CN104829071A - 一种工程泥浆快速处理装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程泥浆快速处理装置及使用方法。其装置包括运输车和带真空-电渗系统的可密封集装箱两部分。集装箱顶盖内侧安装有水平排水管网和竖向排水电极，集装箱靠近运输车操作室的一侧安装有真空泵和直流电源；集装箱后盖可以打开。将装置运输至现场，先将后盖密封，将泥浆抽入集装箱中，再将顶盖密封，启动真空泵，泥浆中的大部分水就可以通过水平排水主管排出，排水一段时间后，再接通直流电源，进行电渗，进一步排出泥浆中的水。通过真空-电渗技术实现泥水分离，得到含水量较低的土，打开后盖即可取出。本发明的收集并处理泥浆的方法可以减少传统泥浆处理的二次污染，同时处理后的土还可用于工程建设，节约了土方资源。

Description

一种工程泥浆快速处理装置及使用方法

技术领域

本发明属于土木水利工程技术领域，特别涉及一种工程泥浆快速处理装置及使用方法。

背景技术

随着中国城市化进程的加快，各类工程建设也进入了一个高峰期，但建设工程会产生大量环境污染物，其中工程泥浆是其中主要的一种。泥浆用量与成孔方式和钻孔深度有关，一般为成孔体积的3到5倍，必然会产生大量废弃泥浆。

泥浆护壁成孔灌注桩广泛应用在地下水位较高的地区，但这种桩的施工工艺需要制备泥浆，形成泥浆池，施工结束后会有大量废弃的泥浆，这些弃浆的处理大多是直接回填泥浆池或者用吸污车将泥浆吸走，前者容易造成地基强度不足，影响后期施工，后者则会造成二次污染，且运输成本较高，更有甚者，在巨大的经济利益驱动下，有的建筑工地趁监管漏洞，将建筑泥浆偷排乱排，产生了非常严重的后果：污染环境，建筑泥浆的乱排放污染水源，破坏自然植被，板结土壤，影响环境美观；偷排入江河的泥浆不仅使江河浑浊，破坏水质，破坏河道生态安全，使大量鱼虾死亡，危及城市生活用水安全，同时使河道淤塞，影响船舶航行；破坏市政设施，偷排入下水道等设施的泥浆极易造成市政工程的破坏，阻塞管道。工程废弃泥浆的污染问题已引起社会的广泛关注。亟需一种新的处理方法解决以上问题。

真空-电渗技术是一种软土地基处理技术。利用竖向排水系统和水平排水系统，在地基内形成负压，将软土中的水排出固结；同时采用电渗使土中水向阴极流动，在阴极附件埋排水管或采用可排水电极，便可以将水排出。该技术目前广泛应用于沿海地区吹填超软土处理，但是对于工程泥浆的加固处理无法直接实施。

发明内容

本发明的目的在于克服传统废弃泥浆池处理时易造成二次污染或者直接回填土造成地基承载力不足的缺陷，提出一种可以收集和处理废浆的装置和使用方法。

本发明采用以下技术方案实现：

一种工程泥浆快速处理装置，其特征在于：由运输车、集装箱、车载真空-电渗系统、密封系统组成；集装箱安装在运输车上；集装箱内的中空部分分为两个区域，一个区域内布置有真空泵和电渗电源，另一个区域为泥浆处理区域；集装箱为中空的立方体，其顶面和一个侧面敞开；集装箱的顶面和侧面通过密封系统密封；密封系统包括集装箱顶盖和后盖的密封两部分，周边均采用密封圈密封，并用高强度螺栓固定压紧；

车载真空-电渗系统包括顶盖、竖向排水电极、水平排水管、真空泵、电渗电源；顶盖位于泥浆处理区域上方，若干根竖向排水电极固定在顶盖下方，其长度方向向集装箱的底面延伸，但不与集装箱的底面接触；水平排水管系统包括若干根水平排水支管和一根水平排水主管；支管和主管的管壁开若干小孔；支管的一个管口与主管相连，另外一个管口敞开，敞开的管口安装丝网；这些水平排水管的一个管口连接在水平排水主管的管壁，使得水平排水管系统呈“非”字形；水平排水支管和水平排水主管的管壁与竖向排水电极连接；竖向排水电极与电渗电源相连；水平排水主管的一端管口与真空泵相连；在真空泵启动后，集装箱内部形成真空环境的条件下，后盖密封圈和顶盖密封圈进一步被压实，集装箱内部成为密封空间；集装箱后盖可开启，方便土体倒出；集装箱顶盖可开启，方便泥浆输入。

