一种新型泥浆处置方法的运用

一种新型泥浆处置方法的运用 浙江省地矿建设有限公司 一、工程概况 机施攻坚QC小组 杭政储出[2011]40号地块项目是由华润置地投资建设，集高级写字楼、酒店 式公寓、地下商业为一体的综合项目。桩基采用φ650mm和φ700mm钻孔灌注桩，总桩数1614根。孔深48.0-50.5m，桩长34.5-38.0m, 产生需处理的泥浆方量约68500m3，工期4个月，与围护单位、总包单位交叉施工 。 本项目紧邻杭州火车东站东广场，地理位置十分显著，周边环境条件复杂， 人车流量大，工地管控措施严格，工地四周城管部门24小时不间断巡查，安全文 明施工要求极高，晚19点至22点允许泥浆车通行，其余时间段禁止泥浆车外运通 行。 二、QC小组概况 表2-1：QC小组简介 小组名称 浙江地矿机施攻坚QC小组 小组类型 创新型 成立时间 2017年1月3日 课题注册号 ZJDK-JS-01 注册时间 2017年1月4日 注册编号 ZJDK-JS 活动时间 2017年1月6日至5月30日 QC知识教育 平均48学时 活动频率 每周一次 出勤率 94.2％ 表2-2：QC小组成员简介 序号 姓名 性别 年龄 文化 程度 职务 组内分工 QC学习 （学时） 男 45 本科 项目经理 组长，组织活动 48 男 32 本科 技术负责 实施、统计、整理 48 男 43 专科 质量组长 效果纠偏 48 男 44 专科 生产经理 效果纠偏 48 男 45 专科 资料员 收集、整理资料 48 男 36 专科 施工员 分析、实施对策 48 男 47 本科 课题顾问 活动策划、顾问 80 男 37 中专 电工 用电保障 48 三、选择课题理由 1、施工条件：项目规模大，地理位置显著，政府管控严格，每天只充许有3小 时泥浆外运时间（晚19点至22点），传统泥浆处置方法无法满足施工要求。 2、项目工期紧，处罚严，工期延误罚款20万元/天。 3、项目文明标化要求：项目合同中明确要求安全文明施工要求考核在华润 置地华东大区考核排名前50%。废弃泥浆运不出工地常导致泥浆溢出泥浆池，泥 泞场地，严重影响工地安全文明施工。 4、传统废弃泥浆外运处置方式存在诸多缺点，影响桩基施工业的发展，需变 革。 四、设定目标 1、确保桩基施工在合同工期4个月完成。 2、设定新型泥浆处置方式占比超过80%。 3、新型泥浆处置费用不超过传统泥浆外运预算费用42元/m3。 五、提出方案，并确定最佳方案 5.1 提出方案：确定课题以后，QC小组成员通过“头脑风暴法”，集思广益，对泥浆处置技术及处置方案进行讨论，归纳共提出两种处置方案：泥浆管道接管船 运法和2台压滤式泥浆分离设备+封闭式槽罐车应急备用 5.2 方案比选 1、泥浆管道接管船运法 从工地泥浆池开始接硬质泥浆输送管，沿工地东侧二号港河—备塘河— 京杭运河（新塘路附近）铺设泥浆输送管，输送至泥浆运输船，再船运至泥浆消纳点德清。全程需铺设泥浆输送管长度3km。 优点： （1） 从工地接管后，泥浆输送至船上，无需槽罐车运输，不受交通管制影响。 （2） 使用占地面积较小，施工用电量不大。 缺点： （1） 需铺设泥浆管，泥浆输送接管长达3km，接管技术含量及费用较高，且需安排专人巡查泥浆管有无暴管漏浆现象。 （2） 管道铺设沿河岸通行，需与政府河道管理部门沟通协调，难度大。方案评估： 由于工地地处杭州火车东站，各项管控措施严格，泥浆输送管必须经政府河 道管理部门同意才能沿河铺设，铺设管长度又长，风险较大，费用较高，可操作 性难度大。 综合评分：4分。 2、2台压滤式泥浆分离设备+封闭式槽罐车应急备用 采用2台压滤式泥浆分离设备处置泥浆，其总功率为150KW/小时，每次分离 泥浆量60m3，分离时间约1小时20分。