1 Project Overview

國家會(huì)展中心(天津)一期工程位于天津市津南區(qū)，總建筑面 積47.86萬m2，主 要 由16個(gè) 展 廳、中央大廳、交 通 連 廊、室 外 展 場、垃 圾 站、能 源 站 組成，地下為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、勁性結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為樁基承臺(tái)、樁筏 基 礎(chǔ)，地 上 為 鋼 結(jié) 構(gòu)。展館區(qū)展廳地面加固采用400高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，共19868根，單根長約23m，共計(jì)約45.7萬m;展廳人字柱基礎(chǔ)及其他部位采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁 徑 為600，800mm，樁長為28.7～40.5m，共8338根，總混凝土澆筑量約14.2萬m3，泥漿排放量約40萬m3。

2施工重難點(diǎn)

1)工期緊樁基施工工期僅45d，須在45d內(nèi)完成19868根管樁和8338根灌注樁，同時(shí)受工藝穿插制約影響，樁基工程工期緊張。

2)泥漿外排量大，處理困難樁基施工階段日均泥漿產(chǎn)出量大于1萬m3，但泥漿卸地限額排放，運(yùn)輸困難，泥漿處理直接制約工程進(jìn)度。利用泥漿 分 離 技 術(shù)，可 減 少 水 資 源 的 投 入，進(jìn)而減少 廢 棄 泥 漿 外 運(yùn)，消除廢棄泥漿對(duì)環(huán)境的影響，同時(shí)滿足現(xiàn)場回填土方的需求。

3)土方資源嚴(yán)重匱乏本工程場地原為水塘、耕地，經(jīng)初步填墊形成，場地標(biāo)高比設(shè)計(jì)標(biāo)高低1.400m，在樁基施工后期需回填展廳部位的灰土，缺土量達(dá)7.2萬m3，土方資源嚴(yán)重匱乏。

3泥漿分離技術(shù)

3.1泥漿振動(dòng)篩分技術(shù)

傳統(tǒng)樁基施工多采用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行原土造漿正反循環(huán)鉆進(jìn)施工，施工過程中消耗2～3倍鉆孔量的自來水，產(chǎn)生約3倍鉆孔量的泥漿，泥漿難以被循環(huán)利用，處理不當(dāng)會(huì)給環(huán)境造成負(fù)擔(dān)，且 極 浪 費(fèi) 水資源。旋挖鉆 機(jī) 施 工 樁 基，具備成孔質(zhì)量好、施 工速度快的優(yōu) 勢，但需人工造漿進(jìn)行護(hù)壁，需 采 購 大量膨潤土。結(jié)合兩種工藝既能充分利用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔原土造漿，又可減少旋挖鉆機(jī)成孔護(hù)壁所需的人工造漿。通過振動(dòng)篩分處理劣化泥漿，添加調(diào)整劑后，制成穩(wěn)定液供旋挖鉆機(jī)成孔護(hù)壁使用，實(shí) 現(xiàn)泥漿的循環(huán)利用，工藝流程如圖1所示。

泥漿振動(dòng)篩分技術(shù)極大地減少了廢棄泥漿的最終產(chǎn)生量，可作為泥漿減量化技術(shù)在工程中優(yōu)先采用。3.2泥漿離心分離技術(shù)該工藝在泥漿振動(dòng)篩分技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了泥漿循環(huán)利用，對(duì)廢棄的泥漿進(jìn)行無害化處理。泥漿經(jīng)過振動(dòng)篩進(jìn)行一級(jí)分離，篩分出砂性大顆粒;將篩分后的泥漿輸入泥漿循環(huán)池，供 鉆 機(jī) 成孔施工使用。廢棄的泥漿經(jīng)振動(dòng)篩清除大顆粒后，輸入中轉(zhuǎn)箱，加入一定 配 合 比 的 絮 凝 劑，使處于懸浮狀態(tài)的細(xì)土顆粒絮凝，再通過離心設(shè)備二次分離泥漿中的黏性細(xì)顆粒，實(shí)現(xiàn)泥水分離，工藝流程如圖2所示。

