摘要：結(jié)合工程實例，介紹泥漿處理系統(tǒng)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(yīng)用及實施效果。通過一系列不同類型的絮凝劑的試驗,發(fā)現(xiàn)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 種分離工藝實驗:真空吸濾法、壓濾法、泥漿分離機。通過比較實驗發(fā)現(xiàn):吸濾法效果差,原因是泥漿沉降在下層,抽真空時,泥層變得較密實,水難吸濾出。壓濾法效果尚可但考慮如用到現(xiàn)場需配置壓濾機,但這種泥漿水含泥量很高, 壓濾機過濾網(wǎng)極易堵塞，不適于使用壓濾機,所以也很難用于施工現(xiàn)場。泥漿分離機的處理效果比上述兩種方法好得多，我認(rèn)為化學(xué)絮凝與泥漿分離機相結(jié)合的處理工藝在樁基工程施工現(xiàn)場具有較好效果。供類似工程借鑒。
建筑打樁（樁基）技術(shù)是非開挖方式中的前沿技術(shù),作為泥水打樁（樁基）主要系統(tǒng)之一的泥漿處理系統(tǒng)直接影響施工進(jìn)度、質(zhì)量，這種技術(shù)的應(yīng)用，面臨的突出問題之一就是泥漿的處理和合理應(yīng)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(dá)100 m3/h，而且地質(zhì)條件復(fù)雜，有穩(wěn)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(shè)備具有良好的地層適應(yīng)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(biāo)，利于泥漿的重復(fù)使用，有利于提高工程質(zhì)量，同時節(jié)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(tǒng)分離成土砂和可循環(huán)利用的泥漿，以土砂的形式用汽車運走。
2 技術(shù)方案
2.1 旋挖鉆機對泥漿處理系統(tǒng)的要求
2.1.1 對泥漿處理系統(tǒng)能力的要求，旋挖鉆直徑：Φ580 mm一環(huán)長度：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(biāo)(處理結(jié)果)的要求為了維護(hù)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(tǒng)是旋挖鉆正常掘進(jìn)的重要保障，處理系統(tǒng)必須在旋挖鉆施工中萬無一失，做到百分之百的可靠。本處理系統(tǒng)的可靠性主要表現(xiàn)在幾個方面：（1）整體設(shè)計的可靠性，即對渣漿處理的及時性、漿液質(zhì)量的適應(yīng)性；（2）處理能力的富裕配置，包括設(shè)備整機和組配設(shè)備的備用功能；（3）設(shè)備本身的性能、質(zhì)量、使用壽命等的可靠性；（4）通過管路系統(tǒng)及閥組對各組設(shè)備進(jìn)行切換，互為備用。
2.1.4 控制系統(tǒng)的整合泥水在旋挖鉆機至泥水處理系統(tǒng)之間的循環(huán)是由泥水輸送系統(tǒng)實現(xiàn)的，旋挖鉆機開挖出來的土砂進(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(tǒng)，在泥水處理場進(jìn)行處理，分離后的泥水經(jīng)調(diào)整密度，粘度等指標(biāo)后再泵回開挖面，如此循環(huán)。
2.2 泥漿處理系統(tǒng)的工作原理
泥漿處理系統(tǒng)由泥漿進(jìn)料系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、除砂凈化系統(tǒng)、泥漿分離機、排渣系統(tǒng)，回收泥漿槽和調(diào)配泥漿槽組成。打樁（樁基）施工時可根據(jù)環(huán)境系統(tǒng)的設(shè)計選配泵送系統(tǒng)，保證泥漿的合理流量及壓力輸送至除渣凈化分離系統(tǒng)內(nèi)，經(jīng)除砂分離及脫水后清除大部分砂質(zhì)顆粒，當(dāng)旋挖鉆機在砂礫石層或中砂層掘進(jìn)時，泥漿經(jīng)除砂凈化系統(tǒng)后已滿足要求。這時可轉(zhuǎn)換出漿口閥門，凈化后泥漿可直接進(jìn)入回收泥漿槽，由制漿系統(tǒng)的高速制漿機在調(diào)配泥漿槽內(nèi)適時調(diào)漿后泵送回旋挖鉆機。當(dāng)旋挖鉆機在粉土、粉砂層掘進(jìn)時，除砂凈化系統(tǒng)不足以將泥漿比重及含砂量降至合理范圍內(nèi)時，可轉(zhuǎn)換加藥閥門使用藥液除砂凈化系統(tǒng)?？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(diào)整槽，經(jīng)調(diào)漿后泵送回井下。
