◎ 李騰騰 中交四航局第三工程有限公司

1.前言

水上灌注樁施工一般采用搭設(shè)鋼平臺沖孔施工的方案。灌注樁施工工藝十分成熟，但由于項目環(huán)保要求越來越嚴(yán)格，并且水上鋼平臺施工受限于施工場地和運(yùn)輸條件，泥漿處理問題成為灌注樁施工過程中一個重要痛點(diǎn)。本文根據(jù)陽江LNG項目碼頭配套工程的工程實(shí)際對水上鋼平臺灌注樁施工不同的泥漿處理方式進(jìn)行介紹并對比分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為類似項目解決問題提供參考。

2.工藝介紹

2.1 工程概況

本工程共建設(shè)1個L NG 碼頭和1個工作船碼頭，分別通過引橋與后方連接。引橋采用灌注樁基礎(chǔ)，其中LNG 碼頭引橋共406.9m，共有128 根灌注樁，工作船碼頭橋共107.9m，共有14根灌注樁。灌注樁直徑均為1.2m，樁長24～29m，樁底標(biāo)高-17.9m～-23.7m，樁頂標(biāo)高+4.9m～+6.0m。本文以LNG碼頭棧橋灌注樁施工工藝進(jìn)行介紹。

項目所在地外側(cè)有海陵島形成掩護(hù)，風(fēng)浪條件良好。設(shè)計高水位：3.51m，設(shè)計低水位：0.58m，極端高水位（50年一遇）：4.91m，極端低水位（50年一遇）：-0.36m，百年一遇高水位：5.15m。

圖1 LNG碼頭引橋平面布置圖

LNG 碼頭引橋灌注樁平面布置及典型斷面如圖2、圖3所示。

圖2 LNG碼頭引橋灌注樁平面布置圖

圖3 LNG碼頭引橋灌注樁典型斷面圖

2.2 施工工藝

該項目灌注樁施工采用沖擊鉆成孔施工工藝，沿棧橋方向搭設(shè)鋼棧橋作為施工通道，搭設(shè)鋼平臺作為沖孔平臺。鋼棧橋?qū)挾?m，每隔150m設(shè)置一個會車平臺，沖孔平臺平面尺寸為18m＊4.5m，支棧橋?qū)挾?m，兼做施工通道和施工平臺使用。鋼平臺頂標(biāo)高為+6.8m。鋼護(hù)筒采用直徑1.4m，壁厚10mm鋼管，鋼平臺施工完成后一次性施打至不透水層，鋼護(hù)筒高于平臺頂面50cm，為+7.3m。

2.3 泥漿處理方式

本文重點(diǎn)討論兩種泥漿處理的方式。第一種為漿渣混合外運(yùn)法，在鋼平臺旁搭設(shè)臨時鋼制泥漿箱平臺，將6m＊3m＊3m的鋼制泥漿箱置于平臺上，泥漿箱分為沉淀池、泥漿池，泥漿從孔內(nèi)流出后流入泥漿箱，沉淀后流入泥漿池由泥漿泵反抽回孔內(nèi)。泥漿池由挖機(jī)進(jìn)行清渣，泥渣及泥漿由運(yùn)漿車運(yùn)走。第二種為漿渣分離外運(yùn)法，將相鄰的鋼護(hù)筒以導(dǎo)管連通，用作沉淀池，由泥漿泵將含渣泥漿抽出孔內(nèi)，經(jīng)過旋流泥漿分離器，將泥渣濾出，凈漿輸送回孔內(nèi)或抽至置放于鋼平臺的泥漿箱（6m＊2m＊1.5m）中以進(jìn)行重復(fù)利用。

2.3.1 漿渣混合外運(yùn)法

泥漿制備、循環(huán)系統(tǒng)由泥漿攪拌機(jī)、鋼制泥漿箱（設(shè)沉淀池和泥漿池）、泥漿泵等組成。每個平臺外側(cè)打設(shè)4根鋼管樁，配橫梁，用于承載鋼制泥漿箱。為滿足混凝土澆筑時泥漿箱能夠容納足夠的泥漿，泥漿箱尺寸為6m＊3m＊3m。

如圖7所示，泥漿從孔內(nèi)流出后流入泥漿箱，沉淀后流入泥漿池由泥漿泵反抽回孔內(nèi)。泥漿池由挖機(jī)進(jìn)行清渣，泥渣及泥漿由運(yùn)漿車運(yùn)走。