泥漿離心分離技術(shù)設(shè)備集成化程度高，但工效較低，每臺(tái)設(shè)備處理泥漿量僅30～50m3/h。3.3泥漿壓濾分離技術(shù)泥漿壓濾分離工藝的泥水分離效率較高，固體分離物的含水率可調(diào)，施工效率可控。1)帶式壓濾機(jī)工作原理泥 漿 經(jīng) 輸 送 泵 進(jìn) 入混合器后，加 入 絮 凝 劑，使泥漿中的微小固體顆粒(或懸浮物)絮凝成絮狀團(tuán)塊，然后將混合器輸送至濾網(wǎng)，在重力 作 用 下，混合器隨網(wǎng)帶移動(dòng)通過楔形區(qū)、低壓區(qū)、中 壓 區(qū)、高壓區(qū)和強(qiáng)力對(duì)輥擠壓區(qū)，因此，自由水透過濾網(wǎng)背面而滲出分離，包 裹 在 土 體中的水經(jīng)過逐級(jí)增壓擠壓被排出，從而實(shí)現(xiàn)泥水分離，工藝流程如圖3所示。

該設(shè)備處理量大、處理周期短，但濾布易損壞、易堵塞，工作結(jié)束后需用大量清水沖洗，較為不便。2)板框式壓濾機(jī)工作原理板 框 式 壓 濾 機(jī) 的濾室由交替排列的濾板和濾框構(gòu)成。濾 板 表 面 有溝槽，凸出部位用以支撐濾布。濾框和濾板邊角上有通孔，組裝后構(gòu)成完整的通道，能通入懸浮液、洗滌水，引出 濾 液。由供料泵將懸浮液壓入濾室，在濾布上形成 濾 渣，直至懸浮液充滿濾室，濾 液 穿 過濾布，沿濾板溝槽流至板框邊角通道后集中排出，過濾完畢，即可通入清水洗滌濾渣。該設(shè)備適用于中小型工程的泥漿脫水處理，但處理過程易 發(fā) 生 堵 塞，需 使 用 高 壓 泵，難 以 實(shí) 現(xiàn) 連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行。

3.4泥漿固化分離技術(shù)確定上述泥漿分離技術(shù)可有效實(shí)現(xiàn)泥漿的減量化及固化處理，但 處 理 效 率 較 低，不能滿足本工程需要。本工程在泥漿循環(huán)利用的基礎(chǔ)上，對(duì)廢棄泥漿采用免壓濾直接分離固化技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)大體量廢棄泥漿的處理。4廢棄泥漿免壓濾直接固化分離技術(shù)4.1工藝原理及流程利用規(guī)劃的室外展場區(qū)域布置固化系統(tǒng)，通過設(shè)備組合，將固化劑充分?jǐn)嚢璩扇芤海c 廢 棄 泥 漿充分融合，在固化池內(nèi)養(yǎng)護(hù)3～7d，待強(qiáng)度滿足回填要求后挖出轉(zhuǎn)運(yùn)至待回填場地;也可根據(jù)回填需要，直接將融合了廢漿和固化劑的混合液泵送至回填場地，形成自密實(shí)回填土。固化劑的主要成分為水泥、硫 酸 鋁、石 膏 粉 和氯化鈣。通過室內(nèi)試驗(yàn)試配和現(xiàn)場調(diào)整，將上述成分按照一定 比 例 混 合 均 勻，制成固化劑溶液，液 體狀的固化劑經(jīng)靜態(tài)處理后可與泥漿充分融合反應(yīng)。廢棄泥漿的處理流程如圖4所示。

