王言真 童鵬威
(中交水利水電建設有限公司,浙江 寧波 315200)
軟土地基在我國沿海和內(nèi)陸地區(qū)都有相當大的分布區(qū)域,占用場地大。其中,淤泥或淤泥質(zhì)土是軟土地基中最不利的地質(zhì)條件,其具有含水量高、含鹽量高、力學性能差等特性,不可直接應用于回填。需對淤泥進行固化等一系列處理后才能使其變成合格的基質(zhì)用于回填堆場。為節(jié)約工程成本,縮短工程工期及環(huán)保施工,需對淤泥固化施工現(xiàn)場進行材料、質(zhì)量、安全、環(huán)保等方面的監(jiān)管控制,以使淤泥的固化效率與絞吸船吹填效率相匹配,固化后所得固化土質(zhì)量符合設計文件要求,并使淤泥固化的作業(yè)環(huán)境與固化土運輸現(xiàn)場環(huán)境整潔,符合環(huán)保要求,并營造良好的企業(yè)形象。
軟土的物理、力學特性主要有以下幾個指標:高天然含水量(較近于液限),大孔隙比(一般大于1),高壓縮性(ɑ1-2>0.5MPa),強度低(不排水強度Cu<20kPa),滲透系數(shù)?。╧<1×10-6cm/s)。各類軟土的物理力學指標見表1所示。
表1 各類軟土的物理力學指標統(tǒng)計[1]
由以上可知,軟土具有以下工程性質(zhì):觸變性、流變性、壓縮性高、強度低、透水性低、均勻性差。
崇武中心漁港(大岞港區(qū))地處福建中部沿海突出部,西南向為泉州灣出???,北面緊鄰湄洲灣,正面朝向閩中漁場,與臺灣島隔海相望。地質(zhì)條件屬于濱海相沉積軟土,海底土質(zhì)為淤泥。
施工安排:絞吸船將大岞港區(qū)疏浚B、C、D區(qū)的淤泥吹填至陸域形成3區(qū)(見圖1所示),利用水泵將陸域3區(qū)中的淤泥抽至固化池,再由固化設備將其固化后輸出,最后由環(huán)保卡車運至場地回填區(qū)回填。
圖1 施工總平面布置圖
為更快地接受港池吹填產(chǎn)施的淤泥,并盡可能減少固化土的運輸距離,需綜合考慮固化土臨時堆放與固化用地地質(zhì)要求等因素。該工程將淤泥固化場地設置在陸域一區(qū)靠近陸域三區(qū)南側的位置(如圖2所示),先將場地硬化以方便設備安裝,再將管道鋪設完畢并對管道進行加固處理。
圖2 固化場地平面布置圖
固化原理:泥漿通過絞吸式挖泥船管道輸送至陸域三區(qū)南側,然后利用泥漿泵將泥漿抽至沉淀罐內(nèi),加入藥水讓泥漿在沉淀罐內(nèi)進行初淀,上面的清水通過水泵直接排放余水,下部泥漿在攪拌器不斷攪拌下充分混合達到均質(zhì)效果,再經(jīng)過提升泵提升到帶式壓濾機中,加入藥劑,加速水和泥沙的分離,沉淀后淤泥在帶式壓濾機里面進行固液終端分離成干化土狀,再將干化土用輸送帶運至臨時堆場裝車外運,全程實現(xiàn)封閉循環(huán)運轉(zhuǎn),無任何污染外排[2]。
因該工程淤泥固化施工部分為分包單位施工,其用料成本不算在項目成本中,且設計對固化土質(zhì)量要求較低,即達到固化土運輸過程不滴水即可。本著積累相似工程經(jīng)驗的想法參考相關文獻并與現(xiàn)場施工人員協(xié)商對固化劑用量進行簡單實驗。根據(jù)1kg藥劑為基準,添加不同比例泥漿產(chǎn)生的固化土干濕效果見表2所示。
表2 藥劑添加比例對應效果
考慮到該工程設計要求,為節(jié)約藥劑用量,可按藥劑與泥漿比約1/5的比例進行用料。若固化土應用于承重地基或其他各類用途,固化土的質(zhì)量要求會提高,需調(diào)整藥劑材料及配合比,調(diào)整后藥劑的成本可能會增加。藥劑使用時,應制定相應的天、周或者月領用計劃,建立相關臺賬,每次領用前做好領用記錄,盡可能減少不必要的材料浪費。
固化工藝流程圖如圖3所示,固化工藝原理圖如圖4所示,施工要點及過程控制如下:
圖3 固化工藝流程圖
圖4 固化工藝原理圖
(1)泥漿初沉。施工前,將淤泥泥漿利用泥漿泵抽至沉淀罐內(nèi),加入明礬讓泥漿在沉淀罐內(nèi)進行初淀,上面的清水通過水泵進行排放余水。
(2)測量放線。待余水排放完畢,正式施工前先進行測量放線,定出邊線以及每個點位的固化范圍,確保固化處理面積無遺漏,并用紅旗做好標記,邊線誤差≤20cm。待驗收合格后,方可進行下一道工序施工。
(3)攪拌頭擺正。根據(jù)放線擺正好挖掘機,安裝好攪拌頭。檢查挖掘機的狀態(tài)??刂茢嚢桀^的轉(zhuǎn)速25~60r/min;上下移動速度2~3m/min,每個攪拌作業(yè)點預計持續(xù)3min。
(4)配制漿液。根據(jù)固化土干濕效果,參照表1按照比例確定固化劑的摻入量,配制漿液。通過變頻器控制螺旋機來控制用量,實現(xiàn)灰漿濃度的控制。
