地连墙泥浆新工艺浅析
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摘要：目前，天津市市城建事业实现了又好又快发展。工程建设规模累计突破1亿平方米。面对建设投资大、工程项目多、融资主体多等特点，为积极推进绿色施工发展,使绿色施工规范化、标准化，促进市政工程持续健康发展，本工程根据《绿色施工导则》和《天津市绿色建筑施工管理技术规程》的有关规定对地连墙泥浆工艺从“四节一环保”方面进行了探索和应用，为类似工程推行绿色施工起到了借鉴和推广作用。
关键词：地铁；地连墙；泥浆；新工艺；绿色
1工程概况及地质条件
1.1工程概况
天津滨海国际机场扩建配套交通中心工程土建施工第2合同段位于天津滨海国际机场T1航站楼北侧进出港广场及其东侧的空地下，已建航站楼的东侧。本工程围护结构采用地下连续墙结构，根据现场实际施工情况，对各类型地连墙分幅进行了调整，调整后A型（5×1.2×47.7m）地连墙为29幅，B型（6×1.2×30.2m）地连墙为29幅，G型（4.5×1.0×50.2m）地连墙为35幅，共计93幅。
1.2工程地质条件
本工程地基土在110m深度范围内均为第四纪松散沉积物，主要由饱和粘性土、粉土、砂土组成，一般具有成层分布的特点。自上而下为第四系全新统人工填土层（人工堆积Qm1），第I陆相层（第四系全新统上组河床～河漫滩相沉积Q43a1）、第I海相层（第四系全新统中组浅海相沉积Q42m）、第II陆相层（第四系全新统下组沼泽相沉积Q41h及河床～河漫滩相沉积Q41a1）、第III陆相层（第四系上更新统五组河床～河漫滩相沉积Q3ea1）、第II海相层（第四系上更新统四组滨海～潮汐带相沉积Q3dmc）、第IV陆相层（第四系上更新统三组河床～河漫滩相沉积Q3cal）、第III海相层（第四系上更新统二组浅海～滨海相沉积Q3bm）、第V陆相层（第四系上更新统一组河床～河漫滩相沉积Q3aal）、第IV海相层（第四系中更新统上组滨海三角洲相沉积Q22mc）、第VI陆相层（第四系中更新统中组河床～河漫滩相沉积Q22a1）。
2地连墙开挖中的泥浆工艺
泥浆由膨润土、水和添加剂按一定比例搅拌而成。
泥浆护壁就是在充满水、膨润土及其他添加剂混合液的情况下，在地下连续墙成槽施工时，泥浆在槽壁上形成泥皮，并且通过泥浆对槽壁的静压力作用，有效地防止槽壁坍塌或剥落，维持挖槽形状不变。
使槽壁稳定的泥浆叫护壁泥浆，由于使用泥浆护壁进行挖槽，所以采用泥浆护壁挖槽法。泥浆从槽壁表面向地层内渗透到一定的范围内就粘附在颗粒上，通过这种粘附作用可以使槽壁较少坍塌和渗水。泥浆具有支撑开挖，悬浮沉渣，避免淤泥碴层在开挖底部堆积等作用。无论是新制泥浆还是经过循环净化的泥浆，都应根据开挖槽段的地层情况、土质特点来确定泥浆稠度。
除此之外，泥浆还具有机具的作用。
3泥浆工艺中的常见问题
通过对多年地连墙施工的现场监理，发现传统的泥浆工艺对地下连续墙的长远应用会产生制约，为了使地连墙更好的适应时代的发展，本工程着手了泥浆新工艺的开发，主要从环境保护和经济效益两个方面考虑。
3.1环境保护
泥浆护壁是地下连续墙施工过程中重要的一项措施，可以起到非常重要的作用。在槽段开挖、清槽、混凝土浇注过程中必不可少，在使用过程中处理不善会带来危害。如果泥浆在施工现场得不到很好的控制（漏浆、废浆的处理），将会使施工场地泥泞不堪，给正常施工带来很多不便，泥浆晒干后，造成到处尘土飞扬，带来空气污染，影响周围居民的正常生活，危害居民的健康。
由于地下连续墙施工噪音小、适用于多种地质条件，在城市的建设中应用广泛。但城市人口密集，对施工要求严格，使得地下连续墙的使用受到限制。并且地连墙施工需要大量泥浆，而泥浆常常带来很多负面影响，为保证地下连续墙能在城市建设中发挥更广泛的作用，开始构思泥浆新工艺。
3.2经济效益
常规地连墙的泥浆工艺，首先要考虑的就是泥浆池建造的问题。选定泥浆池的位置，要根据工程的泥浆用量来确定泥浆池的容积。在泥浆池中要分出不同的隔断以搅拌新泥浆、储存废泥浆。在建造成本上，要计算混凝土的用量、钢筋的用量，建造程序麻烦，浇筑后要等到混凝土达到强度后才能投入使用，对工期影响很大。
在使用过程中，大量的膨润土被投入使用。在地下连续墙施工过程中，泥浆的用量很大，所以对膨润土（泥浆的主要成分）、水的需求量也非常大，搅拌泥浆所需的工作量（机械量、电量、人力等）也会非常大，综合计算下来，浇筑地连墙的费用大大提高。
我们将废泥浆回收处理、循环利用，可以节约资源，提高工作效率，节约资金，这对企业的发展很重要。所以，对地连墙施工过程中泥浆工艺的改进具有重要意义。
