新型环保泥浆处理系统在板桩码头中的首次应用

刘爱国，魏 勇

（1.中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222；2.天津深基工程有限公司，天津 300222）

新型环保泥浆处理系统在板桩码头中的首次应用

刘爱国，魏 勇

（1.中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222；2.天津深基工程有限公司，天津 300222）

传统的泥浆施工工艺不能再满足现行低碳环保、节能减排的要求，新型环保成套泥浆循环置换处理系统在唐山港曹妃甸港区文丰通用杂货泊位工程中首次应用，该系统具有设备简单、工艺先进、安全环保、节约资源等优点，为今后的推广应用奠定了良好的基础。

成套泥浆循环置换处理系统；泥浆；地连墙

引 言

新型环保成套泥浆循环置换处理系统在唐山港曹妃甸港区文丰通用杂货泊位工程中首次应用。本工程位于曹妃甸工业区零加以东，岸线设计总长度为1 000 m，拟建4个通用杂货泊位，其中2个5万t级和2个3万t级泊位。码头结构形式采用T型地下连续墙板桩结构。地连墙翼墙和腹墙厚度均为800 mm，翼墙长度为4.5 m，腹墙长度为2.5 m，墙底高程分为-31.0 m 和-32.0 m，墙顶高程为0.10 m。

环保型成套泥浆循环置换处理系统通过在本工程中的应用，证明该系统具有安全可靠，应用方便，可重复利用，节约水资源，泥浆循环利用率高，泥浆分离机分离出的砂可再利用等优点。

1 新型环保成套泥浆循环置换处理系统

1.1 泥浆处理的传统方式

目前，低碳环保、节能减排成为国家发展方式转变的主题，绿色施工是建筑企业寻求新的发展模式的重要方式，绿色施工是通过科讯管理和科技进步，最大限度地节约资源与减少对环境的负面影响。国家住建部大力倡导绿色施工，将推进绿色施工作为提升企业施工现场管理水平的重要手段，作为转变观念、提高综合创效能力、实现建筑业发展方式转变的重要途径，以创建绿色施工应用示范工程为切入点，全面贯彻绿色施工导则，狠抓绿色施工工作的推动与落实，从技术创新和节能降耗要效益。

传统泥浆池往往是在现场施工完成，从泥浆本身来看，占地面积大，投入使用不及时，泥浆搅拌处理不科学，搅拌泥浆质量不稳定，泥浆池的维护得不到保障；如果在雨季，泥浆池容易积水，改变了泥浆的性能参数，使泥浆护壁功能降低甚至丧失，从而影响成槽（孔）的施工质量。

传统泥浆池中的废泥浆回收利用率较低，施工中需要不断地制备新泥浆，有时将废旧泥浆直接再利用，因为旧泥浆的性能远低于新制备泥浆，护壁效果差，直接影响成槽施工。当今社会，大力提倡文明环保施工，不仅要保证工程质量还要保证良好的施工环境、工人的生活和工作环境等，所以传统的泥浆工艺不适应时代的发展。并且工程结束时，建筑在地面上的临时泥浆搅拌池大多被填埋，这对场地的后期开发使用带来诸多隐患，如果不填埋，拆除泥浆池也存在很多困难，拆除泥浆池会造成施工成本增大、资源浪费。

1.2 系统的工作原理

泥浆质量的好坏直接关系到地连墙成槽的安全稳定，必须予以足够重视。泥浆采用优质高效的复合钠基膨润土和纯水制作，泥浆的制备和输送采用我公司研发的新型环保型成套泥浆循环置换处理系统完成。工程施工中，应根据不同的地质情况，采用合适的泥浆性能指标，以达到节约资源，保证质量的目的。新型泥浆处理系统工作流程见图1。

图1 新型泥浆处理系统工作流程

该新型泥浆处理系统可重复利用，有效节省建造泥浆池的费用，一次性投入 30万元即可摊销使用。实用新型泥浆处理系统的应用有利于节约水资源，泥浆循环利用效率高，节约原材料，例如膨润土、添加剂等，降低泥浆搅拌的费用。泥浆分离机分离出的砂可以再利用，例如可以用于填充填沙袋、铺垫软土地基等。该系统结构布局合理，性能安全可靠，绿色环保；该结构设置可根据需要进行相应变化，应用方便，适用范围广，应用效果非常显著。

该系统主要由清水池、泥浆搅拌机、新制泥浆罐、混合泥浆池、泥浆分离机及连接管道组成。

1）清水池：给泥浆搅拌机供水，保证一定的水储备量，满足搅拌需求。

2）泥浆搅拌机：搅拌泥浆，容积 2方，具有泵送特性，能够边搅拌边输送泥浆，搅拌均匀，效率高，泥浆质量稳定，而且保证环境卫生。

3）新制泥浆罐：用于储存新制泥浆，新搅拌的泥浆首先输入新制泥浆罐，由于新搅拌的泥浆量较少，所以首先要在新制泥浆罐中进行储存，保证一定的储备量，然后才能利用。新制泥浆罐中的新制泥浆可直接供给输送到开挖段、在浇筑槽段、在清洗槽段；也可以输入混合泥浆池与初步回收的泥浆混合，经处理后使泥浆再利用。新制泥浆罐本身方便清洗，清洗新制泥浆罐后的水排到混合泥浆池，与回收的泥浆混合利用，节约资源。新制泥浆、再处理泥浆输送管道，方便对接，根据需要放置阀门，利于供给泥浆和泥浆循环。