圖7 泥漿循環(huán)平面示意圖

每個平臺設(shè)備配置見表1。

表1 施工主要機(jī)械、設(shè)備一覽表

2.3.2 漿渣分離外運(yùn)法

泥漿制備、循環(huán)分離系統(tǒng)由泥漿攪拌機(jī)、沉淀池（相鄰鋼護(hù)筒）、鋼制泥漿箱和泥漿分離器等組成。

采用相鄰樁基鋼護(hù)筒作為泥漿沉淀池。采用相鄰鋼護(hù)筒做泥漿池?zé)o需搭設(shè)臨時平臺放置泥漿箱，泥漿箱可直接置于鋼平臺上。泥漿箱主要起存放凈漿的作用，對體積要求較小。

泥漿分離器采用SHP-200型號。使用泥漿分離器有利于提高造孔質(zhì)量和造孔工效、縮短清孔時間、控制泥漿指標(biāo)、泥漿凈化回收及渣土重復(fù)利用，可以降低施工成本、減少卡鉆風(fēng)險、減少環(huán)境污染。該型號單機(jī)的最大泥漿處理量達(dá)200m/h，凈化除砂效率可達(dá)90%，裝機(jī)總功率：15-48kW，碴料篩分能力25-80t/h。

施工過程中配備20m運(yùn)渣車、運(yùn)漿車各2輛將廢料運(yùn)輸?shù)降街付ǖ攸c(diǎn)統(tǒng)一處理。

施工時由泥漿攪拌機(jī)調(diào)配泥漿。泥漿調(diào)配好后進(jìn)入泥漿池，送入鉆孔樁內(nèi)。然后從鉆孔內(nèi)循環(huán)出來的帶鉆渣的泥漿，流入相鄰樁基鋼護(hù)筒。鉆渣的泥漿由泥漿泵抽出，通過泥漿分離器，使?jié){渣分離。鉆渣由挖機(jī)集中清理，由運(yùn)渣車運(yùn)往儲料坑晾曬，凈化后泥漿回流至鋼護(hù)筒泥漿池內(nèi)，循環(huán)往復(fù)。

樁孔樁混凝土澆筑時，泥漿排往相鄰鋼護(hù)筒，可直接用于后續(xù)樁基施工，提高泥漿重復(fù)利用率，減少泥漿外運(yùn)。廢棄泥漿由具備泥漿處理資質(zhì)的專業(yè)單位外運(yùn)，進(jìn)行統(tǒng)一處理。

每個平臺設(shè)備配置見表2。

表2 施工主要機(jī)械、設(shè)備一覽表

2.4 廢棄泥漿處理

廢棄泥漿委托經(jīng)環(huán)保部門批準(zhǔn)具備泥漿處理資質(zhì)的企業(yè)進(jìn)行外運(yùn)處理。在鉆孔灌注過程中采用泥漿分離器，將泥漿中的小碎石、砂等固體顆粒物進(jìn)行分離。分離出的固體廢渣可運(yùn)至儲料場翻曬后用于回填以重復(fù)利用。

圖4 鋼平臺平面布置圖

圖5 鋼平臺立面圖及典型斷面圖

圖6 泥漿箱位置示意圖

泥漿處理公司對廢棄泥漿一般的處理方式為在泥漿水中加入絮凝劑。利用高分子絮凝劑的架橋、網(wǎng)捕、吸附和電性中和等特性，可以破壞泥漿水的穩(wěn)定性，使泥顆粒從水中迅速凝聚、沉降，從而達(dá)到泥水分離效果。

圖8 水上泥漿分離循環(huán)系統(tǒng)

3.兩種泥漿處理方式對比分析

如表3所示，從三個方面對上述兩種方案進(jìn)行對比分析：

表3 兩種泥漿處理方式對比分析表

圖9 SHP-200泥漿分離器

若采用漿渣分離外運(yùn)法，LNG項目共可減少臨時平臺20個，減少泥漿外運(yùn)量約4000m。分離后泥渣變廢為寶，不僅無需出運(yùn)處理，而且可以用作臨時場地回填等。泥渣場內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)按照場外處理價格一半計算，泥渣共約4000m。采用漿渣分離法相對于漿渣混合外運(yùn)法可減少成本113萬元。

4.結(jié)論

綜上所述，漿渣分離外運(yùn)法從經(jīng)濟(jì)性、工期和環(huán)境保護(hù)上均優(yōu)于漿渣混合外運(yùn)法。鋼平臺混凝土灌注樁施工中，采用相鄰護(hù)筒作為泥漿池和采用泥漿分離器提高泥漿利用率的施工思路值得推廣。