李海龍

摘要 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工程建設(shè)逐年增大，工程鉆孔灌注樁施工也產(chǎn)生了大量的廢棄泥漿。為降低廢棄泥漿對(duì)周邊環(huán)境造成的不利影響，文章以蘇州市東環(huán)南延快速路二期尹山湖立交工程為依托，現(xiàn)場采用化學(xué)絮凝和機(jī)械處理相結(jié)合的方式，將橋梁鉆孔的棄漿進(jìn)行固化處理，減少廢棄泥漿的外運(yùn)，并將泥漿利用于路基施工，以便減輕對(duì)工程沿線自然景觀、城市濕地公園等環(huán)境敏感區(qū)的不利影響。

關(guān)鍵詞 廢棄泥漿；污染問題；化學(xué)絮凝；機(jī)械處理

中圖分類號(hào) TU753.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）05-0102-03

0 引言

近年來，隨著工程建設(shè)的迅猛發(fā)展，公路、市政、鐵路橋梁越來越多，建設(shè)周期越來越短，黨中央把生態(tài)文明建設(shè)納入“五位一體”的總體布局。由于鉆孔樁對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性較強(qiáng)，在橋梁施工中得到廣泛應(yīng)用。泥漿的質(zhì)量影響到樁基成孔質(zhì)量及施工進(jìn)度，常規(guī)采用沉淀池自然沉淀的方法處理，無法滿足施工要求，如果不及時(shí)處理或隨意排放，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生破壞。為解決以上問題，該文依托蘇州市東環(huán)南延快速路二期尹山湖立交樁基施工，對(duì)施工過程中產(chǎn)生三十余萬方的鉆樁廢棄泥漿進(jìn)行優(yōu)化，研究廢棄泥漿的處理以及提高泥漿重復(fù)利用率，減少泥漿排放對(duì)城市周邊環(huán)境的影響，既降低了施工成本，又達(dá)到綠色施工和文明施工的要求。

1 棄漿處置方式選擇

棄漿物理處理方法中宜首選壓濾固化的方法，當(dāng)壓濾固化方法實(shí)施有困難時(shí)，可使用其他物理固化處理方法[1]。

采用化學(xué)固化方式或者物理固化方式時(shí)若添加化學(xué)絮凝劑，應(yīng)在實(shí)施前對(duì)絮凝劑進(jìn)行檢測(cè)，絮凝劑質(zhì)量必須滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[2]。

棄漿處置后，應(yīng)根據(jù)棄漿處理的數(shù)量、成本條件、技術(shù)條件、運(yùn)輸條件、現(xiàn)場條件等選擇廢棄物去向。應(yīng)首選本段土方利用，當(dāng)條件不滿足時(shí)，再選擇農(nóng)業(yè)用土或集中存放。

2 泥漿固化設(shè)備

（1）根據(jù)組成濾室的過濾元件，壓濾機(jī)包括板框式壓濾機(jī)和廂式壓濾機(jī)。

（2）根據(jù)壓緊方式不同，分為千斤頂壓緊式、機(jī)械壓緊式、自動(dòng)保壓壓緊式、自動(dòng)拉板式和隔膜壓緊式。

（3）根據(jù)濾液的流出方式不同分為明流和暗流。

（4）按濾餅的洗滌需要，劃分為可洗式及不可洗式兩種。工程中最常用的濾餅選不可洗式。

（5）現(xiàn)場根據(jù)泥漿的含水量，濾餅通?？蛇x吹氣式或不吹氣式。工程項(xiàng)目一般選不吹氣式，除非需要很干燥，才選吹氣式。

（6）實(shí)際使用過程中，一般根據(jù)使用目的而定，基本為耐高溫的玻璃纖維聚丙烯濾板、耐高溫高壓的鑄鐵球墨鑄鐵濾板。

3 壓濾法泥漿固化

3.1 泥漿生成及循環(huán)使用

（1）鉆孔樁施工過程中通過泥漿池造漿或者孔內(nèi)造漿實(shí)現(xiàn)泥漿護(hù)壁、攜渣、冷卻鉆具功能，泥漿一般都能實(shí)現(xiàn)兩次以上循環(huán)。

（2）鉆孔過程中不間斷加水，導(dǎo)致泥漿數(shù)量加大，在滿足需要的前提下，多余泥漿按照本方案進(jìn)行固化處理。

3.2 泥漿排放管線布置方案

施工前，應(yīng)科學(xué)合理地設(shè)置泥漿排放管線將泥漿匯總排放至總泥漿池，同時(shí)，在總泥漿池架設(shè)泥漿泵，將濃度、密度滿足固化要求的泥漿通過φ150 mm以上的輸送管連接至集漿池，采用電磁流量計(jì)控制泥漿輸送量。