通過泥漿固化分離工藝，將廢棄泥漿轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)土復(fù)合物，用 于 場 地 回 填;析出清水回流繼續(xù)用作樁基施工或現(xiàn)場降塵。4.2固化系統(tǒng)固化系統(tǒng)包括固化劑儲(chǔ)存系統(tǒng)、固化劑攪拌系統(tǒng)、廢漿儲(chǔ)存系統(tǒng)、廢漿固化拌合系統(tǒng)、廢漿固化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，如圖5所示。

通過泥漿的減量化循環(huán)利用，廢棄泥漿日產(chǎn)生量約5000m3，采用免壓濾直接固化工藝，設(shè)置2套固化劑儲(chǔ)存系統(tǒng)、2套固化劑攪拌系統(tǒng)、2處下沉式廢漿池、21處固化養(yǎng)生池，按7d一 個(gè) 循 環(huán)，實(shí) 現(xiàn) 日處理 廢 漿4500m3，最大單循環(huán)固化能力3.15萬m3，基本滿足本工程對(duì)廢棄泥漿的處理需要。

4.3技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)

1)按設(shè)計(jì)方案，確定所需回填土強(qiáng)度后進(jìn)行配合比試驗(yàn)，選擇合適場地布置泥漿處理系統(tǒng)。本工程選擇前期施工不受影響的室外展場區(qū)域。

2)廢棄泥漿儲(chǔ)備系統(tǒng)選用下沉式泥漿池，固化劑攪拌系統(tǒng)選用集成式拌合系統(tǒng)，可有效保證現(xiàn)場文明施工。

3)靜態(tài)混合系統(tǒng)選用三通連接裝置，循環(huán)管內(nèi)設(shè)置螺 旋 片，可使固化劑溶液與廢棄泥漿充分融合，如圖6所示。

4)將混合后的溶液泵送至養(yǎng)護(hù)池內(nèi)自然養(yǎng)護(hù)，根據(jù)不同的使用需求，養(yǎng)護(hù)3～7d。

5)將泥漿固化形成的輕質(zhì)土復(fù)合物替代灰土，用于展廳部位場地回填，可實(shí)現(xiàn)廢棄泥漿的資源化利用，固化過程中析出的水可循環(huán)利用。廢漿直接進(jìn)行固化處理的效率高，資源化利用程度高，但需 占 用 較 大 場 地，適用于大型公共建筑或分期開發(fā)項(xiàng)目;用地緊張的建設(shè)工程項(xiàng)目則不滿足該技術(shù)的實(shí)施條件。

5結(jié)語

1)泥漿振動(dòng)篩分技術(shù)可實(shí)現(xiàn)泥漿循環(huán)利用與泥漿減量化，適用于所有樁基施工項(xiàng)目。

2)泥漿離心分離技術(shù)脫水效率高，能實(shí)現(xiàn)泥水深度分離，但 處 理 效 率 低，適用于小規(guī)模樁基施工項(xiàng)目。

3)泥漿壓濾分離技術(shù)的設(shè)備集成化程度高、占用場地小、安 裝 快 捷、工 效 較 高，但無法連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，不適用于大方量廢棄泥漿連續(xù)脫水處理。

4)泥漿直接固化分離技術(shù)處理效率高，對(duì)于大方量廢棄泥漿處理適應(yīng)性強(qiáng)，可根據(jù)工程需要調(diào)整產(chǎn)物強(qiáng)度，但 設(shè) 備 占 用 場 地 大，適用于場地寬敞的樁基施工項(xiàng)目。

5)在國家會(huì)展中心(天津)一期工程中，廢棄泥漿免壓濾直接固化分離工藝的應(yīng)用，減少了水資源投入，消除了泥漿卸地受限的影響、泥 漿 外 運(yùn) 對(duì) 環(huán)境的影響，同時(shí)加快了樁基施工進(jìn)度。固化后的產(chǎn)物完全滿足場地回填需要，實(shí)現(xiàn)了廢棄泥漿的資源化利用。

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