每天可分离处理泥浆约960m3。 根据估算，施工高峰期日产生泥浆量约950m3，运用2台压滤式泥浆分离设备 ，理论可全部处理日施工产生的泥浆量。为防止泥浆设备故障影响，增加2辆封闭式泥浆应急外运槽罐车。 优点： （1） 经调查和估算，如泥浆分离器运行顺利，可正常处置泥浆，节约施工用水 。作为新技术，环保、经济，是未来泥浆处理的发展方向。 （2） 不受交通管制影响，提高泥浆处理效率，彻底杜绝泥浆外运偷倒排现象的发生，保证工期和工地安全文明施工的实施。 缺点： （1） 新技术，缺少使用经验，泥浆分离效果与地质情况紧密相关，施工用电占用份额大。 （2） 需采取必要措施保证泥浆分离器正常工作，否则将极大影响施工进度， 分离的渣土不能马上外运，需晾晒1~2天，占用较大场地 。 方案评估： 新型泥浆分离技术作为未来泥浆处理的发展方向，具有保护环境，降低施工 成本的突出优点，公司重点支持。泥浆外运单位已购置相关设备可以试验使用， 并提供具有类似经验的操作工负责，项目业主承诺增加变压器以满足施工用电， 槽罐车作为应急配备使用，方案可操作性高。 综合评分：8分。 5.3 方案选定 QC小组成员从项目实际情况、可操作性、成本分析、泥浆处理未来发展方向 着手，全方位考虑，对以上二种方案进行对比分析、综合评定，一致认为方案二 在成本控制、方案可操作性、施工部署、综合评分等方面更具有优势。因此将“2台厢式压滤机泥浆分离设备+封闭式槽罐车应急备用”方案作为本项目泥浆处理的 可行方案。 5.4 确定最佳方案及研究 压滤式泥浆分离技术培训运用、外加沉淀剂种类分析及配合比、分离清水检 测及循环使用、设备用电保障、槽罐车应急使用方案。 表5-1：最佳方案研究图 六、方案实施影响因素假想预测 QC小组成员通过互联网、类似工地其他泥浆分离处理等方面的资料进行收 齐、整理、综合分析，确定泥浆压滤式分离技术实施过程中的问题。影响因素为： 1、泥浆压滤式分离设备的操作技术培训，每板泥浆压滤时间控制 2、外加沉淀剂的种类及添加配合比的确定 3、分离清水的处理方式，水指标能否满足直排或打桩施工技术需求 4、泥浆压滤分离设备用电量的保障 七、制定对策 表7-1：实施对策表 八、对策实施 图8-1：新型压滤式泥浆固液分离设备系统构成图 8.1 压滤式泥浆分离技术培训运用 1、分离设备主机采用2台杭州富阳金润永昌厢式压滤机（型号XMZ500/1500- UB），滤料输送泵采用100ZJE- 2型的三相异步电动泵（功率55KW），初始泥浆及清水稀释泵均采用100LBW- 10型泥浆泵（功率7.5KW）， 外加沉淀剂输送泵为1.5KW单螺杆泵。设备组装后进行试运行。 2、请厂家专业人员进行现场设备安装及运行指导，项目部根据使用设备说 明书及厂家现场指导进行专业培训及技术交底。安排1名施工员专职负责泥浆分 离器的跟踪、控制及管理，确保项目部有效监控。 3、高薪聘请2名在杭州杨柳郡项目有类似操作经验的设备操作工作为早晚 班长进行带班管理，确保设备运行正常。 实施效果： 1、探索出一整套压滤式泥浆分离设备的应用技术，使设备运行与工程施工有效结合，极大减少了泥浆外运带来的种种弊端，满足安全文明施工需要。 2、通过培训、指导、交底及运用，使项目管理人员和设备操作人员的技术水平很大提高，满足了设备的正常运行需求。培养出相关技术人员，为以后类似工程施工储备人才。 3、满足了施工产生泥浆正常的处理需求。 8.2 外加沉淀剂种类分析及配合比 1、我司上海分公司2014年离心式泥浆分离设备外加剂为絮凝剂“阴离子PAM ”，溶度为0.1%- 0.2%，分离废水需静置48小时方可用以桩基施工用水，由于本工程泥浆分离设备 为压滤式，与离心式完全不同，外加剂对于本工程不适用。 