武營軍，郭清華

(廣東華隧建設(shè)股份有限公司，廣東 廣州 510620）

泥水盾構(gòu)渣土回收利用綠色施工技術(shù)

武營軍，郭清華

(廣東華隧建設(shè)股份有限公司，廣東 廣州 510620）

以廣州市220kV奧林變電站電力隧道工程（南段）實例為背景，以區(qū)間盾構(gòu)施工為平面，開展泥水盾構(gòu)渣土回收綠色施工技術(shù)研究，減少泥水盾構(gòu)產(chǎn)生渣土的排放，大大降低對資源的消耗和對環(huán)境的污染，是一項綠色環(huán)保施工的創(chuàng)新技術(shù)。本文對該技術(shù)及應(yīng)用情況進行分析、介紹。

泥水盾構(gòu)；渣土回收；綠色施工

隨著國內(nèi)城市建設(shè)步伐的加快，城市地下空間得到快速的開發(fā)和利用。盾構(gòu)法施工在城市軌道交通、公路隧道、市政管線等領(lǐng)域也得到迅速的推廣應(yīng)用，盾構(gòu)施工技術(shù)也日趨豐富和成熟。

目前對于泥水盾構(gòu)渣土的處理僅僅是由簡單的旋流處理和篩分設(shè)備進行分離。這種方式篩分出來的渣土含泥率高、含水量大，結(jié)構(gòu)松散，并伴隨產(chǎn)生大量的棄漿。而且這種處理方法分離后的渣土顆粒物分級不清，使得無法對渣土中有價值的組分進行回收利用。對于這樣的高含泥率、高含水量的渣土，目前都是通過大量的車輛運輸至專門的渣土堆放場進行存儲。在運輸過程中不可避免地存在少量撒漏，附帶的泥漿逸出后將對環(huán)境產(chǎn)生一定的污染，甚至泥漿風(fēng)干后會引起揚塵并造成空氣質(zhì)量下降。此外，施工過程中產(chǎn)生大量的廢漿直接廢棄，消耗大量的水資源，也給環(huán)境帶來很大的負(fù)擔(dān)。

泥水盾構(gòu)渣土回收利用綠色施工技術(shù)主要包括：①泥漿凈化系統(tǒng)的設(shè)計與配置；②對兩級處理分離出的渣土進行分類收集；③將細(xì)砂及粘土顆粒用于注漿漿液調(diào)配中；④對高濃度廢漿以及施工污水進行壓濾處理。

1 泥漿凈化系統(tǒng)的設(shè)計與配置

根據(jù)泥水盾構(gòu)在不同的地質(zhì)情況中施工，對所用泥漿的指標(biāo)有著不同的要求。采用一般的泥水處理設(shè)備僅能分離出泥漿中粒徑60μm以上的顆粒，其余的顆粒隨著泥漿一并溜回漿池中，長時間會造成泥漿粘度上升，含砂率增大，比重增加。泥漿指標(biāo)不符合盾構(gòu)掘進的要求。

針對這樣的問題，本次研究特別設(shè)計出一套集成式泥漿凈化器，采用處理流量為650m3預(yù)篩器和600m3一級旋流處理器、二級旋流處理器串聯(lián)集成一個基本單元。

每套集成式泥水凈化器由1臺預(yù)篩分器、1臺震動脫水篩機、一級除砂、二級除泥旋流器組各1套及沖砂部件等。其中一級處理器及二級處理器共用同1個振動脫水篩，一級處理器使用振動脫水篩中下層的篩板，二級處理器使用振動脫水篩中上層篩板。

盾構(gòu)循環(huán)泥漿由泵送入預(yù)篩器上的進漿槽，經(jīng)過預(yù)篩分器的兩層粗篩振動篩選后，將粒徑在2mm以上的渣料分離出來；篩余的泥漿進入預(yù)篩下面的儲漿槽，由一級泵送至一級旋流器組，泥漿經(jīng)一級除砂單元凈化處理后清除絕大部分74μm以上的砂質(zhì)顆粒，處理后的漿液進入一級溢流排漿泥漿箱；二級泵把溢流排漿泥漿箱泥漿箱里的漿液送至二級旋流器組，二級旋流除泥器可清除泥漿中20μm以上的泥質(zhì)顆粒，二級處理后的漿液進入二級溢流排漿泥漿箱，一、二級旋流器底流分別或共同進入脫水篩的上下層篩面，進行脫水處理。經(jīng)過先后兩次除砂除泥處理后的泥漿進入泥漿池，經(jīng)調(diào)配后泵送回井下，進入盾構(gòu)環(huán)流系統(tǒng)重復(fù)使用。

