泥砂分离器操作应用研究

陈刚

（江苏交通工程咨询监理有限公司，江苏 南京 226100）

1 泥砂分离机原理

反循环钻机泵抽吸出来的泥浆抽入泥浆沉淀池，再有泥浆沉淀池中的泥浆泵抽出泥浆进入泥砂分离器进行振动筛选，经过其振动筛选使浆、渣料分离出来。经过粗筛筛选的泥浆进入泥砂分离机的储浆槽，由输送管道自行流入泥浆池，经泥砂分离器分离出的泥砂，由泥砂分离器的出渣口排出，经晾晒后可以用于沟塘回填及路基填筑。

2 泥砂分离机选型

施工现场依据泥浆池布置、桩长、桩径、地质、钻机数量及成孔工艺选择合适的泥砂分离机，确保施工过程中泥浆净化池中泥浆含砂率不大于4%，清孔过程中泥浆池中泥浆含砂率不大于2%。现场采用ZX-250型泥砂分离机。

3 施工准备

3.1 平面布置

桥梁处泥浆池3～4排桩设置一处大型泥浆净化池和循环池。泥浆池设置在远离便道的另一幅桥，泥浆池尺寸20m×15m×2m，净化池和循环之间相互隔断。泥浆池四周采用10cm砂浆抹面，四周安装1.2m高定型化防护围栏,围栏上张挂安全警示标牌。