2、考虑分离的清水大部分循环使用，少部分排入市政管道，泥浆分离添加剂需无毒无害，且满足桩基施工用水标准。通过查阅各种相关资料，经现场沉淀、 试运行压滤试验及效果比对，选用的外加沉淀剂确定为明矾（十二水合硫酸铝钾 ），确定添加明巩浓度为0.2%至0.25%之间，折后泥浆每m3/0.1-0.12kg明巩用量。 实施效果：确定了外加沉淀剂为明巩，满足了添加剂无毒无害的环保要求， 通过实验及实际压滤运用效果比对，确定明矾用量为每m3/0.1- 0.12kg，折合m3/0.14元-0.17元，经济合理。 8.3 分离清水检测及循环使用 1、试运行分离的清水经现场取样试验，测定其PH值为8，水样检测合格。 2、泥浆分离器设备设置在场地西侧，生产组根据施工部署，挖设2个水池储 存分离水，配备必要的抽水设备供西侧钻机打桩施工用水。 实施效果： 1、分离清水经检测，满足了无毒无害的环保要求，符合市政直排及打桩施工 标准需求。利用分离清水施工的桩，经成孔及后续桩身质量检测，满足设计规范要求。 2、桩基施工钻机共16台，解决了场地西侧9台桩机的施工用水，分离清水循 环使用率超过70%，节约了50%的桩基施工用水。 8.4 设备用电保障 2台泥浆分离器总功率150KW/小时，设备用电量大，用电时间长，经业主大力支持并同意，由40地块1台变压器接通，设立单独一级配电箱及二级分配箱专供 泥浆分离设备用电，安排专职电工王李荣重点监控设备施工用电，每天进行用电 检查并记录，确保设备运行顺利及施工用电安全。 实施效果：泥浆分离设备通过设置专用施工用电系统，专职电工重点加强监 控和管理，使用泥浆分离器设备施工用电安全，运行正常，满足了施工要求。 8.5 实施过程照片 图8-2：实施过程照片 图8-4：分离的渣土及外运 图8-3：分离的清水 九、确认效果 9.1 总体效果： 1、原合同工期为4个月，后因图纸出图影响，合同工期顺延至5个月，实际施工工期提前3天完成，确保桩基施工在合同工期内完成。 2、安全文明施工目标得到保证，满足华润华东大区EHS安全文明示范项目创 建检查。受到江干区质安监站、业主单位、监理单位的一致好评，泥浆分离技术 作为本项目施工亮点，在业主华润华东大区内部杂志刊登表扬，并推广。 3、传统泥浆外运预算费用为42元/m3，采用新型压滤式泥浆分离设备泥浆处 理费用为36.31元/m3，泥浆处理成本未超出预算成本。 4、理论泥浆总量68500m3，实际施工中2台设备因其中1台设备故障维修4天， 导致泥浆外运1800m3，另有3天日产生泥浆量超过1200m3，泥浆外运约750m3，其 余泥浆均全部由泥浆分离器处理。新型泥浆分离处理占比96.3%，远高于原设定 的占比超80%目标值。 9.2 新型泥浆分离器与泥浆外运费用比较 表9-1：费用比较 杭政储出（2011）40号地块新型泥浆分离处理与传统泥浆外运费用比较 序号 项目 新型压滤式泥浆分离器泥浆处理费用 传统泥浆外运费用 设备折旧费 设备安装费 设备维修及材料费 人工费 分离渣土外运费 电费 外加剂费用 挖机翻土费 1 计量 5个月 1次 5个月 5个月 22833m3 152365 度 10吨 76台班 / 2 单价 548元/ 天 20000元/次 10000/ 月 36000/ 月 82元/m3 0.95元 /度 1500 元/吨 1600 元/台 班 / 3 折合泥浆单m3费用 1.22元 0.29元 0.73元 2.63元 27.33元 2.11元 0.22 元 1.78 元 42元 汇总 合计 36.31元 4