淺談泥漿凈化器在地連墻施工中的應用

楊發運

摘要：原始的清孔工藝，采用反循環清孔法。該種方法是將泥漿抽入沉淀池，并經過三級沉淀，析出廢渣，并用合格泥漿補入槽中。該種方法清孔速度慢，效率低，成本高。抽出的泥漿要經過三次沉淀，最終沉積出的廢渣累積厚，清理難度很大。由于基坑所處的地層淤泥、砂層較厚，且存在工程工期緊迫、環保要求高、場地狹小等各方因素，傳統的泥漿池沉淀處理工藝難以滿足本工程進度和泥漿質量方面的要求。本文結合深圳地鐵7號珠光站地連墻清孔施工，研究了黑旋風ZX-200型泥漿凈化器在珠光站地連墻施工中的應用，并結合實際采樣測試結果分析對比了泥漿凈化器的清孔效果，認為是一種經濟、有效的施工方式。

關鍵詞：地連墻施工；清孔；泥漿凈化器

中圖分類號：B819文獻標識碼： A

1.泥漿凈化器的技術參數及工作原理

在深圳地鐵7號線7301-1標段施工中，我項目特引進了黑旋風工程機械開發有限公司生產的ZX-200型泥漿凈化器，如圖1所示。該裝置主要適用于現代基礎工程施工中采取泥漿固壁、循環鉆進工藝的大口徑樁基及地下連續墻工程。該設備能夠將泥漿充分凈化，有利于控制泥漿的性能指標，提高造孔質量；同時對土碴的有效分離，有利于提高造孔工效；泥漿的閉路循環方式及較低的碴料含水率有利于減少環境污染。

1.1 ZX-200型泥漿凈化器技術參數

ZX-200型泥漿凈化器是振動篩、渣漿泵系統和旋流器組成,對旋流除砂器的進口流速、排砂嘴的直徑以及振動篩的頻率都有嚴格的要求。設備的技術參數為:

1、最大泥漿處理量達到200m3/h；

2、凈化除砂的分離粒度d50=0.060㎜；

3、碴料篩分能力25-80t/h?？筛鶕炜讬C具進尺的不同而調整；

4、篩分出的碴料最大含水率小于30%；

5、達到最大凈化除砂效率時泥漿的最大比重小于1.2g/cm3，馬氏漏斗粘度40s以下（蘇氏漏斗30s以下），固相含量小于30%；

6、能處理污漿的最大比重小于1.4g/㎝3；

7、裝機總功率：48kW；

8、設備外形尺寸(長×寬×高)：3.54m×2.25m×2.8m；

9、整機重量：4800（5000）㎏。

1.2 ZX-200型泥漿凈化器工作原理

反循環砂石泵由孔底抽吸出來的泥漿通過總進漿管輸送到泥漿凈化裝置的粗篩，經過其振動篩選將粒徑在3㎜以上的渣料分離出來。經過粗篩篩選的泥漿進入泥漿凈化裝置的儲漿槽，由泥漿凈化裝置的渣漿泵從槽內抽吸泥漿，在泵的出口具有一定儲能的泥漿沿輸漿軟管從水力旋流器進漿口切向射入，通過水力旋流器分選，粒徑微細的泥砂由旋流器下端的沉砂嘴排出落入細篩。經細篩脫水篩選后，較干燥的細碴料分離出來，經過細篩篩選的泥漿再次返回儲漿槽內。處理后的干凈泥漿從旋流器溢流管進入中儲箱，然后沿總出漿管輸送回孔。

在泥漿循環過程中，由中儲箱與儲漿槽之間的一個液位浮標保持泥漿凈化裝置儲漿槽內的液面高度恒定。一旦儲漿槽內輸出的漿量大于供給的，那么液位浮標將隨液面的下降而下落，此時中儲箱的泥漿就通過開啟的補漿管轉送到儲漿槽內，液面因此上升而恢復原狀，液位浮標也隨之上升并封住中儲箱補漿管；如果供給漿量大于輸出的，儲漿槽的溢流管將會溢流以防止儲漿槽漫漿。當要求更高質量的泥漿時，可通過減少總進漿量，重復旋流器中的泥漿分選過程以達到目的。

