摘要：結合工程實(shí)例，介紹泥漿處理系統的工作原理及工藝流程，闡述其在建筑打樁（樁基）施工中的應用及實(shí)施效果。通過(guò)一系列不同類(lèi)型的絮凝劑的試驗,發(fā)現高分子量的HPAM 對樁基工程泥漿水的脫水最有效。對真空吸濾、壓濾和泥水分離-臥螺離心機三種泥漿分離工藝進(jìn)行了比較試驗, 在泥漿脫水分離工藝的選擇上,我們進(jìn)行了3 種分離工藝實(shí)驗:真空吸濾法、壓濾法、泥漿分離機。通過(guò)比較實(shí)驗發(fā)現:吸濾法效果差,原因是泥漿沉降在下層,抽真空時(shí),泥層變得較密實(shí),水難吸濾出。壓濾法效果尚可但考慮如用到現場(chǎng)需配置壓濾機,但這種泥漿水含泥量很高, 壓濾機過(guò)濾網(wǎng)極易堵塞，不適于使用壓濾機,所以也很難用于施工現場(chǎng)。泥漿分離機的處理效果比上述兩種方法好得多，我認為化學(xué)絮凝與泥漿分離機相結合的處理工藝在樁基工程施工現場(chǎng)具有較好效果。供類(lèi)似工程借鑒。

建筑打樁（樁基）技術(shù)是非開(kāi)挖方式中的前沿技術(shù),作為泥水打樁（樁基）主要系統之一的泥漿處理系統直接影響施工進(jìn)度、質(zhì)量，這種技術(shù)的應用，面臨的突出問(wèn)題之一就是泥漿的處理和合理應用。石油管道局西氣東輸工程(九江段)采用兩臺旋挖鉆機，排出的碴漿量達100 m3/h，而且地質(zhì)條件復雜，有穩定性差的淤泥和淤泥質(zhì)沙層，有地下水豐富的中粗砂層，有整體性較好，強度較高的微風(fēng)化沉積巖，也有巖體堅硬破碎、含高承壓水的斷層破碎帶。為此，要求泥水處理設備具有良好的地層適應性。為解決這一難題，此工程采用了用泥漿分離機處理技術(shù)后，有效地對土碴進(jìn)行分離，利于控制泥漿指標，利于泥漿的重復使用，有利于提高工程質(zhì)量，同時(shí)節約造漿材料，降低施工成本。此泥漿處理技術(shù)能取得較低的碴料含水率有利于減少環(huán)境污染。

1 總體思路

將打樁（樁基）施工中的土砂形成的泥水輸出，經(jīng)泥水處理系統分離成土砂和可循環(huán)利用的泥漿，以土砂的形式用汽車(chē)運走。

2 技術(shù)方案

2.1 旋挖鉆機對泥漿處理系統的要求

2.1.1 對泥漿處理系統能力的要求，旋挖鉆直徑：Φ580 mm一環(huán)長(cháng)度：15mm ;進(jìn)速度：100～250mm/min, 旋挖鉆機對泥漿的需求量：0.5 m3/min;臺旋挖鉆機排漿量：1.0 m3/min （以最大排漿量計算）每臺旋挖鉆掘進(jìn)各一環(huán)的最大排漿量：1.0 m3/min×60 min =60 m3

2.1.2 對泥漿指標(處理結果)的要求為了維護泥漿泵的性能，降低磨耗，減少配管的阻力，作為送漿用的泥漿，其基本特性如下：

液體比重：1.10～1.25；黏度:漏斗粘性 16～30；含砂率：5%以下。

2.1.3 對可靠度的要求泥漿處理系統是旋挖鉆正常掘進(jìn)的重要保障，處理系統必須在旋挖鉆施工中萬(wàn)無(wú)一失，做到百分之百的可靠。本處理系統的可靠性主要表現在幾個(gè)方面：（1）整體設計的可靠性，即對渣漿處理的及時(shí)性、漿液質(zhì)量的適應性；（2）處理能力的富裕配置，包括設備整機和組配設備的備用功能；（3）設備本身的性能、質(zhì)量、使用壽命等的可靠性；（4）通過(guò)管路系統及閥組對各組設備進(jìn)行切換，互為備用。

2.1.4 控制系統的整合泥水在旋挖鉆機至泥水處理系統之間的循環(huán)是由泥水輸送系統實(shí)現的，旋挖鉆機開(kāi)挖出來(lái)的土砂進(jìn)入儲漿池，經(jīng)攪拌后的高密度泥水由泥水泵泵送至泥水處理系統，在泥水處理場(chǎng)進(jìn)行處理，分離后的泥水經(jīng)調整密度，粘度等指標后再泵回開(kāi)挖面，如此循環(huán)。

2.2 泥漿處理系統的工作原理

泥漿處理系統由泥漿進(jìn)料系統、加藥系統、除砂凈化系統、泥漿分離機、排渣系統，回收泥漿槽和調配泥漿槽組成。打樁（樁基）施工時(shí)可根據環(huán)境系統的設計選配泵送系統，保證泥漿的合理流量及壓力輸送至除渣凈化分離系統內，經(jīng)除砂分離及脫水后清除大部分砂質(zhì)顆粒，當旋挖鉆機在砂礫石層或中砂層掘進(jìn)時(shí)，泥漿經(jīng)除砂凈化系統后已滿(mǎn)足要求。這時(shí)可轉換出漿口閥門(mén)，凈化后泥漿可直接進(jìn)入回收泥漿槽，由制漿系統的高速制漿機在調配泥漿槽內適時(shí)調漿后泵送回旋挖鉆機。當旋挖鉆機在粉土、粉砂層掘進(jìn)時(shí)，除砂凈化系統不足以將泥漿比重及含砂量降至合理范圍內時(shí)，可轉換加藥閥門(mén)使用藥液除砂凈化系統?？蓪⒛酀{中的砂質(zhì)清除，除砂后的泥漿由出漿口自流進(jìn)入調整槽，經(jīng)調漿后泵送回井下。

