化干排壓濾設備。其主要由送漿系統、泥漿調理系統、預篩分系統、高壓泵送及二次壓榨系統、隔膜板框壓濾系統、PLC 電器控制系統、機架平臺組件等組成。400 型filter press濾室容積為 8m3，壓榨完成出泥餅約為 7m3，單循環處理泥漿約 25m3，此壓濾機單機循環工作時間約 1.5h，每天工作 24h，每天可以工作 16 個循環，可以處理比重 1.2～1.3 的泥漿約 400m3。 3.2 設備安裝安裝順序為：場地整平硬化、安裝臺座、安裝平臺組件、安裝調漿箱、安裝輸送管、配電系統安裝。設備進行簡單調試后即可進行泥漿處理。

一級凈化

樁基施工產生的泥漿由泥漿運輸車通過場內運輸至儲漿池，將儲漿池中的泥漿通過泥漿管道輸送至振動篩，除去泥漿中漂浮物、垃圾以及大顆粒等漂浮雜物。處理后的泥漿進入調漿箱，同時加入添加劑，并由螺旋攪拌均勻。

調漿系統

三個攪拌電機將加入外加劑的泥漿攪拌均勻，并在泥漿箱內發生化學反應，調和泥漿，為壓濾做好準備。

二級輸送（壓濾喂料）

利用高壓泵高壓，將已經調和的泥漿注入廂式壓濾機進行一次壓榨。

廂式壓榨泥水分離

泥漿在高壓的作用下被擠壓至廂式壓濾機的濾室內，由于受濾網的阻擋，泥漿的固體顆粒大部分被擋在濾室中，水透過濾布和隔膜板內部的管線流出壓濾機，達到泥水分離的目的。Diaphragm chamber filter press通過隔膜板還可對泥餅進行二次壓榨，以達到最好的泥水分離效果。

濾液處理

壓濾機產生的尾水一部分注入尾水池循環利用，一部分排入三級沉淀池用于噴淋降溫、結構養護、綠化灌溉等。

固化物處理

分離出的泥餅暫時堆放在料渣區，根據后期制磚或成為回填土的最終處置方向運送至相應的處置場地利用。

economic benefit

外運至場外指定場地處理在海口地區，經過調查詢價，根據運距計算，廢棄泥漿平均外運的費用為 140 元/m（3 含處理費用），合計產生泥漿處理費用： 140×5.3=742 萬元

泥漿設備固化處理

廢棄泥漿固化處理主要包括外加劑及施工作業成本。

外加劑成本

泥漿固化外加劑采用生石灰 CaO，1m3 泥漿需要 5kg 生石灰。生石灰單價 0.6 元/kg，故處理 1m3 泥漿用費為： 5×0.6=3 元（2） 4.2.2 施工成本 ①人員成本。操作工 5 名，鏟車司機 1 名，一個工作日可以處理泥漿 200m3，操作工 300 元/天·人，司機 400 元/天·人，則每處理 1m3 泥漿需人工費： (300×5+400×1)÷200=9.5 元（3）

用電費用成本

泥漿處理設備單個循環處理泥漿約 25m3，工作時間約 1.5h （上料 20min，壓榨 50min，卸料 20min），電費 1.5 元/kW·h，處理 1m3 泥漿費用為： 92.4×1.5÷25×1.5≈8.5 元

機械設備成本

泥漿固化設備：設備成本為 100 萬元，處理泥漿約 5.3 萬 m3。故處理 1m3 泥漿設備成本為： 100÷5.3≈19 元

裝載機：一臺裝載機租賃費為 30000 元/月，每日可處理泥漿 400m3，故處理 1m3 泥漿機械成本為： 30000÷30÷400=2.5 元（6） ④泥漿處理中心場地成本。場地建設費為 102 萬元，故處理 1m3 泥漿場地成本費用為： 102÷5.3≈19.2 元

泥漿運輸成本。廢棄泥漿場內運輸費用為 27 元/m3；場外運輸費用為 18 元/m3，故運輸費用合計 45 元/m3。

綜上所述，每固化處理 1m3 泥漿的成本為： 3+9.5+8.5+21.5+19.2+45=106.7 元（

總成本為：106.7×5.3≈566 萬元

泥漿固化較外運可節約成本為： 742-566=176 萬元

綜上所述，泥漿固化處理的成本為 106.7 元/m3 遠遠低于泥漿外運的成本 140 元/m3，泥漿固化處理成本低，經濟效益十分明顯。