0引 言

泥沙分離技術(shù)是在泥漿循環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將樁孔中排出的泥漿進(jìn)行分離處理，分離降沙后的泥漿循環(huán)作為鉆孔泥漿再利用，其次在鉆進(jìn)過(guò)程中及時(shí)將鉆渣分離，一方面確保了鉆進(jìn)過(guò)程泥漿指標(biāo)符合要求，有利于提高成孔質(zhì)量，同時(shí)減少了清渣和造漿的次數(shù)及時(shí)間，提高工作效率的同時(shí)且利于保護(hù)環(huán)境。分離后鉆渣可作為透水性材料用于承臺(tái)基坑回填和便道填筑，降低施工成本。泥沙分離系統(tǒng)作為可循環(huán)利用系統(tǒng)，對(duì)比泥漿池開(kāi)挖僅需要場(chǎng)地平整完成后，即可吊裝使用，進(jìn)入施工狀態(tài)時(shí)間快，提高工作效率，無(wú)需進(jìn)行泥漿池開(kāi)挖而造成環(huán)境破壞，有利提高樁基標(biāo)準(zhǔn)化施工、保護(hù)自然環(huán)境。

1樁基泥沙分離及再利用技術(shù)樁基泥沙分離技術(shù)主要采用兩種分離技術(shù)，分別為采用設(shè)置在施工現(xiàn)場(chǎng)可以靈活調(diào)用的泥沙分離器及固定場(chǎng)所內(nèi)的泥漿分離站進(jìn)行分離，泥沙分離器單機(jī)投入小，可以靈活調(diào)用但單位時(shí)間分離量較小，泥漿分離站投入大，場(chǎng)所固定但單位時(shí)間分離量較大。

1.1 泥沙分離器分離及再利用技術(shù)

1.1.1 泥沙分離器配置（1）泥漿池制作要求：泥漿池采用鋼箱，分泥漿箱和鉆渣箱各1個(gè)，每個(gè)鋼箱體積約為鉆渣2倍，約20m3，施工時(shí)每個(gè)墩位配置一套。（2）高壓泥沙分離器：采用型號(hào)為WFL-200，功率48.6kW/h，處理泥漿能力200m3/h。 （3）真空高壓泵：功率5.5W/h。

1.1.2 泥沙分離器施工工藝鉆孔樁為水基泥漿其物理性質(zhì)分析。施工后產(chǎn)生的廢泥漿主要是由水、粘土、鉆渣和泥漿處理劑組成的懸浮液和膠體溶液的混合物。其含水量高達(dá)60%~90%，pH值一般為7~9，呈堿性。固體顆粒的粒度分級(jí)較差。制漿粘土通常為膨潤(rùn)土，有效成分為蒙脫石。水中的成分水合后，它們與水分子結(jié)合形成層狀結(jié)構(gòu)。有些粘土顆粒可以小于0~2μm形成膠體；鉆渣是不溶于水或分散于水中的各種巖屑，以較大的顆粒懸浮在泥漿中。鉆井泥漿主要由水和固體顆粒組成，可長(zhǎng)期維持懸浮體系。固體顆粒的顆粒組成對(duì)泥漿的性能有很大影響。礫石和沙子顆粒較大，容易沉淀和分離，而粘土顆粒表面帶有負(fù)電荷。在電場(chǎng)的作用下，水中的陽(yáng)離子被吸引并分布在粒子周圍。水分子是極性分子，在電場(chǎng)中定向排列，形成雙電層結(jié)構(gòu)，顆粒間不易絮凝沉淀，泥漿可長(zhǎng)時(shí)間保持渾濁，不易分離。

Slurry Filter Press分離站通過(guò)泥漿泵將鉆孔泥漿從樁基孔口設(shè)置的集水井處抽送至泥砂分離器入料口，入料口接入高壓分離器，通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)泥砂雜物的離心分級(jí)分層，將濃縮的細(xì)砂經(jīng)沉砂嘴輸送至振動(dòng)篩，經(jīng)振動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)篩振動(dòng)實(shí)現(xiàn)細(xì)砂脫水過(guò)程，脫水篩尾部接入砂料收集箱，砂水分離后砂直接排入砂料收集箱。其它泥、粉及雜物等經(jīng)高壓分離器溢流口排入返料箱，經(jīng)由返料箱篩分處理，篩分砂料進(jìn)入振動(dòng)篩，其他泥、粉及雜物等排入清洗槽內(nèi)，當(dāng)清洗槽內(nèi)液面達(dá)到設(shè)定高度時(shí)，經(jīng)出料口排出至泥漿收集箱內(nèi)。振動(dòng)篩回收物料時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)篩網(wǎng)大小以及振動(dòng)機(jī)振動(dòng)頻率改變回收物料的重量濃度，一般為70%~85%。改變高壓分離泵泵轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)溢流水量、更換出砂嘴實(shí)現(xiàn)控制調(diào)節(jié)分離泥砂的細(xì)度模數(shù)。

