泥浆护壁钻孔灌注桩废弃泥浆污染与处理的思考(刘玥瓖)

点击数:6041 时间:2013-12-13

 

  盘龙路项目现在正在施工的是南桥桥台和地道的基础工程,采用的是直径为1m的泥浆护壁钻孔灌注桩,部分桥墩桩基采用直径为1.2m的泥浆护壁钻孔灌注桩。目前桩基工程已基本完工,现场进行着清桩、钢筋绑扎、承台混凝土灌注等分项工程的施工。站在地道基础西面,可以清楚的看到大量的废弃泥浆沿着地道护坡的边缘无组织的流向低洼之处。

  一、泥浆在施工中的作用

  泥浆是一种由水、膨润土颗粒、黏性土颗粒以及外加剂组成的一种悬浊体系。在钻孔灌注桩中的主要作用是护壁,在钻孔过程中,用泥浆灌注来保持孔壁压力的平衡,在孔壁形成泥膜,有效的防止塌孔和抑制地层中地下水喷出及突涌。此外,泥浆还可以冷却钻具,并将钻渣携带出孔。在钻孔过程中,泥浆不断循环使用,其成分和性质也发生着变化,并因钻渣的混入,泥浆性质逐渐变差,当其处理后仍不能满足使用要求时,就会被废弃。

  二、废弃泥浆对环境的影响

  泥浆护壁钻孔灌注桩中的泥浆用量一般是成孔体积的3—5倍,施工结束后将产生大量的废弃泥浆。废弃泥浆含有不同成分的颗粒和物质,通常为碱性,对环境有各种不同程度的破坏,若任意排放,将对水作物、灌溉水、土壤造成污染。

  废弃泥浆中的膨润土或黏土颗粒粒径非常微小,一般小于0.002mm,排入农田后,这些颗粒逐渐沉降,严重影响农作物根系的呼吸作用,阻碍农作物的生长发育,甚至导致死亡。江苏省常州市境内就曾因高速铁路桥梁桩基施工废弃泥浆直接排入农田一事,造成该地大面积水稻长出黑穗。其次,废弃泥浆中含有较多的重金属离子,具有较强的生物毒性,影响土壤生物的活性,破坏土壤团粒结构,引起土壤板结。此外,废弃泥浆中还含有石油类的污染物,一旦进入土壤,不但使土壤的透水性降低,而且或与土壤中的无机氮、磷结合反应,将降低土壤的肥力,造成减产。而更为严重的是,在经济利益的驱动下,建筑工地将泥浆偷排入江河,不仅使江河浑浊,破坏水质,破坏河道生态安全,使鱼虾死亡,危及城市生活用水,同时也使河道於塞,影响船舶航行;也能使地下排水管道阻塞,破坏市政设施。

  三、废弃泥浆的处理

  废弃泥浆的现行的处理方式是用槽罐车把泥浆运到郊外使其自然干化,这种处理方式原始落后、效率低、费用高,在运输中污染市容。以下探讨的是符合“两型”环保要求的处理方式。

  (一)环保泥浆

  常用的环保泥浆主要是SM泥浆,是一种高分子聚合物所组成的高浓缩性乳液稳定液,原理是用新型造浆材料代替膨润土,在废弃的SM泥浆中加入漂白粉分解后,24小时内完全变成中性,可以直接排入下水道或沟渠。

  (二)机械分离

  使用建筑废弃泥浆脱水分离等之类的机设备,对规定粒径范围内的固体颗粒进行浓缩、脱水或分级分离,从而将建筑打桩泥浆泥水分离以清水和废渣的形式排放,既降低处理成本,又起到保护环境绿色环保的效果

  (三)固化处理。

  向废水基钻井泥浆或钻井泥浆沉积物中加入固化剂,使之转化成像土壤一样的固体(假性土壤)填埋在原处或用作建筑材料等。这种方法能较大程度地减少废钻井泥浆中的金属离子和有机物对土壤的侵蚀,从而减少废钻井泥浆对环境的影响与危害,同时又可保证废钻井泥浆池在钻井过程一结束即能还耕。

  (四)絮凝处理

  对于废弃的泥浆水,在泥浆水中加入絮凝剂,由于泥浆水是一种水中含有一定量的微细泥颗粒的悬浮液体,高分子絮凝剂是一类水溶性的高聚物,将其与泥浆水混合时,由于絮凝剂具有架桥、网捕、吸附和电性中和等功能,可以破坏泥浆水的稳定性,使泥颗粒从水中迅速凝聚、沉降,从而达到泥水分离效果。

  (五)泥浆制砖

  这是一种利用废弃泥浆制砖的工艺方法。该工艺方法包括碱性处理、加水、加水泥和骨料、搅拌、输送、机械挤压、成型输送和养生等工序生产出合格的建筑用砖。这种处理方法可以消除废弃泥浆对农业、养殖业和环境的污染,并可节约土地,变废为宝,减少用于处理泥浆污染的工作量和费用,获得巨大的经济效益和社会效益。

  四、产业展望  近年来,为消

污染,保护环境,回收利用,化害为利,国内外学者和从业人员开展了大量的工作,在治理思路上取得了新的突破,在废弃泥浆治理方面也提出了微生物处理和复混肥料添加剂的设想。

  (一)微生物处理

  其原理是利用微生物将污染物消除。设想在一定面积的土地上喷洒一定量的废泥浆,然后耕翻土地,并加入锯木灰之类的有机质,增加土壤透气性和肥效,并利用土壤的吸附作用和微生物的消解作用,将泥浆中的污染物清除,以达到无害要求。

  (二)复混肥料添加剂

  其原理是将废弃泥浆研制成复混肥料添加剂。设想先预处理废弃泥浆,除去有害成分,后用正交试验筛选各最适宜配方,再用综合评分法评估和筛选最佳配方,然后根据实验配方,将废泥浆作为肥料添加剂,用于制作复混肥。

  泥浆是泥浆护壁钻孔灌注桩施工中必不可少的材料之一,云龙示范区不可避免的仍将在项目施工中继续采用泥浆护壁钻孔灌注桩。而文明施工的理念和可持续发展指导思想必将引领废弃泥浆处理朝着消除污染、保护环境的方向继续前进。开发环保产品,在云龙示范区内推动环保产业发展,或可成为“两型”产业之一。