市政工程桩基废弃泥浆固化处理技术

工程简介

工程高架桥长度约 3.653km，标准桥 面宽度为 25.5m，双向 6 车道，设计车速 80km/h，桥梁上部结 构形式为单箱多室现浇箱梁，全桥共 41 联 112 跨。 本项目桩基共有 1503 根，设计均为摩擦桩，采用冲击钻 成孔，水下灌注方式，桩基混凝土总方量约 5.3 万 m3。 1.2 水文条件 地表水：主要分布在 K3+887-K4+396 段既有路基两侧为 水塘，无其他流动性地表水。地下水：在勘探深度范围内桥址 区域内地下含水层主要为两层。第一层属于空隙-裂隙型潜 水，其补给来源主要是侧向径流和层间越流补给，排泄途径主 要是人工开采和侧向径流；第二层地下水属于微承压水，补给 来源主要是侧向径流和层间越流补给，排泄途径主要是侧向 径流。地下水受季节性影响较大，雨季和旱季差别较大。

桩基废弃泥浆固化处理的难点分析及方案 比选

难点分析

按常规方法对废弃泥浆处理，会存在如下问题：

①桩基 数量多，施工工期紧，每日排浆量达到 600m3；

②本工程为市 政项目，无法在施工场地附近寻找到合适的场地堆放；

③最 近堆放点离施工场地约 40km，运输距离远，成本高，无法实 现循环运输，不能满足现场施工要求；

④弃泥浆自然风干速 度慢，泥浆数量大，难以寻求大面积场地堆放；

⑤泥浆外运过 程中难免出现泥浆遗漏现象，影响市容。同时，在市区运输还 需要输相关手续，程序复杂。

方案比选

针对以上难点问题，对以下方案进行比较：

方案1：泥浆外运。

优点：不占用施工场地。缺点：运费高， 堆放场地寻找难度大，不利于环保。

方案 2：带式辊压泥水分离 机。

优点：设备成本低，可进行泥水分离，对环境污染小。

缺点： 泥饼含水量高，处理效率低。

方案 3：泥浆固化干排压滤设备。 优点：泥饼含水率低，处理效果强，零污染。缺点：设备成本较高。

通过以上分析，综合施工周期、可靠性、成本投入等方面考 虑，决定采用泥浆固化干排压滤设备进行废弃泥浆处理。

施工工艺

设备结构参数

本项目采用了 400 泥浆固化干排压滤设备。其主要 由送浆系统、泥浆调理系统、预筛分系统、高压泵送及二次压 榨系统、隔膜板框压滤系统、PLC 电器控制系统、机架平台组 件等组成。400 型压滤机滤室容积为 8m3，压榨完成出泥 饼约为 7m3，单循环处理泥浆约 25m3，此压滤机单机循环工 作时间约 1.5h，每天工作 24h，每天可以工作 16 个循环，可以 处理比重 1.2～1.3 的泥浆约 400m3。 3.2 设备安装 安装顺序为：场地整平硬化、安装台座、安装平台组件、 安装调浆箱、安装输送管、配电系统安装。设备进行简单调试 后即可进行泥浆处理。

一级净化

桩基施工产生的泥浆由泥浆运输车通过场内运输至储 浆池，将储浆池中的泥浆通过泥浆管道输送至振动筛，除去 泥浆中漂浮物、垃圾以及大颗粒等漂浮杂物。处理后的泥浆 进入调浆箱，同时加入添加剂，并由螺旋搅拌均匀。

调浆系统

三个搅拌电机将加入外加剂的泥浆搅拌均匀，并在泥浆 箱内发生化学反应，调和泥浆，为压滤做好准备。

二级输送（压滤喂料）

利用高压泵高压，将已经调和的泥浆注入厢式压滤机进 行一次压榨。

厢式压榨泥水分离

泥浆在高压的作用下被挤压至厢式压滤机的滤室内，由于受滤网的阻挡，泥浆的固体颗粒大部分被挡在滤室中，水透过滤布和隔膜板内部的管线流出压滤机，达到泥水分离的目的。隔膜厢式压滤机通过隔膜板还可对泥饼进行二次压 榨，以达到最好的泥水分离效果。

滤液处理

压滤机产生的尾水一部分注入尾水池循环利用，一部分 排入三级沉淀池用于喷淋降温、结构养护、绿化灌溉等。

固化物处理

分离出的泥饼暂时堆放在料渣区，根据后期制砖或成为 回填土的最终处置方向运送至相应的处置场地利用。

经济效益

外运至场外指定场地处理 在海口地区，经过调查询价，根据运距计算，废弃泥浆平 均外运的费用为 140 元/m（3 含处理费用），合计产生泥浆处理 费用： 140×5.3=742 万元

泥浆设备固化处理

废弃泥浆固化处理主要包括外加剂及施工作业成本。

外加剂成本

泥浆固化外加剂采用生石灰 CaO，1m3 泥浆需要 5kg 生 石灰。生石灰单价 0.6 元/kg，故处理 1m3 泥浆用费为： 5×0.6=3 元 （2） 4.2.2 施工成本 ①人员成本。操作工 5 名，铲车司机 1 名，一个工作日可 以处理泥浆 200m3，操作工 300 元/天·人，司机 400 元/天·人， 则每处理 1m3 泥浆需人工费： (300×5+400×1)÷200=9.5 元 （3）

用电费用成本

泥浆处理设备单个循环处理泥浆约 25m3，工作时间约 1.5h （上料 20min，压榨 50min，卸料 20min），电费 1.5 元/kW·h，处理 1m3 泥浆费用为： 92.4×1.5÷25×1.5≈8.5 元

机械设备成本

泥浆固化设备：设备成本为 100 万元， 处理泥浆约 5.3 万 m3。故处理 1m3 泥浆设备成本为： 100÷5.3≈19 元

装载机：一台装载机租赁费为 30000 元/月，每日可处理 泥浆 400m3，故处理 1m3 泥浆机械成本为： 30000÷30÷400=2.5 元 （6） ④泥浆处理中心场地成本。场地建设费为 102 万元，故 处理 1m3 泥浆场地成本费用为： 102÷5.3≈19.2 元

泥浆运输成本。废弃泥浆场内运输费用为 27 元/m3；场 外运输费用为 18 元/m3，故运输费用合计 45 元/m3。

综上所述，每固化处理 1m3 泥浆的成本为： 3+9.5+8.5+21.5+19.2+45=106.7 元 （

总成本为：106.7×5.3≈566 万元

泥浆固化较外运可节约成本为： 742-566=176 万元

综上所述，泥浆固化处理的成本为 106.7 元/m3 远远低于 泥浆外运的成本 140 元/m3，泥浆固化处理成本低，经济效益 十分明显。

结语

本文以快速路（二期）工程桩基废弃泥浆处理为 实例，研究了泥浆固化处理施工技术，为泥浆处理提供了新的 工艺参考，填补了市政工程泥浆处理的空白。处理后的资源可 回收再利用，符合绿色可持续发展理念。无论从生产和使用方 面都有良好的生态环境效益，具有广阔的推广应用前景。