快速清槽、泥浆处理利用技术在地连墙码头中的应用

宋 振，张燕鹏

（天津深基工程有限公司，天津 300222）

引 言

在地下连续墙施工工艺中，地下连续墙成槽施工后，需进行清槽[1]，控制槽内泥浆性能，清除槽底沉渣，保证混凝土浇筑质量。

传统的清槽方法是使用潜水泥浆泵将槽内的泥浆全部用新制备泥浆置换出来，以达到清除槽底沉渣、置换不合格泥浆的目的[2]。地下连续墙的槽孔体积较大，原始施工方法需要大量的新制备泥浆，废旧泥浆不能循环利用，废弃泥浆处理费用较高，泥浆置换的成本较高，施工速度受传统换浆工艺制约。不符合近年来绿色环保的理念，对地连墙板桩码头的发展有制约作用。

针对地下连续墙清槽施工过程中存在的上述问题，我公司研究形成了一套经济适用的地下连续墙快速清槽、泥浆收集处理利用施工技术，并在唐山港京唐港区 23#～25#泊位码头工程中成功应用，取得很好的效果。

1 工艺原理

在地下连续墙清槽工序施工中，将完成抓槽作业的地下连续墙槽段内的携带沉渣的泥浆通过反循环导管抽浆器从地下连续墙槽段内直接抽出，再经旋流振动除渣器除渣，经过除渣处理的泥浆通过回浆管输送至移动式泥浆箱，然后与新制备的泥浆充分拌合，检测合格后又被输送回地下连续墙槽段内，来控制泥浆性能及槽底沉渣厚度。

2 技术特点

1）提高施工效率

采用反循环导管抽浆器，在保证清槽质量的同时，可实现快速清槽，减少了清槽工序的用时，提高了地下连续墙施工的效率。

2）提高施工机动性

采用自主研发的移动式泥浆箱组合体，减小了对环境的污染，占地面积小、使用保养成本低；并可根据施工规模、场地条件随时增减泥浆箱数量，拆卸、移动方便。

3）降低施工成本

该成果将废弃的泥浆回收处理后达到了新鲜泥浆的各种指标，完全满足地下连续墙施工的技术要求，减少了新泥浆制备量，所有泥浆基本上全部实现了循环利用，免去了大量废弃泥浆外运排放，环保效果显著。

图1 快速清槽、泥浆收集处理利用技术现场示意

3 材料与设备

3.1 材料

本技术最大优点就是能循环利用泥浆，所用新材料极少，只需要新制备泥浆所需的施工用水、膨润土及添加剂。

3.2 主要施工设备

表1 主要施工设备

4 操作要点

4.1 地下连续墙槽内泥浆指标检测

在地下连续墙成槽结束后，需进行槽内泥浆的性能检测，包括含砂率、泥浆比重、泥浆粘度、泥浆pH值等指标，根据泥浆的指标合格与否进行相应施工安排。

4.2 反循环导管抽浆器抽浆

当槽内泥浆性能检测不合格时，比如泥浆含砂率、泥浆比重超标时，需进行清槽施工。

反循环导管抽浆器由若干节导管组成，每节导管长6 m，节与节之间由法兰进行连接；导管长度根据地下连续墙墙体底高程和导墙顶高程确定，一般抽浆器进浆口距离槽底0.5 m左右，出浆口高出导墙1.5 m左右。在导管外侧绑扎两根吹气管，吹气管与空压机连接，由空压机提供气动力。

图2 清槽原理与泥浆回收示意

反循环导管抽浆器出浆口与旋流振动除渣器连接，进行抽浆除渣，除渣后的泥浆经回浆管输送至混合泥浆箱。在清槽过程中应间隔一段时间移动反循环导管抽渣器在地下连续墙槽孔中的位置，保证槽底各个位置的沉渣都能被清除干净。

4.3 旋流振动除渣器除渣[2]

旋流振动除渣器是泥浆净化装置的一种，该设备通过旋流和振动功能将泥浆中夹杂的砂砾等杂物清除，该设备清除渣土粒度d50=0.06 mm，能较好的将泥浆中夹杂的渣土清除干净，使废旧泥浆能够循环利用。槽内经反循环导管抽浆器抽出的泥浆直接进入旋流振动除渣器进行除渣。

4.4 槽内泥浆收集

经旋流振动除渣器除渣后的泥浆短暂储存在槽段一侧的导墙槽内，经过另一台反循环导管抽浆器抽出进入回浆管输送至混合泥浆箱。回浆管采用镀锌钢管，直径15 cm，每节6 m，节与节之间由法兰进行连接；每隔30 m设置一个蝶阀，方便管道疏通、维修；回浆管与进浆管并排布置，使施工更便捷。

4.5 回收的泥浆处理

为了进一步净化回收的泥浆，在混合泥浆箱顶部配置一台旋流振动除渣器，回收的泥浆首先经旋流振动除渣器除砂，然后进入混合泥浆箱。在混合泥浆箱里加入新制备的泥浆，与回收的废旧泥浆经搅拌机拌和均匀。

4.6 泥浆循环利用

经过处理的泥浆经检测合格后可输送至泥浆输送池，用于下一地下连续墙的成槽施工。

4.7 清槽时合格泥浆的输送补充

在反循环导管抽浆器抽浆的同时应持续往槽内输送合格泥浆，保证槽内的泥浆液面高度。送浆管与回浆管一样采用镀锌钢管，直径15 cm，每节6 m，节与节之间由法兰进行连接；在施工现场每隔18 m设置一个钢制三通和蝶阀，方便往槽内输送合格泥浆。回浆管也是在地下连续墙施工前按照现场布置图提前布置，方便后续施工。

4.8 环保型泥浆箱配置

环保型泥浆箱组合体，按工程量大小配置，一般按2～7个配置，使得泥浆制作、回收、处理利用所在空间都与自然土体隔绝，防止泥浆渗漏和造成土体污染。

环保型泥浆箱由铁板弯折、焊制而成，能够达到无污染、少浪费；泥浆箱表面做了防锈处理，基本无损耗、易保养，使用成本低廉；改善了现场施工面貌。

5 效益分析

5.1 经济效益分析

本技术在实际工程中的应用带来的经济效益：

1）缩短了清槽施工时间，降低了时间成本；

2）废旧泥浆的循环利用大大降低了费用成本。

表2是传统施工方法与应用本技术施工的项目泥浆费用对比。

表2 成本分析

5.2 环保效益分析

本技术的应用使本应废弃的泥浆回收处理后达到了新鲜泥浆的各种指标，完全满足地下连续墙施工的技术要求，减少了新泥浆制备量，所有泥浆基本全部实现了循环利用，免去了大量废弃泥浆外运排放费用，大量降低膨润土和水的用量，符合节能减排、绿色环保等要求。

6 结 语

本技术在一定程度上解决了泥浆置换成本较高、清槽施工速度较慢、大块沉渣不易清除、废旧泥浆难处理的问题，在节约成本的同时，保证了泥浆质量，该技术在唐山港京唐港区 23#～25#泊位码头工程中应用很成功，泥浆护壁效果好，经济效益、环保效益均比较显著，很大程度减少了地连墙板桩码头施工中泥浆浪费和污染问题，对地连墙板桩码头的发展起到很好的推动作用，值得推广应用。