(5)固化作業(yè)。在地面上試驗噴射情況,調(diào)整噴射的壓力、下入噴射管至設計深度。操作人員及值班人員必須隨時注意漿液的初凝時間、注漿量、提升速度及冒漿量等參數(shù),并做好施工記錄,同時保證孔內(nèi)漿液上下暢通。在漿液與土粒攪拌混合后的凝固過程中,由于漿液的吸水作用,攪拌深度一般比設計深度多0.3m[3]。
(6)機具清洗。作業(yè)完成后,應將砂漿泵內(nèi)注水,以便把砂漿泵、注漿管和軟管內(nèi)的漿液全部排除,防止殘存的水泥漿將管路堵塞。真實記錄灰漿的各項參數(shù)、材料用量、異常情況及處理措施等。
(7)固化設備移位。站點作業(yè)完成,抬起攪拌頭,關閉砂漿泵。移動固化設備到下一個作業(yè)點。
固化所需的原材料泥漿是絞吸船從港池內(nèi)吹填至陸域形成3區(qū)中的淤泥與水的混合物,其固化效率與絞吸船施工效率有關,與從陸域3區(qū)內(nèi)抽取泥漿的效率有關。假定絞吸船施工正常,陸域形成3區(qū)內(nèi)泥漿充足,若想提升淤泥固化的施工效率,需結合以下幾點綜合考慮。
(1)從輸入泥絞量出發(fā),先測試固化設備的最大運行效率,結合其最大運行效率適當?shù)卦黾映樗茫蕴岣吣酀{的輸入,根據(jù)現(xiàn)場觀察,本設備投入兩臺水泵較為合適。
(2)從固化設備本身出發(fā),提高其固化效率。機器運轉(zhuǎn)速度增大,泥漿投入量增大,為使泥漿能在短時間內(nèi)充分固化則需適當提高投入藥劑的比例。
(3)從輸出角度出發(fā),淤泥經(jīng)固化后變成固化土經(jīng)輸送帶傳輸至后方臨時堆放場地,需有計劃地及時安排環(huán)保卡車運走回填。安排卡車較多會導致車輛等待時間較長,浪費資源,安排卡車較少會導致固化土堆積較多,若遇雨天會影響固化土質(zhì)量,運輸過程中也極容易污染路面。結合現(xiàn)場實際該工程采用兩輛環(huán)??ㄜ嚸扛?~2d進行1次固化土轉(zhuǎn)運。
(4)因固化所用泥漿為港池內(nèi)抽取,故攜帶有大量諸如漁網(wǎng)、塑料、鐵絲等雜質(zhì)垃圾,雖經(jīng)絞吸船吹填過程過濾大部分體積較大的垃圾,但是此類體積較小的垃圾依舊存在。這些垃圾會影響水泵、固化設備的正常運行并直接影響固化土的質(zhì)量。故該工程在水泵將泥漿導入泥漿沉淀池前增加一塊細密的漁網(wǎng)來過濾細小的垃圾,并安排專人定期清理水泵,以便固化施工順利進行。
針對崇武中心漁港(大岞港區(qū))吹填造地項目中淤泥固化處置,其淤泥固化后產(chǎn)生的水中帶有固化藥劑及固化反應后殘余的化學成分,若不經(jīng)處理直接外排,廢水就會流入大海,破壞當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。因此,在沉淀罐內(nèi)加入藥水讓泥漿在沉淀罐內(nèi)進行初淀,上面的清水通過水泵排放至陸域形成3區(qū)內(nèi)形成回流,固化過程全程實現(xiàn)封閉循環(huán)運轉(zhuǎn),無任何污染外排。
為防止運輸過程中運輸車輛造成道路污染,合理制定運輸計劃。
(1)采用環(huán)保工程車,車輛進場前需對車輛進行車況檢查,防止車輛因自身因素導致運輸過程中出現(xiàn)傾、灑、漏現(xiàn)象。
(2)嚴格控制運輸車輛每次裝車的淤泥數(shù)量,裝過多的固化土,一受顛簸容易造成固化土掉落,特別是雨天,掉落的固化土受車輛輪胎擠壓很容易污染路面。本次施工位于漁港內(nèi),臨近道路車輛行人較多,容易對公司形成造成不良的影響。
(3)確定運輸車輛在裝載現(xiàn)場與回填現(xiàn)場的進出口,并在進出口安裝水箱與沖洗裝置,以清洗車輛輪胎。
(4)結合當?shù)丨h(huán)境編制合理的運輸路線和運輸時間,在縮短運輸路徑的同時避開人流較多的路段與風景區(qū)路段,并避開人流的高峰期。當?shù)貪O民會在每日下午3:30至6:00之間在港口路邊開設魚市場,該時段人流量較多。故固化土轉(zhuǎn)運施工一般安排在上午,并在轉(zhuǎn)運施工完成后安排專人對沿途道路進行清理。
在崇武中心漁港大岞港區(qū)淤泥固化現(xiàn)場施工管理中,我們從淤泥固化施工場的選擇、固化劑的使用控制、施工工藝及過程的控制、固化效率的提升等幾個方面入手,確保了淤泥固化的質(zhì)量;對固化施工過程及固化土運輸過程作好環(huán)??刂疲顾霉袒临|(zhì)量符合要求,并使淤泥固化的作業(yè)環(huán)境與固化土運輸現(xiàn)場環(huán)境整潔,確保了施工過程符合環(huán)保要求??傊倌喙袒┕さ馁|(zhì)量與生產(chǎn)效率,必須結合現(xiàn)場的施工環(huán)境對淤泥固化各個施工流程進行有效控制,以達到高效高質(zhì)的生產(chǎn)效果,同時也應考慮當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的保護,維護公司文明作業(yè)的良好企業(yè)形象。