橋梁鉆孔棄漿壓濾固化處理再利用技術

李海龍

摘要 隨著經濟的快速發展，工程建設逐年增大，工程鉆孔灌注樁施工也產生了大量的廢棄泥漿。為降低廢棄泥漿對周邊環境造成的不利影響，文章以蘇州市東環南延快速路二期尹山湖立交工程為依托，現場采用化學絮凝和機械處理相結合的方式，將橋梁鉆孔的棄漿進行固化處理，減少廢棄泥漿的外運，并將泥漿利用于路基施工，以便減輕對工程沿線自然景觀、城市濕地公園等環境敏感區的不利影響。

關鍵詞 廢棄泥漿；污染問題；化學絮凝；機械處理

中圖分類號 TU753.3文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）05-0102-03

0 引言

近年來，隨著工程建設的迅猛發展，公路、市政、鐵路橋梁越來越多，建設周期越來越短，黨中央把生態文明建設納入“五位一體”的總體布局。由于鉆孔樁對地質條件的適應性較強，在橋梁施工中得到廣泛應用。泥漿的質量影響到樁基成孔質量及施工進度，常規采用沉淀池自然沉淀的方法處理，無法滿足施工要求，如果不及時處理或隨意排放，會對周圍環境產生破壞。為解決以上問題，該文依托蘇州市東環南延快速路二期尹山湖立交樁基施工，對施工過程中產生三十余萬方的鉆樁廢棄泥漿進行優化，研究廢棄泥漿的處理以及提高泥漿重復利用率，減少泥漿排放對城市周邊環境的影響，既降低了施工成本，又達到綠色施工和文明施工的要求。

1 棄漿處置方式選擇

棄漿物理處理方法中宜首選壓濾固化的方法，當壓濾固化方法實施有困難時，可使用其他物理固化處理方法[1]。

采用化學固化方式或者物理固化方式時若添加化學絮凝劑，應在實施前對絮凝劑進行檢測，絮凝劑質量必須滿足相關標準[2]。

棄漿處置后，應根據棄漿處理的數量、成本條件、技術條件、運輸條件、現場條件等選擇廢棄物去向。應首選本段土方利用，當條件不滿足時，再選擇農業用土或集中存放。

2 泥漿固化設備

（1）根據組成濾室的過濾元件，壓濾機包括板框式壓濾機和廂式壓濾機。

（2）根據壓緊方式不同，分為千斤頂壓緊式、機械壓緊式、自動保壓壓緊式、自動拉板式和隔膜壓緊式。

（3）根據濾液的流出方式不同分為明流和暗流。

（4）按濾餅的洗滌需要，劃分為可洗式及不可洗式兩種。工程中最常用的濾餅選不可洗式。

（5）現場根據泥漿的含水量，濾餅通?？蛇x吹氣式或不吹氣式。工程項目一般選不吹氣式，除非需要很干燥，才選吹氣式。

（6）實際使用過程中，一般根據使用目的而定，基本為耐高溫的玻璃纖維聚丙烯濾板、耐高溫高壓的鑄鐵球墨鑄鐵濾板。

3 壓濾法泥漿固化

3.1 泥漿生成及循環使用

（1）鉆孔樁施工過程中通過泥漿池造漿或者孔內造漿實現泥漿護壁、攜渣、冷卻鉆具功能，泥漿一般都能實現兩次以上循環。

（2）鉆孔過程中不間斷加水，導致泥漿數量加大，在滿足需要的前提下，多余泥漿按照本方案進行固化處理。

3.2 泥漿排放管線布置方案

施工前，應科學合理地設置泥漿排放管線將泥漿匯總排放至總泥漿池，同時，在總泥漿池架設泥漿泵，將濃度、密度滿足固化要求的泥漿通過φ150 mm以上的輸送管連接至集漿池，采用電磁流量計控制泥漿輸送量。