1.2 泥沙分離站分離及再利用技術(shù)

1.2.1 泥沙分離站設(shè)備性能參數(shù)主要設(shè)備為泥漿凈化器和壓濾系統(tǒng)等，詳見(jiàn)表2。

本工藝在單個(gè)泥漿處理站中需要的場(chǎng)地面積約為1600m2左右，不含渣場(chǎng)。渣場(chǎng)主要用以臨時(shí)堆放濾餅和砂，所需的具體面積由實(shí)際情況決定。

1.2.2 泥沙分離站分離工藝泥沙分離站采用固液分離處理技術(shù)。通過(guò)添加助濾劑，其作用是改變泥漿中粘土顆粒的表面性質(zhì)，使細(xì)顆粒聚結(jié)，破壞泥漿的穩(wěn)定性，在機(jī)械輔助分離條件下更容易分離。泥漿脫水采用機(jī)械脫水法。常用的脫水設(shè)備有板框壓濾機(jī)、真空吸濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)等。與其他脫水方法相比，板框壓濾機(jī)適用于各種性質(zhì)的泥漿，無(wú)粘性顆粒堵塞和粗顆粒磨損。在所有處理方法中，處理后的泥漿含水量最小，處理效果好，另外板框式壓濾機(jī)耗電量小，雖然不能進(jìn)行連續(xù)處理，但可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)廢泥漿進(jìn)行連續(xù)處理。≥30μ3 以上的砂顆粒通過(guò)旋流篩分進(jìn)行脫水排出，這樣減少了后續(xù)分離的工作量，具有良好工程特性的砂可作為建筑用砂進(jìn)行資源回收；處理后的泥漿應(yīng)按比例加入適量助濾劑進(jìn)行調(diào)整，用量應(yīng)根據(jù)泥漿的最佳絮凝效果和分離效果確定。充分?jǐn)嚢韬螅瑧?yīng)使其沉淀，并通過(guò)壓濾機(jī)泵泵入壓濾機(jī)隔膜和腹板之間的間隙。板框式壓濾機(jī)由交替排列的濾板和濾框組成，形成一組過(guò)濾室。過(guò)濾室內(nèi)用濾布包裹，泥漿填充在過(guò)濾室內(nèi)。在壓力作用下，泥漿通過(guò)濾布，固體留在濾布上，逐漸積聚在濾布上形成濾泥餅，水通過(guò)濾布排出。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的壓濾后，泥漿被分離成高硬度的泥餅和無(wú)固體的清潔水。經(jīng)過(guò)兩步處理，廢泥漿實(shí)現(xiàn)固液分離。分離過(guò)程共包括三部分：旋流篩分，化學(xué)絮凝和壓濾處理。通過(guò)泥漿分離站分離處理，使固液分離，使污染的泥漿變成了無(wú)污染可利用的三類材料：即粗顆粒為砂，可用于混凝土或砌體工程； 細(xì)顆粒為土，可制磚；潔凈的水可以用于澆花、沖洗場(chǎng)地等。

2 應(yīng)用效果經(jīng)過(guò)實(shí)際樁基施工過(guò)程中對(duì)泥砂分離器的使用，泥砂分離器應(yīng)用效果主要有以下幾個(gè)方面。

（1）傳統(tǒng)樁基施工泥漿采用機(jī)械開(kāi)挖泥漿池，人工砌筑泥分離漿池及沉淀池，通過(guò)沉淀池進(jìn)行自然沉淀實(shí)現(xiàn)泥漿分離，泥砂分離器分離過(guò)程較傳統(tǒng)泥漿池分離速度更快，每小時(shí)渣料篩分能力達(dá)到25~80t，有效保證泥漿循環(huán)。

（2）采用泥砂分離器對(duì)鉆孔過(guò)程泥漿中的細(xì)砂進(jìn)行篩分，篩分粒度為20~60μ2 之間 ,并單獨(dú)排出，有效降低了樁基鉆孔及清孔時(shí)泥漿的含砂率，凈化后泥漿含砂率＜2%，實(shí)現(xiàn)漿液再利用同時(shí)保證了泥漿護(hù)壁的性能，有效提升了樁基的成孔成樁質(zhì)量。

