真空預(yù)壓法在污泥庫(kù)區(qū)治理中的控制要點(diǎn)探討

陳家春

摘要：真空預(yù)壓法處理污泥的施工工序比較復(fù)雜，受多個(gè)因素的影響，在施工過(guò)程中可能容易出現(xiàn)施工質(zhì)量問(wèn)題。本文結(jié)合具體的工程實(shí)例，闡述了真空預(yù)壓法基本原理和施工流程后，對(duì)真空預(yù)壓法在污泥庫(kù)區(qū)治理中的主要控制要點(diǎn)進(jìn)行了探討，為類似的工程提供參考。

Abstract： The construction process of sludge treatment by vacuum preloading method is relatively complicated. Due to varied factors， construction quality problems may easily occur during the construction process. Based on the? specific engineering example， this paper expounds the basic principle and construction process of the vacuum preloading method， and discusses the main control factors of the vacuum preloading method in the sludge reservoir area treatment， thus providing a good reference for similar projects.

關(guān)鍵詞：真空預(yù)壓法;污泥庫(kù)區(qū)治理;控制要點(diǎn)

Key words： vacuum preloading method;sludge reservoir area treatment;control points

中圖分類號(hào)：U655.54+4.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）04-0182-02

0? 引言

城市建設(shè)的快速發(fā)展，與工業(yè)化進(jìn)程的加快密不可分，伴隨產(chǎn)生的污水與污泥量也隨之日益增大。污泥做為污水的附屬產(chǎn)物，因此人們?cè)谔幚磉^(guò)程中往往“重水輕泥”，但是污泥含有大量的微生物和細(xì)菌，同時(shí)也含有重金屬、寄生蟲和某些無(wú)機(jī)毒物，若得不到有效處理，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，且危害程度和污染持久性遠(yuǎn)大于污水。

通常，污泥處理應(yīng)遵循減量化和穩(wěn)定化的原則，污泥處理方式可分為四種，即污泥填埋、污泥土地利用、污泥焚燒和建材的利用[1]。就中國(guó)目前的情況，污泥的衛(wèi)生以及重金屬指標(biāo)難以符合土地利用標(biāo)準(zhǔn)，污泥焚燒和建材利用需要投入大量資金，因此中國(guó)絕大部分的市政污泥仍然采用填埋方式進(jìn)行處置，但是經(jīng)污水處理廠處理后排放的污泥仍然有80%的高含水率，必須對(duì)污泥進(jìn)行減量化處理。本文以上海某污泥暫存庫(kù)區(qū)為背景，探討真空預(yù)壓法在污泥庫(kù)治理中的控制要點(diǎn)。

1? 工程概況

上海某污泥暫存庫(kù)區(qū)的修筑方法是在低洼地修建壩體，在壩體的底部和側(cè)面位置鋪設(shè)土工膜，隨后將來(lái)源于周邊市政污水處理廠的污泥直接傾倒在污泥庫(kù)中。該區(qū)域共有污泥庫(kù)若干個(gè)，堆放污泥總量約128萬(wàn)m3，每個(gè)污泥庫(kù)（圖1）的污泥量約為1.05萬(wàn)m3，單個(gè)庫(kù)區(qū)的長(zhǎng)為120m，寬為30m，庫(kù)區(qū)最深處約為5m，污泥含水率約為80%。

2? 真空預(yù)壓法基本原理

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)軟土地基處理的主要方法有排水加固法、強(qiáng)夯擠密法、土工織物加固法、換填墊層法、置換法、及振動(dòng)水沖法等[2]。其中排水加固法會(huì)使地基沉降在加載過(guò)程中就可以完成，在建筑物、構(gòu)筑物使用期間基本上不會(huì)產(chǎn)生較大的沉降，對(duì)處理各類淤泥和黏土有著較好的效果。真空預(yù)壓法是排水加固法中的一種，是指在軟土表面鋪設(shè)排水板和一定厚度的砂墊層，而后覆蓋一層不透氣的薄膜，形成封閉區(qū)域，利用抽真空系統(tǒng)，使得封閉區(qū)域內(nèi)外存在壓力差，不斷排出水和空氣，使得含水率降低，軟土被固化。

真空預(yù)壓法有以下優(yōu)點(diǎn)：真空預(yù)壓法在原位施工，不存在大面積開挖現(xiàn)象，可以減少臭氣的產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境影響較小;加固速度快、加固面積大、加固深度大;在加固過(guò)程中不產(chǎn)生剪切破壞。

真空預(yù)壓法被廣泛應(yīng)用于各類軟土地基，但市政污泥的性質(zhì)與軟土、淤泥存在一定的差異，本文通過(guò)減小排水板鋪設(shè)間距、設(shè)置增壓管、強(qiáng)化加藥攪拌方式等工藝措施對(duì)真空預(yù)壓法進(jìn)行優(yōu)化，使得真空預(yù)壓法能夠有效處理市政污泥。

3? 真空預(yù)壓法施工流程

排出膜上積水→鋪設(shè)人工墊層→注入調(diào)理劑→鋪設(shè)編織布→施插排水板和增壓管→管網(wǎng)布設(shè)→安裝不倒翁集水井→鋪設(shè)土工布、無(wú)紡布、密封膜→設(shè)置沉降觀測(cè)尺和真空度測(cè)頭，組建抽真空系統(tǒng)→開始抽真空

4? 真空預(yù)壓法主要控制要點(diǎn)

①PE泡沫板應(yīng)套入編織袋，組成泡沫板組件，再將泡沫板組件按順序放在HDPE膜上，必須兩兩綁扎固定，形成穩(wěn)定整體，為注入調(diào)理劑、施插排水板和增壓管提供施工平臺(tái)，同時(shí)保證施工人員的生命安全。