3.3 集漿池混合攪拌

（1）泥漿與外加劑（生石灰、絮凝劑等）在集漿池內充分融合。

（2）施工現場可根據要處理泥漿工程數量，儲存足夠數量生石灰、絮凝劑等外加劑。

3.4 廂式壓濾機泥漿固化方案

（1）進料壓榨。外加劑（生石灰、絮凝劑等）與泥漿混合攪拌后，輸送至壓濾機進行壓榨，并根據不同型號的壓濾機做好進料控制[3]。

（2）清水過濾及泥餅出料。泥漿壓榨后，從濾板側邊水嘴和設置好的水槽流出清水，并排放至指定的清水池。經壓榨固化的泥餅運送到泥餅堆放場地[4]。

3.5 清水及泥餅處理

集中堆放的泥餅定期用渣土車清運至外場指定地點進行廢棄或再利用。

經過6級處理的清水可繼續用于樁基施工。含有氫氧化鈣的廢水經過藥劑處理合格后才能排放。

4 試驗項目

4.1 泥漿試驗

（1）泥漿處理前，應檢測泥漿的比重、含水率、砂率、黏度等指標數據，為泥漿處置方案選擇提供基礎。

（2）如果在施工制漿過程中加入了泥漿制漿劑，應在泥漿處理前進行有害雜質檢測。檢測方法按GB 8978執行。

4.2 水

（1）應隨機選取壓濾水樣，采集后自然沉降30 min，取上層非沉降部分按GB 3838規定方法進行水質分析，并按GB 8978的方法檢測污染物含量。

（2）固液分離后，排放到地表水系中的水質量應滿足GB 3838規定的標準限值要求。

（3）固液分離后，水的pH值應在6～9之間，水中污染物濃度不應超過GB 8978的要求。

4.3 固化物試驗項目

（1）采用篩分法對烘干脫水后的固化物進行顆粒分析，了解泥漿的顆粒特征，確定土的顆粒級配范圍?？筛鶕恋念w粒大小，初步確定其工程應用范圍。土的顆粒分析按JTG 3430的方法進行。

（2）采用重型擊實法對固化物進行擊實試驗，以測試固化物的最大干密度和最佳含水率。擊實試驗前先將固化物進行烘干處理，然后通過外加水的方法來準確獲取不同含水率的固化物試樣。將試驗結果繪成含水率和最大干密度的關系曲線。擊實試驗方法按JTG 3430的方法進行[5]。

（3）采用液塑限聯合測定儀測試固化物的液、塑限，采用的試錐質量為100 g。按照JTG 3430中T 0118規定的方法進行試驗。

（4）按JTG 3430中T 0148規定的方法進行無側限抗壓強度試驗，并繪制軸向應力-應變關系曲線。

（5）采用JTG 3430中T 0103烘干法對固化后的固化物進行含水率測試。

（6）以14 d齡期的固化物試樣為原料進行加州承載比（CBR）試驗，按JTG 3430的方法制件成型并浸泡96 h進行試驗。

（7）當泥漿中添加制漿劑且固化物擬用于農業耕作和環境處理時，宜按JTG 3430中土的化學成分和礦物成分的分析方法進行化學礦物分析。

5 廢棄與再利用

5.1 水的排放與再利用

（1）排入GB 3838中Ⅲ類及以上和GB 3097中二類及以上海域的水，滿足GB 8978中的一級排放標準，可排放至河流、河塘等海域。

（2）排入GB 3838中Ⅳ類、Ⅴ類和GB 3097中三類海域的水，滿足GB 8978中的二級排放標準，可排放至附近河流、河塘等海域。

（3）排放到設置有二級污水處理設施的城鎮排水系統的污水，應符合GB 8978中的三級排放標準，可排放于城市排水體系中。如城鎮排水系統未設置二級污水排放處理設施時，污水應滿足最低二級排放標準。

