泥砂分離技術(shù)在大型土石方工程中的應(yīng)用

田卜元，周俊龍，張 倩，陳天華

（中國建筑第六工程局有限公司，天津 300451）

天然砂作為工程建設(shè)中必備的建筑材料之一，在建筑工程領(lǐng)域扮演著十分重要的角色。對于大型土石方工程泥土中含砂量大的施工項目，固體廢物排放量較多，資源利用率低、環(huán)境污染嚴重。在泥漿的循環(huán)利用方面，泥漿處理系統(tǒng)能夠有效地凈化泥漿，將混合液中的渣、土塊、砂礫等物質(zhì)徹底分離，減少膨潤土及其他建筑材料的使用，降低對環(huán)境的污染[1]。胡軍等[2]對廢棄泥漿固化分離處理進行系統(tǒng)研究，總結(jié)概況了分離工藝常用技術(shù)，包括泥漿振動篩分技術(shù)、泥漿離心分離技術(shù)、泥漿壓濾分離技術(shù)等并將該分離處理技術(shù)應(yīng)用于天津國家會展中心項目。賈學(xué)斌[3]將泥沙分離技術(shù)應(yīng)用于疏浚吹填工程，減少因建筑材料的外拋浪費而造成的環(huán)境污染。

在土石方工程方面，泥砂分離技術(shù)能夠有效提高材料利用率。本文以實際工程為例對泥砂分離技術(shù)應(yīng)用于土石方工程加以介紹。

1 工程概況

深圳市某典型山體建筑，場地原始地貌為低丘陵，地形起伏較大，殘丘間沖溝地段由堆填的棄土填平，山坡上植物生長茂盛。土質(zhì)多為砂礫黏性土且含砂率較高，為30%～35%，土方外運量約140萬m3。根據(jù)深圳市住建局2018年印發(fā)的《進一步加強我市建筑廢棄物處置工作若干措施的通知》（深建廢管〔2018〕2號），通知第三條第七款：全市具備現(xiàn)場處置條件的新建建設(shè)項目，應(yīng)組織開展泥砂分離試點工作，項目土方處置可以實施泥砂分離，經(jīng)過綜合全面的的調(diào)研及評估，結(jié)合現(xiàn)場地形，引入泥砂分離技術(shù)。泥砂經(jīng)過分離機分離成泥和砂，分離出的砂作為建筑材料再利用，分離出的泥可直接外運出場。

2 泥砂分離技術(shù)

2.1 設(shè)備配置

2.1.1 主要設(shè)備

泥砂分離設(shè)備系統(tǒng)性很強，由許多機械組成并協(xié)調(diào)運作，以確保泥砂分離工作的順利進行。主要包括：ZW0940給料機、振動篩、制砂機（沖擊式破碎機）、洗砂機、壓泥機、細砂回收機。

2.1.2 設(shè)備功率

由于配套機械較多，對用電量要求較高。計劃設(shè)置一臺630 kV變壓器和一臺315 kV變壓器。630 kV變壓器負載設(shè)備總功率為909.2 kW，采用分段作業(yè)模式，設(shè)備同時運轉(zhuǎn)總功率不超過504 kW；315 kV變壓器負載設(shè)備總功率為493 kW，采用分段作業(yè)模式，設(shè)備同時運轉(zhuǎn)總功率不超過252 kW。見表1。

表1 變壓器及設(shè)備功率明細

2.2 泥砂分離工藝流程

泥砂分離技術(shù)主要分兩大工藝，即砂分離處理技術(shù)工藝與泥分離處理技術(shù)工藝。見圖1。

圖1 泥砂分離工藝流程

2.2.1 砂分離處理技術(shù)工藝流程

將含砂的泥土通過裝載機傾倒入進料口，再振動起料機，在高壓水配合下，將塊狀泥土振動分散，形成泥漿，泥和砂靠密度初步分離，分離出來的砂通過提升機運送至振動篩，粒徑3 mm以下的砂通過篩網(wǎng)掉落至輪式洗砂機，二次清洗，超過3 mm的砂通過輸送帶，運送至制砂機破碎，再通過提升機運送至振動篩，循環(huán)工作，輪式洗砂機通過轉(zhuǎn)動，將砂送至輸送帶，通過輸送帶送至槽式洗砂機，進行再次搓洗，砂子在旋轉(zhuǎn)葉片帶動下，進入前段的輪式洗砂機，再次搓洗，洗砂過程結(jié)束，洗好的砂通過輪式洗砂機的料斗，運送至前段的振動脫水篩，脫水后送至輸送帶并與回流器回收的細砂混合一起，組成級配良好的建筑用砂，經(jīng)輸送帶一起送至堆場，洗砂工序完成。見圖2。