3.3 集漿池混合攪拌

（1）泥漿與外加劑（生石灰、絮凝劑等）在集漿池內(nèi)充分融合。

（2）施工現(xiàn)場可根據(jù)要處理泥漿工程數(shù)量，儲(chǔ)存足夠數(shù)量生石灰、絮凝劑等外加劑。

3.4 廂式壓濾機(jī)泥漿固化方案

（1）進(jìn)料壓榨。外加劑（生石灰、絮凝劑等）與泥漿混合攪拌后，輸送至壓濾機(jī)進(jìn)行壓榨，并根據(jù)不同型號(hào)的壓濾機(jī)做好進(jìn)料控制[3]。

（2）清水過濾及泥餅出料。泥漿壓榨后，從濾板側(cè)邊水嘴和設(shè)置好的水槽流出清水，并排放至指定的清水池。經(jīng)壓榨固化的泥餅運(yùn)送到泥餅堆放場地[4]。

3.5 清水及泥餅處理

集中堆放的泥餅定期用渣土車清運(yùn)至外場指定地點(diǎn)進(jìn)行廢棄或再利用。

經(jīng)過6級(jí)處理的清水可繼續(xù)用于樁基施工。含有氫氧化鈣的廢水經(jīng)過藥劑處理合格后才能排放。

4 試驗(yàn)項(xiàng)目

4.1 泥漿試驗(yàn)

（1）泥漿處理前，應(yīng)檢測(cè)泥漿的比重、含水率、砂率、黏度等指標(biāo)數(shù)據(jù)，為泥漿處置方案選擇提供基礎(chǔ)。

（2）如果在施工制漿過程中加入了泥漿制漿劑，應(yīng)在泥漿處理前進(jìn)行有害雜質(zhì)檢測(cè)。檢測(cè)方法按GB 8978執(zhí)行。

4.2 水

（1）應(yīng)隨機(jī)選取壓濾水樣，采集后自然沉降30 min，取上層非沉降部分按GB 3838規(guī)定方法進(jìn)行水質(zhì)分析，并按GB 8978的方法檢測(cè)污染物含量。

（2）固液分離后，排放到地表水系中的水質(zhì)量應(yīng)滿足GB 3838規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

（3）固液分離后，水的pH值應(yīng)在6～9之間，水中污染物濃度不應(yīng)超過GB 8978的要求。

4.3 固化物試驗(yàn)項(xiàng)目

（1）采用篩分法對(duì)烘干脫水后的固化物進(jìn)行顆粒分析，了解泥漿的顆粒特征，確定土的顆粒級(jí)配范圍?？筛鶕?jù)土的顆粒大小，初步確定其工程應(yīng)用范圍。土的顆粒分析按JTG 3430的方法進(jìn)行。

（2）采用重型擊實(shí)法對(duì)固化物進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，以測(cè)試固化物的最大干密度和最佳含水率。擊實(shí)試驗(yàn)前先將固化物進(jìn)行烘干處理，然后通過外加水的方法來準(zhǔn)確獲取不同含水率的固化物試樣。將試驗(yàn)結(jié)果繪成含水率和最大干密度的關(guān)系曲線。擊實(shí)試驗(yàn)方法按JTG 3430的方法進(jìn)行[5]。

（3）采用液塑限聯(lián)合測(cè)定儀測(cè)試固化物的液、塑限，采用的試錐質(zhì)量為100 g。按照J(rèn)TG 3430中T 0118規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)。

（4）按JTG 3430中T 0148規(guī)定的方法進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，并繪制軸向應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線。

（5）采用JTG 3430中T 0103烘干法對(duì)固化后的固化物進(jìn)行含水率測(cè)試。

（6）以14 d齡期的固化物試樣為原料進(jìn)行加州承載比（CBR）試驗(yàn)，按JTG 3430的方法制件成型并浸泡96 h進(jìn)行試驗(yàn)。

（7）當(dāng)泥漿中添加制漿劑且固化物擬用于農(nóng)業(yè)耕作和環(huán)境處理時(shí)，宜按JTG 3430中土的化學(xué)成分和礦物成分的分析方法進(jìn)行化學(xué)礦物分析。

5 廢棄與再利用

5.1 水的排放與再利用

（1）排入GB 3838中Ⅲ類及以上和GB 3097中二類及以上海域的水，滿足GB 8978中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，可排放至河流、河塘等海域。

