巖土工程泥漿固化處理技術(shù)研究

張?jiān)?林彬 丁靜

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,工程建設(shè)項(xiàng)目迅速增長(zhǎng)。巖土工程施工的工程量成倍增長(zhǎng),因巖土工程施工很多情況下都為濕作業(yè),在施工中產(chǎn)生大量的廢漿。廢泥漿一般含有高價(jià)金屬鹽、有機(jī)聚合物、油類等,把這些廢泥漿排放到城市下水道、農(nóng)田、河塘、海洋將會(huì)對(duì)土地和水資源造成極大污染。因此,合理地處理廢泥漿是減少鉆探(井)工程對(duì)環(huán)境污染的重要問(wèn)題之一。

國(guó)外對(duì)廢泥漿處理的研究較早,處理的方法也較多,常用的方法有以下幾種:直接排放;注入安全地層或井眼的環(huán)形空間;回填處理;坑內(nèi)密封;土地耕施;固化處理;化學(xué)處理;機(jī)械分離;化學(xué)—機(jī)械法。國(guó)內(nèi)目前對(duì)巖土工程產(chǎn)生的廢泥漿一般采用注入地層、稀釋排放或自然曬干當(dāng)作雜土外運(yùn)等方法處理。

人們對(duì)施工廢泥漿給環(huán)境造成污染和給工程施工帶來(lái)的負(fù)面影響有了深刻的認(rèn)識(shí),其具體表現(xiàn)為:廢漿造成施工環(huán)境惡化,增加施工難度,影響施工進(jìn)度;可能造成污水管道的堵塞,同時(shí)廢漿長(zhǎng)期積累滲透到地下,造成地下水或河流的污染。因此,如何治理巖土工程廢泥漿是一個(gè)亟待解決的工程問(wèn)題。

1 問(wèn)題分析

工程廢泥漿的治理一直未得到較好的處理有以下幾個(gè)方面的原因:1)建設(shè)項(xiàng)目各方未引起足夠的重視,未對(duì)工程廢泥漿處理做出嚴(yán)格的要求;2)現(xiàn)有的處理工藝技術(shù)不成熟,缺乏合適的處理材料,現(xiàn)有的工程廢泥漿處理材料成本較高。

2 泥漿循環(huán)及固化處理

在工地現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)選擇設(shè)置泥漿循環(huán)系統(tǒng)對(duì)泥漿進(jìn)行處理。泥漿循環(huán)系統(tǒng)由循環(huán)槽、泥漿集中池、沉淀池、清水池等組成。泥漿循環(huán)槽根據(jù)流向設(shè)計(jì)為1∶200坡度。巖土工程作業(yè)過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常疏通泥漿循環(huán)槽,定期清理泥漿循環(huán)池、沉淀池。泥漿采用明礬進(jìn)行離析,使水與泥漿分離,上層清水可用于循環(huán)鉆孔使用,沉淀的泥漿用石灰進(jìn)行處理,待泥漿成堆狀時(shí)用挖掘機(jī)將其挖起,在場(chǎng)內(nèi)選擇空地進(jìn)行晾曬,晾曬后可供以后土方回填使用。

2.1 明礬凈水原理

場(chǎng)內(nèi)泥漿循環(huán)需要合理設(shè)計(jì)泥漿循環(huán)系統(tǒng),泥漿處理主要利用明礬的凈水能力。

明礬的化學(xué)式:KAl(SO4)2?12H2O,它的原理是明礬在水中可以電離出兩種金屬離子:

而Al3+很容易水解,生成膠狀的Al(OH)3:

Al(OH)3膠體的吸附能力很強(qiáng),可以吸附水里懸浮的雜質(zhì),并形成沉淀,使水澄清。所以,明礬是一種較好的凈水劑,能夠用于泥漿的凈水處理,起到分離泥漿和清水的作用。但是實(shí)際處理泥漿時(shí),明礬,石灰的用量需要經(jīng)過(guò)試驗(yàn)分析才能最終得到合理的明礬、石灰用量。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)分析,明礬用量為15 kg/m3,石灰用量為20 kg/m3。

2.2 措施落實(shí)

2.2.1 施工準(zhǔn)備

根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,在總平面圖上合理組織設(shè)計(jì),規(guī)劃好泥漿槽、泥漿集中池、沉淀池、清水池等,力爭(zhēng)做到費(fèi)用優(yōu)化,安全環(huán)保。

2.2.2 進(jìn)行泥漿循環(huán)及處理作業(yè)

泥漿循環(huán)走向示意圖見(jiàn)圖1。

1)利用前期開(kāi)挖好的泥漿槽、泥漿集中池、沉淀池、清水池等設(shè)施,將鉆孔作業(yè)產(chǎn)生的泥漿通過(guò)泥漿槽流入泥漿集中池;2)用泥漿泵將泥漿集中池中泥漿抽入第一級(jí)泥漿沉淀池;3)經(jīng)過(guò)沉淀,將第一級(jí)泥漿沉淀池中的上層清水放入第一級(jí)清水池中,用泥漿泵將剩下的泥漿抽入第二級(jí)泥漿沉淀池,此時(shí)加入明礬,加強(qiáng)泥漿的攪拌,促使泥漿與水分離;4)第二級(jí)泥漿沉淀池經(jīng)過(guò)沉淀后,將第二級(jí)泥漿沉淀池中的上層清水放入第一級(jí)清水池中,用泥漿泵將剩下的泥漿抽入第三級(jí)泥漿沉淀池,拋撒明礬,加強(qiáng)攪拌,使明礬與泥漿充分接觸,促使泥漿與水分離;5)第三級(jí)泥漿沉淀池經(jīng)過(guò)沉淀后,將第三級(jí)泥漿沉淀池中的上層清水放入第一級(jí)清水池中,用泥漿泵將剩下的泥漿抽入泥漿處理池,拋撒生石灰、水泥,加強(qiáng)攪拌,使石灰、水泥與泥漿充分接觸,起到固化泥漿的作用;6)待一級(jí)清水池中的清水沉淀后,將上層清水抽入第二級(jí)清水池中,供巖土工程循環(huán)使用。

2.3 效果檢查

泥漿循環(huán)處理后,澄清的水供鉆孔循環(huán)使用,節(jié)約了水資源。泥漿沉淀后經(jīng)過(guò)固化處理,可供工程回填使用,既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。

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[2] 李桂菊,王 峰,徐 娜.污泥固化技術(shù)的進(jìn)展[J].西部皮革,2005(10):38-40.