（3）篩下物最大含水率＜30%，篩分細(xì)砂集中收集，使得細(xì)料得到充分回收，較傳統(tǒng)方法大大的減少了分離泥砂工作量，降低了施工成本。

（4）細(xì)砂及其他廢水、泥、粉和雜物等均為分開(kāi)集中排放，有效避免了施工過(guò)程中的泥漿外溢對(duì)施工場(chǎng)地周邊環(huán)境衛(wèi)生造成的污染，提高了施工環(huán)境水土保護(hù)。

（5）泥砂分離器體積小，可移動(dòng)，對(duì)周圍地形要求小，可適用各種復(fù)雜條件下的樁基鉆孔施工中，可隨樁機(jī)一起進(jìn)場(chǎng)退場(chǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)移，機(jī)動(dòng)性好，方便簡(jiǎn)捷，實(shí)用性高。

（6）有利作保持施工場(chǎng)地清潔，提高標(biāo)準(zhǔn)化施工。

3 應(yīng)用前景當(dāng)前工程建設(shè)中所產(chǎn)生的廢棄泥漿直接外排所需的成本越來(lái)越高，鑒于全社會(huì)環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)和管理不斷完善，通過(guò)簡(jiǎn)單直接外排的方式處理廢棄泥漿的辦法與環(huán)保理念和社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)相悖。我部泥漿零排放項(xiàng)目，采用工程廢棄泥漿現(xiàn)場(chǎng)集中處理，對(duì)所產(chǎn)生的渣土等中間材料進(jìn)行資源化利用，實(shí)現(xiàn)工程廢棄泥漿處理零排放和廢料渣土資源化循環(huán)利用，通過(guò)實(shí)施過(guò)程中工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)、成本控制和數(shù)據(jù)分析，有效降低工程施工產(chǎn)生泥漿對(duì)周邊環(huán)境的影響，降低項(xiàng)目綜合成本，提高項(xiàng)目綜合效益，為泥漿零排放和資源化技術(shù)在后續(xù)類似工程中的應(yīng)用及標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施提供借鑒和參考。從目前情況來(lái)看，雖然沒(méi)有體現(xiàn)出很大的經(jīng)濟(jì)效益，但是，在環(huán)境保護(hù)，標(biāo)準(zhǔn)化，工程創(chuàng)優(yōu)，工程亮點(diǎn)上取得了業(yè)主、監(jiān)理的肯定和好評(píng)，業(yè)主也因此而大力推廣，起到了先行標(biāo)的示范作用。

4 結(jié)語(yǔ)本次根據(jù)泥砂分離技術(shù)在工程實(shí)例應(yīng)用過(guò)程及效果，對(duì)泥砂分離器應(yīng)用情況總結(jié)如下。

（1）樁基施工過(guò)程中泥砂分離器需結(jié)合泥漿箱一起使用，通過(guò)泥漿箱分別收集泥砂分離器排放的細(xì)砂及廢水、泥粉等雜物。

（2）泥砂分離器使用過(guò)程需注意對(duì)排出的泥漿進(jìn)行定期轉(zhuǎn)運(yùn)，避免堆積使得泥漿滿溢，造成場(chǎng)地污染，利用環(huán)境保護(hù)，有效提高樁基標(biāo)準(zhǔn)化施工。

（3）泥沙分離器一次性投入一套成本5.8 萬(wàn)元（泥沙分離器1.8 萬(wàn)元，鋼制泥漿箱及沉淀箱4 萬(wàn)元），循環(huán)利用 ,以本項(xiàng)目187 個(gè)墩臺(tái)為例進(jìn)行成本測(cè)算，同時(shí)施工按30 臺(tái)樁機(jī)配置，可重復(fù)利用6 次（仍可繼續(xù)使用），單項(xiàng)目成本為0.3 萬(wàn)元 /墩（鋼箱成本基本不受損可不考慮成本損失），使用2 個(gè)項(xiàng)目以上成本可降低至0.15 萬(wàn) /墩，殘值仍可在利用，開(kāi)挖泥漿池成本約0.3 萬(wàn)元 /墩，且成本基本無(wú)法再利用，使用泥沙分離系統(tǒng)可有效降低成本。

（4）其他類似于樁基施工需對(duì)施工廢水進(jìn)行分離處理的施工環(huán)境，可考慮使用泥砂分離器及泥沙分離站進(jìn)行處理，保護(hù)環(huán)境的同時(shí)節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。

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