2.食品安全监管工作落实不到位。网络模式下，餐饮服务行业的食品安全质量监管工作无法得到有效落实，网络餐饮的加工及配送环节无人监管。

4）混合泥浆池：作为废泥浆回收的存储、处理装置，多个混合泥浆池设有连通器相连，在每个池中安装两个螺旋搅拌机，起到搅拌作用、并作为输送泥浆的动力源。在混合泥浆池中废旧泥浆与新制泥浆混合，通过搅拌处理后废浆中的砂石与泥浆分离，砂石沉淀，使得混合泥浆满足使用要求，到达废泥浆再利用的目的，节约资源。混合泥浆池还可以作为泥浆的稀释场所，当新制泥浆稠度较高不符合使用要求时，可以在池中加水稀释或加入添加剂，直到满足使用要求，使用方便灵活。

5）泥浆分离机：可将小颗粒的粉土、细砂分离出来，泥浆管放到槽底，通过将泥浆泵将泥浆抽到分离机内，通过泥浆分离系统中的振动筛和旋流器，将砂石颗粒分离出来，使回收分离后的泥浆的含沙量少于4 %。泥浆循环到混合泥浆池处理，同时，泥浆池通过浆管向槽内供浆，保证泥浆护壁质量，达到换浆洗槽的目的。

6）泥浆输送管：向清水池、泥浆搅拌机供水。

7）泥浆输出管：将槽段中废旧泥浆用泵抽回，通过泥浆输出管导入混合泥浆池。泥浆循环系统均以运输管道相连接，连接方式采用法兰连接，且法兰上设有控制泥浆流量的阀门。

采用该环保型成套泥浆循环置换处理系统的施工工艺，基本采用两种施工模式：第一种：清水池注水、泥浆搅拌机搅拌（清水、膨润土、添加剂按比例）、新制泥浆罐储存、泥浆输送管、地连墙槽段、用过的泥浆通过泥浆输送管回流到混合泥浆池。第二种：清水池注水、泥浆搅拌机搅拌（清水、膨润土、添加剂按比例）、新制泥浆罐储存、混合泥浆池泥浆输送管、地连墙槽段、用过的泥浆通过泥浆回收管回流到混合泥浆池、调节泥浆比重、泥浆输送管、地连墙槽段；重复以上步骤。

1.3 施工现场槽（孔）内泥浆除砂工艺

图2 泥浆净化处理工作示意

2 效果对比和检查

2.1 经济成本对比

1）本工程采用环保型成套泥浆循环置换处理系统，膨润土用量相对于其他工程项目明显减少。

2）本工程泥浆用水量明显减少。

3）本工程用电量明显减少。

见表1。

表1 工程项目对比

2.2 工程质量方面

本工程采用的环保型成套泥浆循环置换处理系统后，地连墙、锚碇墙、灌注桩的钻心取样、大应变、小应变等试验检测结果，均符合设计及相关规范要求，质量合格。

2.3 施工工期方面

本工程地连墙有效施工天数为 65天（不包括天气等客观影响因素影响），缩减工期约10天。

3 结 语

该新型环保成套泥浆循环置换处理系统实际应用的效果：1）成槽泥浆始终保持粘度在20～25 s，比重＜1.20，含砂率＜ 3 %，pH值为7～9，有效地提供了质量良好的泥浆，间接保证了T型板桩码头地连墙的成槽施工质量。2）现场未发生泥浆撒漏现象，绿色环保。3）性能可靠，操作方便，节约水资源和膨润土的投入，泥浆循环利用率高，节能高效，泥浆分离机分离出的砂可再利用。目前，该新型环保成套泥浆循环置换处理系统已被天津深基工程有限公司申请实用新型和发明专利，为今后的推广应用奠定了基础。

[1]唐方正.建筑工程中泥浆池设计思路及管理措施研究[J].建筑工程技术与设计,2015,(33).

[2]JTS 257-2008水运工程质量检验标准[S].北京:人民交通出版社,2008.

[3]冉隆林,宋凯,王军,等.环保型成套泥浆循环置换处理系 统[P].中国,B28C 9/00,2012204956326.2012-9-26.

Primary Application of New Environmental Protection Slurry-treatment System in Sheet Pile Berth Structure

Liu Aiguo,Wei Yong
(1.CCCC First Harbor Consultants Co.,Ltd.,Tianjin 300222,China; 2.Tianjin Deep Foundation Engineering Co.,Ltd.,Tianjin 300222,China)

The conventional mud construction technology cannot meet current requirements for low carbon,environmental protection,energy saving and emission reduction.New complete environmental protection slurry-treatment system by cyclic replacement is firstly applied in Wenfeng general cargo berth project at Tangshan port Caofeidian harbor.The system has the advantages such as simple equipment,advanced technology,safety,environmental protection and resource conservation,which is in favor of the system promotion.

complete mud processing system by cyclic replacement; slurry; concrete diaphragm wall

TU476+.3；U656.1+12

：B

：1004-9592（2016）06-0068-03

10.16403/j.cnki.ggjs20160617

2016-04-04

专利项目：发明专利（2012103625284），实用新型（2012204956326）

刘爱国（1983-），男，工程师，主要从事港口与航道工程施工建设工作。