盾構(gòu)泥漿經(jīng)過兩級處理之后，其中大部分砂質(zhì)顆粒和泥質(zhì)顆粒都被分類分離出來。回送井下的泥漿含砂率較低，泥漿粘度與泥漿比重都能較為穩(wěn)定的控制在一定范圍內(nèi)。

2 對兩級處理分離出的渣土進行分類收集

集成式泥漿凈化器對盾構(gòu)渣土進行了預(yù)篩震動分離、一級旋流除砂分離及二級旋流除泥分離，在預(yù)篩出口、下層篩板出口和上層篩板出口能分別收集到三類不同粒徑，不同性質(zhì)的渣土。

1）粒徑大于2mm的渣料經(jīng)預(yù)篩震動分離后，從預(yù)篩篩板出口處被篩出。此類渣料大多為粒徑較大的礫砂顆粒及環(huán)流系統(tǒng)帶出的碎石，回收再利用價值不大，一般對其進行收集外運處理。

2）粒徑大于74μm，小于2mm的顆粒，在經(jīng)過一級旋流處理后，從震動脫水篩機的下層篩板出口處被篩出。一般為砂質(zhì)顆粒，對于此類渣土，通過現(xiàn)場觀察其特性，結(jié)合盾構(gòu)隧道沿線地質(zhì)勘查報告，判斷其利用用途，確定是否對其進行大范圍回收利用。

3）粒徑大于20μm，小于74μm的顆粒，經(jīng)過二級旋流處理后，從震動脫水篩機的上層篩板出口被篩出。一般為粘土顆粒，此類渣土的用途較廣，在盾構(gòu)項目施工現(xiàn)場中，可直接作為調(diào)整泥漿性能的材料，也可作為盾構(gòu)注漿漿液的原料。

3 將細(xì)砂及粘土顆粒用于注漿漿液調(diào)配中

盾構(gòu)區(qū)間隧道同步注漿采用單液水泥砂漿，二次注漿采用水泥砂漿+水玻璃雙液漿。水泥砂漿的采用水泥180∶粉煤灰180∶膨潤土100∶砂400∶水450的質(zhì)量比調(diào)配，對調(diào)配漿液的原料需求量十分大。

結(jié)合區(qū)間地質(zhì)報告分析，廣州市220kV奧林變電站電力隧道工程（南段）盾構(gòu)隧道洞身長距離穿越粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂、中粗砂、全風(fēng)化泥巖、強風(fēng)化泥巖層?？梢詫蜻M過程中通過集成式泥漿凈化器分離出的細(xì)砂顆粒和粘土顆粒進行大面積回收，經(jīng)過一定干燥處理后，作為調(diào)配漿液的材料，可調(diào)制出高質(zhì)量的注漿漿液。

4 對高濃度廢漿和施工污水壓濾處理

泥水盾構(gòu)在強風(fēng)化巖層和粘土地層的掘進過程中，由于地層本身具備一定造漿能力，在不斷的掘進過程中，泥水循環(huán)系統(tǒng)中的泥漿粘度會逐漸升高。為了保持穩(wěn)定的泥漿參數(shù)指標(biāo)，必須往循環(huán)泥漿中加入清水以降低泥漿黏度。這種情況下，泥漿池中的泥漿量不斷增多，達(dá)到一定情況需進行泥漿外排。

為了減輕泥漿外運壓力，本次研究對盾構(gòu)廢漿以及施工污水進行了壓濾處理。多余的泥漿先排進廢漿池進行存放，廢漿池的廢漿積累到一定的容量后，由預(yù)設(shè)在廢漿池邊的渣漿泵送至壓濾設(shè)備進行壓濾。

經(jīng)過壓濾處理的廢棄泥漿形成濾餅及濾液。濾餅存放在濾餅堆放區(qū)，可在泥漿粘度及比重降低時，作為制漿材料循環(huán)使用，亦可外運供其他泥水盾構(gòu)項目造漿之用。濾液可抽送回泥漿池代替清水用作調(diào)節(jié)泥漿參數(shù)。

5 應(yīng)用效果

廣州市220kV奧林變電站電力隧道工程（南段），隧道埋深約為4～10m，全線總長度為1173.465m。段隧道洞身范圍內(nèi)主要為粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂、中粗砂、全風(fēng)化泥巖、強風(fēng)化泥巖層。使用廢漿壓濾技術(shù)，有效控制泥漿外運成本，提升了項目文明施工形象。

[1] GB 5029-1999，地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范[S].

[2] GB 50202-2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[3] 廣東華隧建設(shè)股份有限公司．一種泥水盾構(gòu)渣土處理回收利用的施工方法[P]．中國專利：201410 010872.6，2014-01-09.

（編輯 張海霞）

Slurry shield sediment recycling green technology

WU Ying-jun, GUO Qing-hua

TU621

B

1001-1366(2015)11-0075-02

2015-09－18