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          臥式螺旋離心機對建筑灌注樁鉆孔泥漿脫水處理中的分析和應用

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          臥式螺旋離心機對建筑灌注樁鉆孔泥漿脫水處理中的分析和應用

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            臥式螺旋離心機對建筑灌注樁鉆孔泥漿脫水處理中的分析和應用
           
            1、概論
           
            在當今的建筑灌注樁施工中,有泥漿護壁鉆孔灌注樁、旋挖成孔灌注樁、沖孔灌注樁、長螺旋鉆孔灌注樁、干作業樁及沉管灌注樁等。而在灌注樁鉆孔過程中通常采用泥漿護壁技術,但廢泥漿的處理一直是困擾工程施工的難題。廢泥漿中含有大量的黏性土、砂土、碎石土、風化巖石、礦物和巖屑等等,它的稠度大,既不能直接排放,又難以自然沉降。本身建筑工地的使用面積受限,若不及時處理,不但影響施工,而且會造成環境污染或水質污染等公害?,F有的處理方式是用槽罐車運到郊外垃圾場讓其自然干化或航運至大海偷排。前種處理方式原始落后,產生了許多問題:一是費用高、效率低,施工緊張時,槽罐車晝夜運輸尚不能滿足施工進度要求;二是施工現場環境惡劣,泥漿水四溢,令人難以插足;后者受地理條件等的約束,大大增加了運輸成本。工程隊常因泥漿水漏入下水道造成管道堵塞而遭受巨額罰款;另外,槽罐車在運輸途中也常因泥漿水漏灑在城區干道上而污染了市容環境。
           
            本次試驗選用了臥式螺旋卸料沉降離心機(以下簡稱臥式螺旋離心機)對鉆孔泥漿進行實驗室理論考證與現場脫水實驗,經過脫水分離后的泥漿提高沉渣干度,縮小體積,可作為綠化回填土裝車外運或制磚等。因而將大大節省泥漿的運輸和排放費用;而且經臥式螺旋離心機分離后的液體含固率降低,可以回流到泥漿槽內,隨時調節泥漿濃度,有利于提高鉆進速度和成孔質量。
           
            1、臥式螺旋離心機的工作原理及結構
           
            臥式螺旋離心機是一種最新型且高效節能的固液分離機械設備。
           
            本機由轉筒、螺旋推料器,差速器及動力、機架主要部分組成。
           
            轉筒、螺旋推料器同向旋轉,轉筒、螺旋推料器在差速器作用下速差為10-35轉/分。鉆孔泥漿經進料口進入高速轉動的轉筒內,在離心力的作用下泥漿中顆粒、密度較大的沉渣(巖屑)等懸浮物迅速地向筒壁積聚,泥漿中密度較小的清液(水)由水層內圈之出水孔經出液口排出。沉渣由螺旋推料器推送到轉筒的圓錐端經出渣口排出。
           
            臥式螺旋離心機與其它形式的固液分離機械設備相比:a、具有結構緊湊、在相同的處理能力下機器的體積小、重量輕,移動相對方便;b、處理量大、分離性能好、適用范圍廣;c、固相回收率高,運行成本低、無濾網濾布;d、自動連續運行,操作、使用簡單,安裝和維護方便等優點。已廣泛用于地質礦產、石油、化工、冶金、制藥和環境保護等多個工礦領域。
           
            2、試驗用泥漿
           
            試驗用泥漿取自江蘇省的一個基礎建設工地的泥漿池。試驗泥漿特性為:含水率85%,固相真密度2226 kg/L,含固率28.7%左右,濕泥餅密度1084 kg/L。
           
            3、試驗系統
           
            試驗系統主要由震動篩、旋流器、濃縮池、泥漿泵、電磁流量計和LW-6500型臥式螺旋離心機組成。
           
            流程示意圖
           
            試驗時,將待脫水的建筑灌注樁鉆孔泥漿置于一級過渡沉淀池中,經泥漿泵輸送至震動篩、旋流器,將粗的硬質巖石顆粒及沙石等粗的顆粒介質篩選,目數小于50以下的和比重輕的介質流入濃縮池,再經自吸式泥漿泵送至電磁流量計計量后進入離心機中進行離心沉降脫水試驗。
           
            4、試驗用離心機的主要技術參數
           
            型號LW-6500,轉鼓直徑500mm,轉鼓長度2130 mm,工作轉速2800 r/min(無級可調),分離因數3226(max),差轉速0~35 r/min之間可調,主電機功率45kW,輔機電機功率18.5KW,外形尺寸3680 mm×1560 mm×960 mm。
           
            5、試驗結果
           
            試驗中,在保持處理量為50m3/h(進料含固率控制在11.7%)不變的情況下,通過調節離心機的分離因數,考察離心機對鉆孔泥漿的脫水效果。出泥8T/h(含水率37%),出水含固率5%以內。
           
            6、經濟性評價
           
            采用臥式螺旋離心機進行鉆孔泥漿脫水的經濟效益十分顯著,據在江蘇某工地現場調查,鉆一根灌注樁所產生的泥漿約為120 m3,江蘇省目前的泥漿運排費高達到為85元/m3,即一根灌注樁所需的泥漿運排費為10200元;而若采用離心機脫水工藝,綜合考慮電費、機器折舊費、人工管理費、沉渣的裝載和運輸費及離心機的安裝費,一根樁的泥漿處理費僅需4300元左右,比原工藝節省支出58%。
           
            7、結語
           
            通過工地現場條件對灌注樁鉆孔泥漿脫水處理試驗,可以得出如下結論:
           
           ?。?)臥式螺旋離心機用于灌注樁鉆孔泥漿脫水可以取得較好的脫水效果,脫水后沉渣的含固率可以達到75%~81%,脫水后沉渣的含水率達到40%以下,體積大為減小,并能堆積成型,可以另行堆放作進一步自然干化或直接裝車外運。
           
           ?。?)經離心機分離后的清液可以用來調節泥漿濃度,有利于提高鉆孔進度和成孔質量,同時還能節約用水,這對缺水地區的鉆孔尤顯重要。
           
           ?。?)采用臥螺離心機進行灌注樁鉆孔泥漿脫水處理的經濟效益十分顯著,具有良好的工程應用前景。
           
           ?。?)采用離心機脫水工藝可以有效改善鉆孔現場的工作環境,減少運輸車輛和對環境的污染,具有明顯的社會效益。
           
           ?。?)限于試驗條件,未能作更深入的對比試驗。如要將本試驗結果應用于工程實踐,尚需對機器的結構、技術參數作進一步的變化調整。
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