袁俊相

上海市基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司 上海 200002

1 工程概況

上海董家渡金融城工程場地地處城區(qū)核心地段，開發(fā)規(guī)模巨大。該地塊擬建建筑絕大部分為地下4層結(jié)構(gòu)，基坑圍護(hù)采用地下連續(xù)墻形式，基坑開挖深度普遍約18.6 m，采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑為850、800、650、600 mm等，總數(shù)量約計(jì)8 000根，采用工程鉆機(jī)正循環(huán)自然造漿護(hù)壁成孔，產(chǎn)生廢漿量巨大。

2 工程難點(diǎn)

本工程的廢漿處置施工難點(diǎn)主要集中在以下方面：

1）本工程因?yàn)槭欠慨a(chǎn)項(xiàng)目，樁基的工作量比較大，同時(shí)工期緊，工程規(guī)模大，短時(shí)間內(nèi)大面積施工鉆孔灌注樁，大量廢漿的消納處置考驗(yàn)處置能力。

2）隨著政府對泥漿處置加大整治力度，泥漿外運(yùn)行業(yè)正在結(jié)束過去無序、惡性的低價(jià)競爭，偷倒亂倒現(xiàn)象得到根本性遏制。但在轉(zhuǎn)型期間，也造成碼頭關(guān)停、卸點(diǎn)審批不足等問題，以現(xiàn)有開放的處置點(diǎn)根本無法滿足上海眾多工地的建設(shè)需要。

3）卸點(diǎn)設(shè)置距離遠(yuǎn)。由于本工程地處市中心，而卸點(diǎn)往往位于遠(yuǎn)郊，船運(yùn)又受碼頭處置能力的限制，因此陸路運(yùn)輸時(shí)，一輛運(yùn)輸車輛往返一趟往往要4 h以上。

4）運(yùn)輸路線受限較多，早晚高峰期間廢漿運(yùn)輸車輛在一些主要道路上受限，個(gè)別大橋也受限，同時(shí)由于運(yùn)輸行業(yè)的不規(guī)范，運(yùn)輸司機(jī)往往扣分嚴(yán)重，導(dǎo)致能上路的司機(jī)數(shù)量嚴(yán)重不足。

5）現(xiàn)場場地消納固化泥漿的能力有限。由于一進(jìn)場就全面開發(fā)，可利用場地面積有限，現(xiàn)場大面積沉淀后固化的條件不足。

綜上所述，如果不能很好地解決廢漿處置的問題，將嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。必須找到一種對環(huán)境影響最低、經(jīng)濟(jì)合理，同時(shí)能保證現(xiàn)場施工進(jìn)度要求的處置方式。

3 廢漿處置方案介紹及比較

結(jié)合本工程實(shí)際情況，外運(yùn)泥漿根本上無法滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需要，基于此，分析3種可能的處置方式[1-3]：

1）產(chǎn)生的泥漿先行通過除砂設(shè)備除砂，將大的泥砂排除，處理的泥漿再循環(huán)利用，降低泥漿的損耗，剩余的廢漿通過外運(yùn)處理。

2）現(xiàn)場圍堰蓄漿，待泥漿沉淀后，抽除清水，加入石灰和水泥等固化材料，等固化土方達(dá)到外運(yùn)的程度后組織外運(yùn)。

3）利用泥漿分離技術(shù)，通過絮凝劑和泥漿充分混合攪拌后進(jìn)行絮凝，傳送至濾布進(jìn)一步過濾泥漿，最后通過滾壓將泥漿分別變成泥塊和水排出。

以上3種處置方式，第1種雖然對原純粹外運(yùn)方式進(jìn)行了改進(jìn)，緩解了一部分外運(yùn)壓力，但是由于泥漿反復(fù)回收利用后，水泥的含量相對增加，給施工質(zhì)量帶來影響，另外相對于總的處置量，通過調(diào)整仍有大量泥漿需要外運(yùn)。