（2）排入GB 3838中Ⅳ類、Ⅴ類和GB 3097中三類海域的水，滿足GB 8978中的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，可排放至附近河流、河塘等海域。

（3）排放到設(shè)置有二級(jí)污水處理設(shè)施的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的污水，應(yīng)符合GB 8978中的三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，可排放于城市排水體系中。如城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)未設(shè)置二級(jí)污水排放處理設(shè)施時(shí)，污水應(yīng)滿足最低二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

（4）建議將符合GB 3838的水質(zhì)要求，最大限度用于施工拌和用水及養(yǎng)護(hù)用水。

（5）當(dāng)排出的水質(zhì)中絮凝劑含量較高時(shí)，可重復(fù)利用泥漿固化。

5.2 泥漿、固化物的廢棄

（1）不含有對(duì)土壤環(huán)境有害的污染物可就地處理，泥漿就地處理深度≤80 cm，并豎立明顯標(biāo)志。

（2）不含有對(duì)環(huán)境有害的固化物在處理前，應(yīng)征求當(dāng)?shù)鼐用窈驼鞴懿块T的意見，且不得對(duì)環(huán)境造成影響。

（3）廢棄的固化物表面宜選擇種草、植樹等方式進(jìn)行綠化處理。

5.3 袋裝充填

（1）固化物裝袋后可以用于圍堰砌筑、水利工程加固處理和防洪沙袋。改良處理后的固化物能夠用于永久工程，如路基填筑、場地回填等。

（2）固化物經(jīng)過處理后還可以用于非浸水重力式擋墻的回填土。

5.4 路基填筑

（1）固化物一般為粉質(zhì)土，用于二級(jí)以上公路的路基填筑施工必須進(jìn)行改良處理。

（2）具有膨脹性的固化物用于路基填筑施工必須經(jīng)過改良處理。

5.5 農(nóng)業(yè)、綠化用土

（1）固化物經(jīng)過金屬含量檢測(cè)合格后可以作為農(nóng)業(yè)種植土。

（2）固化物中鎘、汞、砷、鉛、鉻等金屬污染物控制限值見表1。當(dāng)固化物中金屬污染物含量不超過控制限值時(shí)，可以用于農(nóng)業(yè)種植。

（3）用于農(nóng)業(yè)種植體的固化產(chǎn)生物周邊做好排水系統(tǒng)，以備與現(xiàn)場排水體系相互融合。

（4）用于綠化工程的固化產(chǎn)生物中的金屬含量超過表3限值時(shí)，應(yīng)對(duì)土體中金屬對(duì)水系環(huán)境影響進(jìn)行評(píng)估。

6 泥漿處理環(huán)境評(píng)估

固化措施的可靠性是指經(jīng)壓濾固化處理后，泥漿及固化物對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響程度，共分4級(jí)（見表2）。

6.1 生態(tài)影響

（1）棄漿處理的生態(tài)影響指標(biāo)包括土壤破壞、水體破壞、水土流失及植被破壞等4項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)。

（2）棄漿處理地土壤破壞、水體破壞、水土流失以及植被破壞等按生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)（見表3）。

6.2 回收再利用

（1）回收再利用包括固相回收率和液相回收率兩項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)。

（2）固相回收率是經(jīng)壓濾固液分離后的鉆渣、土石泥沙等被利用的總數(shù)量與可回收的棄漿中固體顆?？偡搅恐?。

（3）液相回收率是經(jīng)壓濾固液分離后的滿足排放或利用水的數(shù)量與分離前計(jì)算得出的水的數(shù)量之比。

7 結(jié)論

該文通過對(duì)廢棄泥漿壓濾固化處理再利用方法的詳細(xì)介紹，可以得到以下結(jié)論：

（1）工程中鉆孔樁施工采用沉淀池沉淀處理周期長、費(fèi)用高、效果差且污染環(huán)境嚴(yán)重，安全隱患大。

（2）鉆孔樁施工產(chǎn)生的廢棄泥漿采用化學(xué)絮凝及廂式壓濾機(jī)處理方法，需要通過試驗(yàn)確定具體外加劑用量，并對(duì)處理后的清水和固化物進(jìn)行檢測(cè)，滿足排放指標(biāo)后方可排放、外棄。

（3）在施工中產(chǎn)生的廢棄泥漿采取廂式壓濾機(jī)現(xiàn)場處理裝置，泥漿處理率能達(dá)到70%，為鉆孔樁、地下連續(xù)墻等地下工程施工提供了很好的借鑒。

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