圖2 砂分離處理技術(shù)工藝流程

2.2.2 泥分離處理技術(shù)工藝流程

通過各級設(shè)備分離出來混合的泥水集中排至泥水回收池，泥水中的細砂回收池中沉淀并由抽砂泵送至回流器處理，泥漿水通過泥漿泵抽至泥漿罐，與從藥罐流出的藥水混合，在藥水的作用下，泥、水分離，分離出的泥下沉至罐底，清水溢出到罐頂?shù)那逅?，通過管道流至罐下的清水池，再通過水泵把清水泵送到各級設(shè)備中，重復(fù)使用，達到環(huán)保要求，水處理工序完成；沉入罐底的泥由管道通過重力流到壓泥機進行脫水，經(jīng)過脫水壓制的泥餅，經(jīng)過輸送帶運送至堆土場，壓泥工序完成。

3 施工注意事項

3.1 設(shè)備用電安全

1）所有電力設(shè)備專人操作、檢查及維護；非專職電氣操作人員，不得操作電氣設(shè)備。

2）高壓電氣設(shè)備應(yīng)設(shè)示警標志，操作高壓電氣設(shè)備，戴絕緣手套，穿電工絕緣靴并站在絕緣板上。

3）手持式電氣設(shè)備操作手柄和工作中接觸的部位，有良好絕緣，使用前進行絕緣檢查。

4）低壓電氣設(shè)備加裝觸電保護；高壓用電加裝流電保護還必須加裝過流保護。

5）電氣設(shè)備有良好的接地保護，每班均由專人檢查。

6）施工現(xiàn)場自備發(fā)電機，以防止突然停電造成安全事故。

7）所有施工用電線路均按規(guī)定分別定位懸掛，由值班電工負責檢查管理。

3.2 雨季施工

1）注意收聽天氣預(yù)報，周密安排生產(chǎn)，盡量避免下雨時施工，宜待雨過天晴后再組織施工。如需搶工期，必須為員工及民工配備雨衣等勞保用品；堅決制止違章作業(yè)。

2）所有用電開關(guān)需遮擋，以防雨淋潮濕而致漏電。

3）雨天常伴有雷電，需特別注意。雨天時，所有人員盡可能進入房室內(nèi)避雨，不要停留在露天空曠場地，以防被雷擊。

4）施工現(xiàn)場的大型臨時設(shè)施，在雨季前應(yīng)整修加固完畢，保證不漏、不塌、不倒、周圍不積水；施工現(xiàn)場的機電設(shè)備（配電箱、掣箱、電焊機等）應(yīng)有可靠的防護裝置；經(jīng)常檢查照明和動力線有無混線、漏電，埋設(shè)是否牢靠等，保證雨季中正常供電；不能受暴雨襲擊的原材料、構(gòu)件和設(shè)備等，應(yīng)放入室內(nèi)或設(shè)立堅實的基礎(chǔ)堆放在較高處或用蓬布封蓋嚴密。

4 經(jīng)濟效益分析

利用泥砂分離設(shè)備對外棄土方進行泥砂分離處理，把外棄土加工成可出售的成品砂，大大提升經(jīng)濟效益。本工程進行泥砂分離處理土方153 637 m3，加工成品砂51 212 m3，外棄土方費用約172.33元/m3，成品砂出售價格約45元/m3，創(chuàng)造的效益見表2。

表2 經(jīng)濟效益分析 元

經(jīng)濟效益=成品砂出售收益+節(jié)約土方外運成本－設(shè)備折舊費－電費－水費－人工費－轉(zhuǎn)運機械租賃費－設(shè)備安拆費及臨設(shè)費=3 019 029（元）。

5 結(jié)論

委托有資質(zhì)的試驗室對泥砂分離設(shè)備分離出來的砂進行檢測，檢測結(jié)果顯示其性能符合建筑用砂規(guī)范要求。通過采用泥砂分離設(shè)備，以有限的資源投入生產(chǎn)出數(shù)量較大的建筑用砂，顯著減少了外棄土方量、節(jié)省了余泥吸納場地，實現(xiàn)了良好的綠色施工要求和水土保持效果，有利于節(jié)能減排。

泥砂分離技術(shù)適用于大型建設(shè)項目或土石方工程為主的中型建設(shè)項目及有大量余土需要外運處理（如深基坑或軟基處理工程）的項目，要求施工場地相對充足，需提供約8 000 m2處置場地，便于就近設(shè)置泥砂分離處理生產(chǎn)線。