第2種方案中，雖通過泥漿固結(jié)，將泥漿變成土方，解決了廢漿排放的問題，但摻入固化用的石灰、水泥等材料的土方對土壤、水源污染嚴(yán)重，破壞自然植被，影響以后再生利用，另外，現(xiàn)場必須大面積開挖蓄漿池，并存放相當(dāng)一段時(shí)間才能進(jìn)行土方外運(yùn)。

第3種方案，利用泥漿分離技術(shù)，將泥漿轉(zhuǎn)化為能夠外運(yùn)的土方，以及可再循環(huán)利用清水，避開了目前泥漿外運(yùn)遇到的瓶頸問題，同時(shí)場地占用不大，能源消耗有限，單機(jī)的泥漿日處置能力相當(dāng)可觀。

綜上所述，從現(xiàn)場實(shí)際情況出發(fā)，使用泥漿分離的方案較為適合。

4 泥漿分離技術(shù)簡介

基于泥漿分離器開發(fā)的分離技術(shù)，主要分為絮凝攪拌部分、濾布脫水部分、壓濾部分、排泥部分，除絮凝攪拌部分外，其他幾項(xiàng)集合成一個(gè)整體（圖1）。

圖1 泥漿分離器

4.1 工藝流程

1）廢漿經(jīng)過濾網(wǎng)過濾泵送至臨時(shí)儲存箱進(jìn)行攪拌后，加入到設(shè)備勻質(zhì)箱。

2）勻質(zhì)后自動進(jìn)入自動絮凝裝置，加入絮凝劑（聚丙烯酰胺）進(jìn)行絮凝。

3）泥漿絮凝后，濃縮裝置采用地心引力的原理進(jìn)行脫水，將水排入接水盤，將泥送入下層壓濾裝置。

4）濃縮后的泥進(jìn)入壓濾裝置后自動進(jìn)行漸進(jìn)式蠕動工藝，再次將水?dāng)D出。

5）擠出后的泥進(jìn)入高壓壓濾裝置，再次脫水。

6）最后把泥壓成泥餅后進(jìn)入排泥口吐出，用皮帶輸送機(jī)輸送到指定的集土坑（圖2）。

4.2 施工準(zhǔn)備

圖2 工藝流程

設(shè)備總占地面積約200 m2，設(shè)備總質(zhì)量約60t，地基壓實(shí)或硬地坪場地；設(shè)備總耗電90～100 kW/h，須配置50 mm2以上電纜；現(xiàn)場周邊設(shè)有截面積不低于40 cm×30 cm排水系統(tǒng)，方便分離水的收集及排放；設(shè)備周邊可按照施工產(chǎn)量設(shè)置集土坑，單臺設(shè)備對應(yīng)的集土坑容量不低于300 m3，如采用地面堆放，采用傳送帶輸送，單臺設(shè)備堆場面積不低于350 m2。

4.3 設(shè)備維護(hù)

設(shè)備的日常維護(hù)主要體現(xiàn)在對傳動機(jī)構(gòu)的保養(yǎng)、易損部件的更新、管路等的及時(shí)疏通等。

除了上述工作，濾布的偏移，導(dǎo)致濾布張緊度發(fā)生變化，對泥漿分離影響概率較高，日常需要經(jīng)常調(diào)整濾布糾偏裝置及濾布張緊裝置。

其次，施工間歇期，須對濾布進(jìn)行高壓清洗，防止泥漿風(fēng)干后影響濾布泥漿分離效果。設(shè)備裝有自動高壓清洗裝置，使用簡便。

5 社會效益及經(jīng)濟(jì)效益分析

5.1 社會效益

當(dāng)前，上海超高層建筑、城市綜合體、隧道、地鐵、海綿城市等工程建設(shè)如火如荼，施工過程中不可避免地產(chǎn)生大量的廢漿，相對應(yīng)的城市周邊土地資源越來越有限，環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，兩者之間的矛盾越來越尖銳。因此，如何做好廢漿的處理已成為城市建設(shè)過程中亟待解決的問題。