4新旧泥浆工艺的对比
4.1常规泥浆池及搅拌装置
（1）现场砌筑泥浆池
（2）简单的搅拌装置
(3)泥浆管安装简单
4.2现场新型泥浆工艺简述
泥浆系统主要由以下部分组成：清水存储池、泥浆分离机、泥浆罐、混合泥浆池、给水管、给泥浆管、泥浆回收管、浆搅拌机。
下面对各项进行简单的介绍：
清水存储池:给泥浆搅拌机供水，保证一定的水储备量，满足搅拌需求。
泥浆搅拌机:搅拌泥浆，容积1m?，具有泵送特性，能够边搅拌边输送泥浆，搅拌均匀，效率高，泥浆质量稳定而且保证环境卫生。
泥浆罐：用于储存新制泥浆，新搅拌的泥浆首先输入泥浆罐，由于新搅拌的泥浆量较少，所以首先要在泥浆罐中进行储存，保证一定的储备量，然后才能利用。泥浆罐中的新制泥浆可直接供给输送到开挖槽段、在浇筑槽段、在清洗槽段，也可以输入混合泥浆池与初步处理回收的泥浆混合，经处理后使泥浆再利用。泥浆罐本身方便清洗，清洗泥浆罐后的水排到混合泥浆池，与回收的泥浆混合再利用，节约资源。
混合泥浆池：作为废泥浆回收的储存、处理装置，多个泥浆有连通器相连，在每个池中安装两个螺旋搅拌机（搅拌作用、输送泥浆的动力源）。在泥浆池中废旧泥浆泥浆与新制泥浆混合，通过搅拌处理后废浆中的沙石与泥浆分离，沙石沉淀，使得混合泥浆满足使用要求，达到废泥浆再利用的目的，节约资源。混合泥浆池还可以作为泥浆的稀释场所，当新制泥浆稠度较高不符合使用要求时，可以在池中加水稀释或加入添加剂，直到满足使用要求，使用方便。
给水管：向清水池、泥浆搅拌机供水
给泥浆管：新制泥浆、再处理后泥浆输送管道，方便对接，根据需要放置阀门，利于供给泥浆和泥浆的循环。
泥浆回收管：将槽段中废旧泥浆用泵抽回，通过泥浆回收管导入混合泥浆池
泥浆分离机：将小颗粒的粉土分离出来，泥浆管放到槽底，通过将泥浆泵将泥浆抽到分离机内，通过泥浆分离系统中的震动筛和旋流器，将沙石颗粒分离出，使回收分离后的泥浆的含砂量要少于4％。泥浆循环到混合泥浆池处理，同时，泥浆池通过浆管向槽段供浆，保证泥浆护壁质量，达到换浆洗槽的目的。
(3)循环系统基本原理：净化、混合稀释或调料处理、连通循环利用。
5泥浆循环系统与常规泥浆池的区别
5.1传统泥浆池
①从泥浆池本身来看，占地面积大，投入使用不及时，泥浆搅拌处理不科学，搅拌泥浆质量不稳定，泥浆池的维护得不到保障。如果在雨季，泥浆池大量积水，改变了泥浆的性能参数，使泥浆护壁功能降低甚至丧失。
②传统泥浆池中的废泥浆回收利用率较低，施工中需要不断地制备新泥浆，有时将废旧泥浆直接再利用，因为旧泥浆的性能远低于新制泥浆，护壁效果较差，影响成槽施工。当今社会，提倡文明施工，不仅要保证工程质量还要保证良好的施工环境、工人的生活和工作环境等，所以，传统的泥浆工艺不适应时代的发展。
③在使用传统泥浆工艺的过程中，输送大多采用软管，在换挖槽段时，遇到很多麻烦，如果停止输送泥浆后再移换管线，则可能会影响同一时段正在进行清槽或洗槽的施工质量，降低了施工效率；如果不停止输送泥浆，则可能会有大量泥浆外流浪费，破坏施工环境，经常会给现场施工的机械车辆造成麻烦，不能正常施工。
④工程结束时，建筑在地面上的临时泥浆搅拌池大多被填埋，这对场地的后期开发使用带来麻烦，如果不填埋，拆除泥浆池也存在很多困难，造成人员和资源的浪费。
5.2新型泥浆循环系统
①便于运输，组装连接简单，使用方便，泥浆的制备和处理科学，外形美观。
②在使用过程中，泥浆罐、混合泥浆池、管道、泥浆泵的综合利用，保证泥浆基本完全回收，浪费少。泥浆罐在现场摆放规矩安全，做到了文明施工。泥浆池、泥浆罐本身可以长久使用，方便清洗。各个混合泥浆池底装有两组搅拌处理装置，使泥浆得到充分搅拌、回收泥浆科学处理再利用，保证泥浆的质量。这样既能做到泥浆的循环利用，节约了社会资源，又提高了工作效率。
③输送管改用钢管后，给浆管和泥浆回收管都可以安装多个阀门开关，按照不同槽段的使用需求各自进行灵活调整，保证施工不间断，保证工程质量和进度，节约泥浆，保证施工现场的卫生环境。虽然钢管的成本较软管成本高，但其使用年限长，节约资源，符合文明施工的要求，从长远角度考虑，其成本仍低于传统软管。
④在工程完毕后，泥浆系统的各组成部分经过清洗后，运输到下一个工地，再进行组装，可以迅速投入使用，不影响工程进度，提高效率。
6经济效益对比
通过上述内容对比得到结论：
①泥浆罐循环利用，节省建造泥浆池的费用。
②节约水资源。
③泥浆循环利用率高，节省原材料（膨润土、添加剂等），节省泥浆搅拌费用。
④泥浆分离机分离出的沙可以再利用（比如可以用于填沙袋）。
⑤为企业创造良好的形象，提高公司的声誉。