②在注入調(diào)理劑前先將注漿平臺(tái)搭設(shè)完成，要采用污泥專用注漿管，本工程調(diào)理劑的固體藥量為污泥質(zhì)量的1%，成分為三氯化鐵和檸檬酸，按照一定的配比經(jīng)水1：2稀釋后通過(guò)機(jī)械和人工加藥的方式注入污泥中，在施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制配比，同時(shí)檢查三氯化鐵和檸檬酸的出廠合格證、試驗(yàn)報(bào)告，做好抽樣送檢工作。

機(jī)械加藥設(shè)備采用自主研發(fā)的加藥系統(tǒng)，該系統(tǒng)由噴槍、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)和藥劑輸送系統(tǒng)等組成，利用鉆機(jī)將藥劑注漿管和噴頭傳送至設(shè)計(jì)深度4.8m，使用高壓發(fā)生裝置，將配制好的藥劑通過(guò)噴頭噴射出去，形成集中能量的液流，在噴射過(guò)程中，鉆桿應(yīng)邊旋轉(zhuǎn)邊提升，通過(guò)液流和鉆桿漿葉對(duì)污泥進(jìn)行攪拌，使污泥和調(diào)理劑充分混合?？刂沏@桿提升下降速度，防止底膜被破壞。機(jī)械加藥設(shè)備通過(guò)導(dǎo)軌定向移動(dòng)，移至某處加藥時(shí)，將該處泡沫板取出，并割除HDPE膜，待加藥完成后，放回泡沫板。在加藥過(guò)程中，抽風(fēng)設(shè)備與加藥設(shè)備同時(shí)移動(dòng)，用于臭氣收集，檢查抽風(fēng)設(shè)備接口，同時(shí)檢查施工人員的安全防護(hù)措施是否到位。

因污泥庫(kù)區(qū)地勢(shì)為中間高兩邊低，機(jī)械加藥不適用庫(kù)區(qū)周邊，此時(shí)采用人工加藥，同樣采用高壓發(fā)生裝置將配制好的藥劑從噴頭噴射出去，形成能量相對(duì)集中的液流，保證污泥和調(diào)理劑充分混合。

③排水板及增壓管采用正方形布置，用人工方式進(jìn)行施插，塑料排水板按0.3m×0.3m進(jìn)行布置，增壓管按0.9m×0.9m布置。查看進(jìn)場(chǎng)的排水板和增壓管的出廠合格證和試驗(yàn)報(bào)告，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)實(shí)量尺寸。插入污泥的排水板應(yīng)盡量使用整板，且保證插入污泥深度約為4.8m，露出頂面不小于0.3m。插入污泥的增壓管應(yīng)保證插入污泥深度約為4.8m，露出頂面不小于0.1m。

施工時(shí)嚴(yán)格控制回帶長(zhǎng)度及回帶率，回帶率不大于5%。在施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)抽查力度，盡可能減小回帶長(zhǎng)度?，F(xiàn)場(chǎng)的塑料排水板應(yīng)覆蓋或存在的倉(cāng)庫(kù)中，防止日曬雨淋后會(huì)導(dǎo)致材料老化。

④排水板施插完成后，用四通手型接頭將兩根排水板連接在一起，并打入鉚釘，防止排水板脫落，而后依次將所有排水板連接好，再用Φ25mmPVC鋼絲軟管將四通手型接頭組合在一起做為真空支管，各真空支管匯集到真空主管（采用Φ50mmPVC鋼絲軟管），再與增壓管連接在一起，組成抽真空管網(wǎng)。

⑤為了保證密封膜在抽真空期間不被損壞，在鋪設(shè)密封膜之前，先鋪設(shè)一層150g/m2編織土工布和一層200g/m2短絲針刺土工布保護(hù)密封膜，再鋪設(shè)兩層聚氯乙烯薄膜做為密封膜，在鋪設(shè)過(guò)程中應(yīng)用砂袋壓膜，鋪設(shè)完成后應(yīng)立即檢查膜是否完好，發(fā)現(xiàn)存在破裂處應(yīng)立即修補(bǔ)，保證密封性完好。

⑥埋設(shè)沉降觀測(cè)尺和真空度測(cè)頭，通過(guò)真空度觀測(cè)可以了解真空度隨時(shí)間的變化情況，得出真空荷載隨時(shí)間的變化曲線，通過(guò)沉降觀測(cè)尺，可以計(jì)算地表沉降量和沉降速率。將真空管網(wǎng)、不倒翁集水井和抽真空機(jī)組進(jìn)行連接，組成真空預(yù)壓系統(tǒng)。

⑦抽真空開始階段，務(wù)必嚴(yán)格控制抽真空速率，真空度應(yīng)緩慢增大，直到80kPa，防止因瞬時(shí)力對(duì)周圍土體造成破壞。抽真空過(guò)程中，所有設(shè)備應(yīng)24小時(shí)滿負(fù)荷運(yùn)行，并應(yīng)定期記錄真空度數(shù)值和沉降觀測(cè)值。

5? 結(jié)語(yǔ)

本文采用減小排水板鋪設(shè)間距、設(shè)置增壓管、強(qiáng)化加藥攪拌方式等工藝措施對(duì)真空預(yù)壓法進(jìn)行優(yōu)化，保證了工程的順利進(jìn)展，但工程進(jìn)度需要的時(shí)間較長(zhǎng)，本文未對(duì)真空度數(shù)值和沉降觀測(cè)值進(jìn)行分析，無(wú)法了解真空度和沉降速率變化規(guī)律，待后續(xù)試驗(yàn)結(jié)束，便可利用圖表對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)解讀。

參考文獻(xiàn)：

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