2.3 泥水處理系統(tǒng)
2.3.1 系統(tǒng)的建立為了達(dá)到兩臺旋挖鉆機所需的穩(wěn)定泥漿指標(biāo)，實現(xiàn)泥水分離的理想效果，根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造及粒徑比例分布和單位時間內(nèi)的處理量，設(shè)計本系統(tǒng)。本系統(tǒng)由兩用一備三臺泥漿分離機凈化系統(tǒng)，一套加藥系統(tǒng)等組成。
2.3.2 泥漿處理工藝流程泥漿處理工藝流程圖(見附圖)。 
旋挖鉆機掘進(jìn)后由排泥管排出的泥渣經(jīng)過處理設(shè)備進(jìn)行凈化處理，若處理后的泥水含砂率滿足要求，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(tǒng)處理設(shè)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)過處理和加藥處理篩選出來的碴土運送到指定的棄碴場堆放。泥漿溢流進(jìn)入調(diào)整槽后，若泥漿量過剩則可以將泥漿排進(jìn)棄漿池儲存起來，泥漿量超出棄漿池容量時泵送到附近的運輸載體上運送到棄漿場；若泥漿量不能滿足需求量時，則可以用抽漿機進(jìn)行人工造漿進(jìn)行補漿。當(dāng)調(diào)整槽的泥漿濃度滿足要求時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；若泥漿濃度太低，則制漿進(jìn)行調(diào)節(jié)加大泥漿濃度后泵送到旋挖鉆機。
2.3.3 處理設(shè)備的備用和安全性保障
（1）設(shè)備配置的備用性。根據(jù)排泥流量，先用排泥設(shè)備進(jìn)行處理，再排入沉淀槽進(jìn)行溢流的工藝流程。此時每臺旋挖鉆機排出泥漿所需的處理設(shè)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足處理要求，剩余一套泥漿分離機備用，而且設(shè)備間可以通過管路切換互為備用，這樣設(shè)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發(fā)生故障的機率非常小，況且棄漿池存有大量的滿足旋挖鉆機要求的泥漿,在經(jīng)過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也可以保證盾構(gòu)機正常掘進(jìn)約二環(huán)，也可以給設(shè)備的搶修充裕的時間。所以，此備案也能保證施工的正常進(jìn)行，不會延誤工期。
（2）系統(tǒng)的安全性整機處理碴漿能力大，達(dá)到100 m3/h；凈化除砂率高，可達(dá)95%以上。操作簡單的泥漿分離機處理系統(tǒng)故障率低、安裝、使用及維護(hù)方便，使用效果好，分離效率高，可適應(yīng)于各種打樁（樁基）施工中在不同地層的施工過程。具有結(jié)構(gòu)先進(jìn)、通用化程度高、運轉(zhuǎn)可靠及拆裝維修方便等優(yōu)點；可保證設(shè)備的長期正常運轉(zhuǎn)。電氣控制采用了變頻啟動控制系統(tǒng)（可用PLC實現(xiàn)全自動控制），接線簡單，抗干擾能力強，維護(hù)、維修方便。
3 實施效果
（1）完全滿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，避免因泥漿排放問題造成環(huán)境污染，利于環(huán)保。
據(jù)了解, 該工程原先用槽罐車運送泥漿水,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(xiàn)場泥漿水處理,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(hù)城市環(huán)境,做到現(xiàn)場文明施工。我們擬進(jìn)一步采用復(fù)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(jié)能效果顯著。運轉(zhuǎn)噪音低，有利于改善工作環(huán)境。