泥浆池旁边垂直线路方向设置泥砂分离机和泥浆临时堆放场地，便道和泥砂分离机之间设置钢板或砖渣支便道，用于挖机和渣土车进出。

便道另一侧延线路方向设置电缆、配电箱。钻机及导管等设置在相邻跨，两者之间互不干扰。

钻孔桩施工前，第一根桩在循环池按照传统方法制浆。造浆根据地质情况采用膨润土造浆。造好的泥浆进行泥浆测试，满足规范要求后方可开钻。

3.2 泥砂分离机安装

每个泥浆池配置泥砂分离机1台，按照要求如下布置：

（1）泥砂分离机距离泥浆池较近，缩短泥浆泵管长度，保证泥浆输送流畅，可设置在泥浆池端部或中部的外侧。

（2）泥砂分离机较重，设备安装前需要平整场地，地质较好时进行平整、碾压铺设钢板。地基松软时则应填筑碎石处理。

（3）设备底座水平方向的倾斜度不超过1%。

3.3 临时用电

施工现场钻孔桩、泥砂分离机主要采用沿线的网电，不足时采用发电机组补充。

钻孔桩施工前需按照《临时用电施工组织设计》布置电缆、各级配电箱以及各种安全防护安全设施，组织对完成的临时用电进行验收。

现场二级电箱设置防雨棚，专职电工负责日常管理，电缆线禁止随地布设，用电设备采用“一机一箱一闸一漏”。

施工现场的临时用电，严格按照场地规划布置图的规定执行。

3.4 设备验收及调试

进场的机械设备由责任工程师和设备员共同进行验收，符合要求后上报总监办申请验收，并在显著位置张贴机械编码、二维码、以及机械操作规程等。

设备正式启用前，应先检测各级电器运作是否正常，空载运行正常，各电压表和电流表的工作数据正常后，设备才能正式运用。

4 泥砂分离机操作和使用

4.1 泥砂分离机流程图

采用泥砂分离机的钻孔桩施工总体流程如图1所示。

图1 泥浆分离流程图

4.2 泥砂分离机管线布置

钻孔桩施工中采用泥砂分离机进行泥沙分离工艺。泥浆池设置循环池和净化池，两个泥浆池相互隔断。

泥砂分离机泥浆进管设置在泥浆净化池中，尽量靠近钻孔桩出浆口。

泥砂分离机泥浆出管设置在泥浆循环池中，泥砂分离机的二次净化装置溢出泥浆进入泥浆池循环使用，如图2所示。

图2 泥浆循环图

4.3 泥砂分离机操作和使用

在启动设备前，需将电控柜支架的四颗联接螺栓M12×55拧松，使之与电控柜的联接处于松动状态，以便于电控柜底部的四个隔振器在工作过程中起到隔振作用。

启动顺序：合上空气开关，接通主电源→启动振动筛→启动渣浆泵→定期开启反冲系统。

启动时间：钻孔桩钻进10m开始使用，一清结束后关闭。导管安装后和二次清孔同步开启、关闭泥砂分离机。

停止顺序：停止泥浆供应→处理储浆槽内的剩余泥浆→停止渣浆泵的运转→脱水筛运转直到旋流器内空载→停止振动筛的运转→剩余泥浆清理→清水运转或清理。

4.4 泥浆性能记录

为确保泥砂分离机分离效果，施工中责任工程师对泥砂分离器分离效果进行记录，按照桩位记录泥砂分离机使用时间、进出泥砂分离机的泥浆性能、渣土分离量。记录频率和方法，如表1所示。

序号 项目 试验方法 频次 备注1 泥砂分离机使用时间 时钟 开停机2 泥砂分离机进口泥浆参数 泥浆测试 2h 3 泥砂分离机出口泥浆参数 泥浆测试 2h 4 渣土分离量 卷尺 2h 清渣时

4.5 钻碴清理和处理

泥砂分离机分离的渣土采用挖机就近在场地上打堆、整理。临时渣土可分层堆放。分离的渣土及时运至堆土场堆放，在钻孔桩现场临时堆放的渣土高度不超过3m。

5 安全和环保措施

5.1 安全措施

5.1.1 施工现场安全措施

（1）做好现场的平面规划，泥砂分离机工作区、渣土堆放区和钻孔桩作业功能区相互分开。

（2）施工场地准备、便道通行，必须满足标准化要求。

（3）做好临时用电规划、电箱设置必须满足标准化要求。二级电箱设置防雨棚，专职电工负责日常管理，电缆线禁止随地布设，用电设备采用“一机一箱一闸一漏”。

（4）泥砂分离机的操作人员应经过现场培训，熟悉操作规程。

5.1.2 泥砂分离机操作安全措施

（1）泥沙分离器使用前，必须对工人进行培训交底，使操作工人掌握泥砂分离机操作技能、并能熟知现场安全危险点。

（2）机械安装完成后，由作业队专业电工对电控柜内各电子元件及线路进行检查，对松动的部分进行紧固。

（3）设备正式启用前，应检测各级电器元件运作是否正常，空载运行正常，各电压表和电流表的工作数据正常后，设备才能正式运用。

（4）电路出现故障时非工作人员不得擅自打开电控柜检查，等待专业人员进场检查维修。

（5）当泥浆池液面低于吸浆管口时，应立即停泵以防止渣浆泵空转。

5.2 环保措施

钻孔桩施工中采用泥砂分离机工艺，除保证泥浆不外溢以及泥浆处置措施符合环保要求外，需要对分离的渣土做好环保措施：

（1）泥砂分离机开启时，分离的渣土每隔2h采用挖机进行一次清理。

（2）泥砂分离机分离的渣土就近在场地上打堆、整理。

（3）渣土可分层堆放；堆土高度超出1m后堆土边坡上层不陡于1:1。边坡进行按压，使得边坡具有一定的压实度，保证边坡的稳定。

（4）当泥沙分离连续作业时，临时渣土堆放区可暂不覆盖。当施工现场临时堆放的渣土裸露时间超过8h时，应及时覆盖6针密目网。

（5）分离的渣土应及时运至堆土场堆放，在钻孔桩现场临时堆放的渣土高度不超过3m。

6 结语

本文全过程使用泥沙分离器与未使用泥沙分离器进行了一个功效对比，对比同类型试桩资料，在达到同等清孔效果的情况下，试桩时二次清孔所需时间平均在3h15′，效率低下，安全风险很大。在采用了泥沙净化装置后，二次清孔时间平均为33′，平均沉渣厚度6cm，二次清孔时间缩短了约83%，极大地提升了功效、清空效果和安全度。