2.3 泥水處理系統

2.3.1 系統的建立為了達到兩臺旋挖鉆機所需的穩定泥漿指標，實(shí)現泥水分離的理想效果，根據地質(zhì)構造及粒徑比例分布和單位時(shí)間內的處理量，設計本系統。本系統由兩用一備三臺泥漿分離機凈化系統，一套加藥系統等組成。

2.3.2 泥漿處理工藝流程泥漿處理工藝流程圖(見(jiàn)附圖)。

旋挖鉆機掘進(jìn)后由排泥管排出的泥渣經(jīng)過(guò)處理設備進(jìn)行凈化處理，若處理后的泥水含砂率滿(mǎn)足要求，則可以直接排入沉淀槽進(jìn)行溢流沉淀，否則經(jīng)加藥系統處理設備進(jìn)行進(jìn)一步處理，然后再排入沉淀槽進(jìn)行溢流沉淀。經(jīng)過(guò)處理和加藥處理篩選出來(lái)的碴土運送到指定的棄碴場(chǎng)堆放。泥漿溢流進(jìn)入調整槽后，若泥漿量過(guò)剩則可以將泥漿排進(jìn)棄漿池儲存起來(lái)，泥漿量超出棄漿池容量時(shí)泵送到附近的運輸載體上運送到棄漿場(chǎng)；若泥漿量不能滿(mǎn)足需求量時(shí)，則可以用抽漿機進(jìn)行人工造漿進(jìn)行補漿。當調整槽的泥漿濃度滿(mǎn)足要求時(shí)要以直接由送漿泵泵送到旋挖鉆機；若泥漿濃度太濃就加清水進(jìn)行稀釋?zhuān)蝗裟酀{濃度太低，則制漿進(jìn)行調節加大泥漿濃度后泵送到旋挖鉆機。

2.3.3 處理設備的備用和安全性保障

（1）設備配置的備用性。根據排泥流量，先用排泥設備進(jìn)行處理，再排入沉淀槽進(jìn)行溢流的工藝流程。此時(shí)每臺旋挖鉆機排出泥漿所需的處理設備的能力為60 m3/h。此工程選用三臺泥漿分離機，其中每臺旋挖鉆機配套一臺泥漿分離機可以滿(mǎn)足處理要求，剩余一套泥漿分離機備用，而且設備間可以通過(guò)管路切換互為備用，這樣設備儲備能力大大增強；由于有三臺泥漿分離機工作，三臺泥漿分離機同時(shí)發(fā)生故障的機率非常小，況且棄漿池存有大量的滿(mǎn)足旋挖鉆機要求的泥漿,在經(jīng)過(guò)沉淀槽溢流沉淀后也可以輸送出大量符合送漿要求的泥漿，即使在最不利的情況下即三臺泥漿分離機都不能運行時(shí)也可以保證盾構機正常掘進(jìn)約二環(huán)，也可以給設備的搶修充裕的時(shí)間。所以，此備案也能保證施工的正常進(jìn)行，不會(huì )延誤工期。

（2）系統的安全性整機處理碴漿能力大，達到100 m3/h；凈化除砂率高，可達95%以上。操作簡(jiǎn)單的泥漿分離機處理系統故障率低、安裝、使用及維護方便，使用效果好，分離效率高，可適應于各種打樁（樁基）施工中在不同地層的施工過(guò)程。具有結構先進(jìn)、通用化程度高、運轉可靠及拆裝維修方便等優(yōu)點(diǎn)；可保證設備的長(cháng)期正常運轉。電氣控制采用了變頻啟動(dòng)控制系統（可用PLC實(shí)現全自動(dòng)控制），接線(xiàn)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強，維護、維修方便。

3 實(shí)施效果

（1）完全滿(mǎn)足旋挖鉆機正常的掘進(jìn)能力，提高了生產(chǎn)效率。
（2）處理后的泥漿質(zhì)量高，含砂率＜5％。
（3）由于經(jīng)過(guò)處理后土砂的含水率低于30％，排放量大大減少，運輸方便，避免因泥漿排放問(wèn)題造成環(huán)境污染，利于環(huán)保。

據了解, 該工程原先用槽罐車(chē)運送泥漿水,每立方至少20 元,采用了泥漿分離機處理技術(shù)后，有效地對土碴進(jìn)行分離,初步估算可降低處理費用40 %以上。采用泥漿分離機處理技術(shù)用于現場(chǎng)泥漿水處理,從根本上取代目前原始落后的處理方式,提高處理效率,降低處理費用,保護城市環(huán)境,做到現場(chǎng)文明施工。我們擬進(jìn)一步采用復合型絮凝劑,提高泥漿的脫水率以提高處理效率和降低費用。率因素高、能耗低、節能效果顯著(zhù)。運轉噪音低，有利于改善工作環(huán)境。