（4）建議將符合GB 3838的水質要求，最大限度用于施工拌和用水及養護用水。

（5）當排出的水質中絮凝劑含量較高時，可重復利用泥漿固化。

5.2 泥漿、固化物的廢棄

（1）不含有對土壤環境有害的污染物可就地處理，泥漿就地處理深度≤80 cm，并豎立明顯標志。

（2）不含有對環境有害的固化物在處理前，應征求當地居民和政府主管部門的意見，且不得對環境造成影響。

（3）廢棄的固化物表面宜選擇種草、植樹等方式進行綠化處理。

5.3 袋裝充填

（1）固化物裝袋后可以用于圍堰砌筑、水利工程加固處理和防洪沙袋。改良處理后的固化物能夠用于永久工程，如路基填筑、場地回填等。

（2）固化物經過處理后還可以用于非浸水重力式擋墻的回填土。

5.4 路基填筑

（1）固化物一般為粉質土，用于二級以上公路的路基填筑施工必須進行改良處理。

（2）具有膨脹性的固化物用于路基填筑施工必須經過改良處理。

5.5 農業、綠化用土

（1）固化物經過金屬含量檢測合格后可以作為農業種植土。

（2）固化物中鎘、汞、砷、鉛、鉻等金屬污染物控制限值見表1。當固化物中金屬污染物含量不超過控制限值時，可以用于農業種植。

（3）用于農業種植體的固化產生物周邊做好排水系統，以備與現場排水體系相互融合。

（4）用于綠化工程的固化產生物中的金屬含量超過表3限值時，應對土體中金屬對水系環境影響進行評估。

6 泥漿處理環境評估

固化措施的可靠性是指經壓濾固化處理后，泥漿及固化物對生態環境的影響程度，共分4級（見表2）。

6.1 生態影響

（1）棄漿處理的生態影響指標包括土壤破壞、水體破壞、水土流失及植被破壞等4項二級指標。

（2）棄漿處理地土壤破壞、水體破壞、水土流失以及植被破壞等按生態環境評價標準進行評價（見表3）。

6.2 回收再利用

（1）回收再利用包括固相回收率和液相回收率兩項二級指標。

（2）固相回收率是經壓濾固液分離后的鉆渣、土石泥沙等被利用的總數量與可回收的棄漿中固體顆?？偡搅恐?。

（3）液相回收率是經壓濾固液分離后的滿足排放或利用水的數量與分離前計算得出的水的數量之比。

7 結論

該文通過對廢棄泥漿壓濾固化處理再利用方法的詳細介紹，可以得到以下結論：

（1）工程中鉆孔樁施工采用沉淀池沉淀處理周期長、費用高、效果差且污染環境嚴重，安全隱患大。

（2）鉆孔樁施工產生的廢棄泥漿采用化學絮凝及廂式壓濾機處理方法，需要通過試驗確定具體外加劑用量，并對處理后的清水和固化物進行檢測，滿足排放指標后方可排放、外棄。

（3）在施工中產生的廢棄泥漿采取廂式壓濾機現場處理裝置，泥漿處理率能達到70%，為鉆孔樁、地下連續墻等地下工程施工提供了很好的借鑒。

參考文獻

[1]鄭超， 王健青， 李奉南， 等. 鉆孔灌注樁泥水分離技術的應用[J]. 建筑施工， 2021（10）： 2019-2022.

[2]胡軍， 王寶德， 隋杰明， 等. 國家會展中心（天津）工程廢棄泥漿固化分離處理技術[J]. 施工技術， 2020（22）： 111-113.

[3]周莉， 閆相明， 周星中. 應用廂式壓濾機進行樁基廢棄泥漿固化處理[J]. 建筑施工， 2021（4）： 668-670.

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[5]吳尚東， 陳權盛， 吳鴻， 等. 廢棄泥漿的固化處理及路用性能研究[J]. 公路交通技術， 2021（4）： 70-75.