2.泥漿凈化器應用效果

2.1工程背景

深圳地鐵7號線珠光站位于龍珠大道與龍珠二路交叉口處，沿龍珠大道東西方向布置。其圍護結構地連墻地質從上至下分別為素填土及粉質粘性(5.6～11.6m)，粉砂及中砂(平均厚5.5m)，淤泥質粘性土(3.5～7.5m)，全分化及強分化花崗巖(平均厚5m)，局部地段有中分化花崗巖，主要分布在右線大里程端范圍內，平均厚3.5m。為驗證泥漿凈化器的使用效果，特選取珠光站W58、W59、W60、W61、W62和W63幅連續墻進行實驗對比。

2.1.1 泥漿含沙量對比

在鉆孔施工期間,對返出孔口的泥漿含砂量、經泥漿凈化器凈化后的泥漿含砂量做了仔細測試。經統計可以看出,泥漿經過凈化后,泥漿中的含砂量明顯降低,泥漿含砂量在2.2%左右,泥漿凈化器的除砂率達到了55%以上,詳見表1。

表1 珠光站泥漿凈化前后含沙量對比表

地連墻編號 泥漿凈化前、后含沙量/% 除沙率

1 2 3 4 平均

W56 凈化前 5.10 5.60 5.20 4.90 5.20 56.7%

凈化后 2.10 2.20 2.70 2.00 2.25

W57 凈化前 5.60 5.60 5.30 4.80 5.33 56.3%

凈化后 2.40 2.30 2.00 2.60 2.33

W58 凈化前 5.10 5.50 4.80 4.90 5.20 55.8%

凈化后 2.10 2.30 2.70 2.10 2.30

2.2.2清孔效率對比

通過對我站使用過泥漿凈化器和未使用泥漿凈化器的清孔泥漿比重進行統計,可以看出,使用泥漿凈化器進行清孔12h，泥漿比重達到合格；而未使用泥漿凈化器需清孔30h，泥漿比重才達到合格，效率提高了60%。詳見表2、表3。

表2 珠光站使用泥漿凈化器清孔情況

地連墻編號 孔槽內泥漿比重 泥漿情況

清孔前 清孔2h 清孔4h 清孔6h 清孔8h 清孔10h 清孔12h

W58 1.56 1.49 1.42 1.35 1.29 1.19 1.07 合格

W59 1.60 1.50 1.43 1.37 1.29 1.17 1.06 合格

W60 1.58 1.48 1.40 1.36 1.27 1.17 1.09 合格

表3 珠光站未使用泥漿凈化器清孔情況

地連墻編號 孔槽內泥漿比重 泥漿情況

清孔前 清孔6h 清孔10h 清孔16h 清孔20h 清孔24h 清孔30h

W61 1.57 1.51 1.49 1.35 1.25 1.18 1.07 合格

W62 1.63 1.57 1.50 1.35 1.26 1.19 1.05 合格

W63 1.55 1.51 1.47 1.32 1.28 1.18 1.04 合格

2.2.3經濟效益分析

泥漿凈化器的使用目的是為了降低泥漿中的渣土含量,保持泥漿的優質性能,減少廢漿的排放。對于排放出來的沉渣裝放成袋，可以用來代替沙袋，用于地下連續墻接口處的封堵。從而使得沉渣得以回收利用，不僅取得良好的經濟效益，更加有利于環境保護。

3.泥漿凈化器應用結論

ZX-200型泥漿凈化器經在深圳地鐵7號線7301-1標段珠光站的應用，取得了理想的除砂效果并帶來了一定的經濟效益。通過對使用效果的綜合分析，可以得出以下結論。

1.除砂效率高，泥漿質量好。傳統的泥漿池沉淀方法，只能保證沉淀處理后的泥漿中粒徑大于 0.1mm的砂礫含量不超過6%的效果。而使用泥漿凈化器后，可保證含砂率一般不超過4％的效果，從而有效保證了泥漿的良好質量。

2.有利于施工現場文明施工。眾所周知，泥漿施工一向是影響施工工程文明施工效果的重大環節，泥漿凈化器對提高工程文明施工的效果是非常明顯的。

3.該型號泥漿凈化器便于移動，使用方便，不受空間和場地的限制。

4.泥渣處理更為方便。使用泥漿處理設備，處理后的泥渣可收集成袋，用作地連墻的封堵。不需采用挖掘設備淘渣，不但不會因淘渣而影響泥漿池內泥漿的質量，而且排渣連續、不受時間限制，更符合施工現場文明施工的要求，有助于工程施工高質、高效、經濟、文明地進行。

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