压滤机在混凝土灌注桩次生泥浆消纳中的应用

混凝土灌注桩成孔施工过程中不可避免地会产生次生 泥浆，给工程现场的文明施工带来较多的困扰，滋生的工 业废土、废水存在较多浪费。 根据《中华人民共和国大气污染防治法》第69条的 规定，施工单位应当制订具体的施工扬尘污染防治实施方 案；JGJ 59—2011《建筑施工安全检查标准》第3.2.3条规 定，施工现场应有防止泥浆、污水、废水污染环境的措 施。由QC（质量管理）小组将原用于化工领域的压滤机经 过改良、技术提升，以此为核心用于对基础施工过程产生 的泥浆进行分离消纳，可达到既环保又经济的目的，产生 较大的社会和经济效益。

工程概况

工程建筑总高度97.9 m，建筑面积 221 488 m2，地下1层，地上33层，地下室基础为桩基础， 框剪结构，总投资49 250万元，本工程主要建筑功能为住 宅小区、幼儿园，桩基础施工共有930根冲（钻）孔混凝土 灌注工程桩，261根冲（钻）孔混凝土灌注支护桩。混凝土 灌注桩成孔过程中产生的泥浆，既造成环境污染，又带来 巨大的经济损耗。

施工准备

工程量预估 项目开始之初，按照本工程的进度要求，推算灌注桩 施工废弃泥浆的日产量和总产量。 本工程共有930根冲（钻）孔混凝土灌注工程桩， 261根冲（钻）孔混凝土灌注支护桩，桩身混凝土量约 27 000 m3，约产生80 000 m3的泥浆。工程前期使用20台冲 （钻）孔桩机，让2个作业班组交替流水施工，每天产生泥 浆275 m3。 3.1.2 设备选型 选用1台30 kW的1250型化工用压滤机（图2），处 理泥浆能力：18 m3/盘、每盘进料压滤卸料需要20 min、 350 m3/台班。一天一台班可以处理完每天产生的泥浆量。

技术改良与提升

经过不断的技术论证和科研攻关，QC小组创新地使用 化工压滤机进行技术改良与提升，提请专利申请改造，使新式的压滤机能充分应对次生泥浆的危害。

泥浆分离施工

泥浆集中将混凝土灌注桩施工中产生的次生泥浆引入4 m3容量 的二级泥浆池，在2 h内泵送至30 m3容量的一级泥浆池， 2 h内泵送至压滤机的污泥浓缩反应罐。

混合浆料

1）絮凝溶液调制。为了提高生成泥饼的效率，QC小 组受“卤水点豆腐”的启发，经多次试验决定选用阴离子 聚丙烯酰胺为主要的添加药剂，该药剂包含的极性基能有 效吸附水中悬浮的固体粒子，使粒子间架桥形成大的团状 絮凝物，能加速悬浮液中的粒子沉降，有非常明 显的加快溶液澄清、促进过滤等效果，初步形成泥、水首 次分离。另外，拌和絮凝溶液时，为避免过强的剪切力使 分子链断裂，采用低速桨叶控制搅拌速度在60 r/min。

2）反应罐。设计容量为9 m3的漏斗状，底部设置卸料 口和抽料口，罐内中心轴设置引流筒，导料槽上浆料通过 引流筒引至罐底，使罐内泥浆呈突涌状，絮凝溶液与泥浆 得以在罐内充分拌和、静置；经QC小组的多次试验，混合 浆料在反应罐的静置时间设置为10 min，能达到泥、水初 步分离的最佳效果。

泥、水分离

沉淀后的混合浆料经过高压污泥泵被输入压滤机，通 过滤板、滤布的分层挤压，将泥、水彻底分离；当泵压达 到0.5 MPa时，放松压滤机的每块滤板，泥饼即制成。

 泥饼处理

使用物料传送机或挖机与土方车配合处理，将泥饼清 洁干净后运出施工场地，较大地减少环境污染，亦可直接 作为工地文明施工用种植土配料使用。 经过泥浆分离处理后输出的泥饼，大小、含水量适 中，可直接用于建筑回填土、施工绿化种植、烧制黏土砖 等方面，可为工地文明施工和环境保护作出贡献。

中水回收

水从压滤机中的滤板出液口流入接水槽，再统一汇 入中水集中池，可直接用于围挡喷淋、绿化灌溉、消防水 池、活动房屋面降温、洗车台的施工用水。 经QC小组的多次取样检测，泥浆分离输出的中水，不 含对人体有害的成分、水质清澈、无刺激性气味，能直接 排放到市政管网中，亦能用于农田灌溉、施工用水。

技术难点的处理

为提高泥浆分离的效率，QC小组明确技术难点，组织 行业专家成立专项课题组进行技术攻关，综合运用鱼刺图 分析和头脑风暴法，解决了影响泥浆分离效率的2个问题： 一级泥浆池泥砂淤积和泥饼人工分离。

一级泥浆池泥砂淤积

一级泥浆池随着时间的延长，出现泥砂淤积的现象。 30 m3容量的一级泥浆池，15 d淤积泥砂15 m3；泥浆失去流 动性，严重影响低压污泥泵绞吸效果，一级泥浆池的原设 计存储容量也将大大折减。QC小组经过大量的试验比对， 提出将低压污泥泵吊置于一级泥浆池上方的移动吊架上， 可产生线性移动效果，辅以机械搅拌装置，可解决泥砂淤 积问题。

泥饼人工分离

压滤机经过长时间的运行，出现泥浆残附、污染滤 布、黏性增大等现象，导致泥饼无法自然滑落，需要人力 辅助将滤室内的泥饼刮落，才能使泥饼滑落到收集装置中。这样不仅使泥浆分离效率大大降低，还可能出现工人 在刮落泥饼过程中的安全隐患问题，因此必须尽快解决此 项难题。经过多场技术论证专题的研讨和试验取证，QC小 组在压滤机的滤板内部设置卸料装置，终于彻底解决此项 专业难题，取得各方的好评，保障了工程的顺利开展，科研成果已申请专利。

一次生泥浆消纳绿色施工体系应用效果

泥浆分离消纳方式

压滤机每台班泥浆处理能力350 m3，每次能处理泥浆18m3，生成泥饼6m3，泥饼外运每车花费300元，则每台班 成本为350×6×300÷18÷20=1 750元。

传统的泥浆外运处理方式

泥浆外运每车花费500元，则每台班成本约为350× 500÷12≈14 600元。 5.1.3 效益比对 由上述可知，使用压滤机的每台班节约成本约12 800 元，本工程共135台班，则扣除次生泥浆消纳绿色施工体系 的总运营维护成本（约50万元）后，比对传统的泥浆外运 方式，可创造的经济效益约为122.8万元。

施工用水成本

压滤机每次可回收中水12 m3，每台班回收中水量 为：每台班回收中水量=每盘回收中水量×台班处理盘数= 沈夏磊 蔡海迪: 压滤机在混凝土灌注桩次生泥浆消纳中的应用 350×12/18≈233 m3，约为每天施工用水总量（390 m3）的 60%，可大大节省工程施工的总用水量。经计算，本工程 可节省施工用水成本约16万元。

总节约成本

通过次生泥浆消纳绿色施工体系的综合运用，总体可 节省成本122.8＋16=138.8万元。

结语

通过次生泥浆消纳绿色施工体系的综合运用，可在 实现建筑施工现场环境净化、提升文明施工整体水平的同 时，给项目带来较好的经济效益，值得在类似工程中推 广。