經(jīng)過泥漿分離技術(shù)處理后的土方含水率在40%以下（砂性土含水量可進(jìn)一步降低），解決了城市建設(shè)施工項(xiàng)目中廢漿需要外運(yùn)，處置堆放等問題。分離后的土方可進(jìn)一步用來填海、回填樁孔等，大大減少了外運(yùn)的壓力（圖3、圖4）。

分離后的水，可以回用于施工用水，節(jié)約大量的水源（表1）。

由于泥漿外運(yùn)受卸點(diǎn)、航運(yùn)及地面交通運(yùn)輸制約，處置能力有限且極不穩(wěn)定，對項(xiàng)目生產(chǎn)施工造成很大困擾。采用泥漿分離技術(shù)后，系統(tǒng)處理能力穩(wěn)定，通過設(shè)備組合能滿足施工現(xiàn)場對處置量的需求，為建設(shè)施工提供了保障（圖5）。

另外，單臺泥漿分離機(jī)的裝機(jī)功率相對低，效率高，現(xiàn)場一般都能滿足其供電。

圖3 泥漿水土分離比例

圖4 分離土處置去向比例

表1 泥漿分離前后用水對比

圖5 泥漿分離前后項(xiàng)目產(chǎn)量對比

該工藝為城市建設(shè)中廢漿排放及環(huán)境污染問題提供了徹底的解決方案。

5.2 經(jīng)濟(jì)效益

使用泥漿分離技術(shù)后的成本主要為分離技術(shù)本身的機(jī)械租賃費(fèi)、人工費(fèi)、材料費(fèi)、電費(fèi)、土方外運(yùn)費(fèi)（含挖機(jī)配合費(fèi)）等，其中土方外運(yùn)費(fèi)用占到60%。

對成本的主要不利影響因素是：

1）土方外運(yùn)單價(jià)目前相對較高，土方外運(yùn)成本占總成本比例高。

2）由于目前市場正在轉(zhuǎn)型期，廢漿外運(yùn)仍有一定市場，低價(jià)無序的競爭仍存在，導(dǎo)致廢漿外運(yùn)的單價(jià)目前雖有一定幅度上漲，但尚未達(dá)到通過市場競爭機(jī)制退出市場的程度。

對成本的主要有利因素是：

1）由于廢漿外運(yùn)極易受交通管制時(shí)間、碼頭關(guān)閉、卸點(diǎn)關(guān)閉等因素影響，對施工進(jìn)度影響很大，一旦受影響被迫停工，建設(shè)方的開發(fā)成本，施工方人員、設(shè)備待工等的損失是無法估量的。以目前市場狀況，廢漿外運(yùn)影響現(xiàn)場施工是大概率事件。

2）使用泥漿分離技術(shù)后的水可重復(fù)利用，節(jié)約水費(fèi)。

3）使用泥漿分離技術(shù)后的土方可部分用于現(xiàn)場樁孔回填、路基回填等，可進(jìn)一步降低土方外運(yùn)成本。

6 結(jié)語

通過本工程實(shí)踐，從最初使用廢漿外運(yùn)的方案，無法保證現(xiàn)場的工期要求，到最后采用泥漿分離技術(shù)解決了難題，證明該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)施工和環(huán)境保護(hù)雙贏，給企業(yè)帶來推廣該技術(shù)的動力。

這一技術(shù)對其他城市軟土地基地區(qū)的類似灌注樁施工也有借鑒意義。

基于過程中對該工藝的了解，今后可以在以下幾方面做一些改進(jìn)[4-7]：

1）進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高設(shè)備的穩(wěn)定性。提高耗材的耐久性，降低一些關(guān)鍵部位和易損傷部位的故障率。

2）提高自動化水平，降低人工成本，為工藝的推廣積累成本優(yōu)勢。

3）提高單臺設(shè)備的處置能力和集約化程度，盡可能地少占用施工現(xiàn)場空間。