所述集装箱的特征还在于：集装箱顶部内侧装有与真空管和真空泵相连的排水管；

所述集装箱的特征还在于：集装箱置于运输车上，与运输车有拉杆连接，控制拉杆可以使集装箱倾斜，便于出土；货车操作室有控制集装箱电源和真空泵的开关。

所述车载真空-电渗系统包含竖向排水电极，水平排水支管和水平排水主管组成的真空电渗管网，电渗直流电源和真空泵；所述竖向排水电极兼具导电和排水功能，与水平排水支管连接；所述水平排水支管和水平排水主管均采用柔性波纹滤管；所述水平排水主管与真空泵相连。

本发明还涉及收集和处理泥浆的方法，包括以下步骤：

(1)运输车开到处理现场；

(2)检查集装箱里竖向排水电极水平排水支管，水平排水总管是否完好；

(3)关闭集装箱后盖，并用密封圈密封；

(4)打开集装箱顶盖；

(5)用泥浆泵将泥浆吸进集装箱；

(6)关闭集装箱顶盖并密封，关闭过程中固定在顶盖下方的竖向排水电极插入泥浆中；

(7)顶盖边缘密封圈压紧，密封性良好后启动真空泵；

(8)到排水管出水量较小时，打开电渗电源开关，进行电渗，直到排水管不再出水；

(9)关闭真空泵及电渗电源，2-5分钟后，控制操作室依次打开集装箱顶盖和后盖，控制拉杆抬起集装箱，倒出土方。

本发明的优点和效果在于：使用真空电渗技术处理泥浆，效果好，速度快，处理后的土含水量低，强度较高，可以直接为建设工程使用；在现场就可以完成收集和处理，避免了吸污车处理的二次污染。经该装置处理后可以得到含水量较低的土方，可以节约成本。

本发明费用低、实施简便、处理效率高，处理后的泥浆可再利用，节省了工程成本，保护了环境。

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。

附图说明

图1  发明装置整体示意图；

图2  集装箱剖面图

图3  车载真空-电渗系统连接示意图；

图中，

1：运输车；

2：集装箱；

3：真空泵；

4：电渗电源；

5：竖向排水电极；

6：水平排水支管；

7：水平排水主管；

8：集装箱顶盖；

9：集装箱后盖；

10：集装箱顶盖密封圈；

11：集装箱后盖密封圈；

12：导线

具体实施方式：

如图1～图3所示，一种收集并处理泥浆的装置，该装置主体由带真空-电渗系统的可密封集装箱2和运输车1组成；集装箱内分为两个区域，一个区域内布置有真空泵3和电渗电源4，另一个区域为泥浆处理区域；泥浆处理区域上方带有集装箱顶盖8，集装箱顶盖8上固定有竖向排水电极5，水平排水支管6和水平排水主管7；顶盖与电极相互绝缘；竖向排水电极5与电渗电源4通过导线12相连；参见图3，实施例中，具有三排竖向排水电极5，中间的一排竖向排水电极5与电源的负极相连、两侧的排水电极5与电源的正极相连。水平排水主管7与真空泵3相连；集装箱后盖9和集装箱顶盖8都可以打开，并且分别安置有集装箱顶盖密封圈10和集装箱后盖密封圈11。水平排水支管6和水平排水主管7处于同一个平面。

上述收集并处理泥浆的方法，有如下技术步骤：

1)将集装箱2用运输车1运输至现场。集装箱装满泥浆后重量变大很多，为保证安全一般应选择土质较好的位置停车，并使运输车离泥浆池1米以上。遇到淤泥池旁地质环境特别差的情况应先对土质进行加固处理，确保安全后才能进场。

2)检查集装箱2中竖向排水电极5，水平排水支管6，水平排水主管7。检查时，应先清洗竖向排水电极5，水平排水支管6，水平排水主管7，检查是否有明显裂痕。还要注意集装箱后盖密封圈11和集装箱顶盖密封圈10上不得有残留的土颗粒，否则会影响装置的气密性。

3)关闭集装箱后盖9，并密封。检查集装箱后盖密封圈11上无土颗粒等大粒径污染物后，将集装箱后盖密封圈11小心装在集装箱后盖9内侧，关上集装箱后盖9，并用预应力高强度螺栓拧紧，将集装箱后盖密封圈11压实。考虑到集装箱内形成真空环境后，密封圈会承受大气压强，进而进一步压实，故这里使用简单的机械密封方法就可以达到期望的效果。

4)用泥浆泵将泥浆吸进集装箱2。将泥浆管通过集装箱2顶部伸入集装箱2底部，使泥浆面慢慢上升,至集装箱2边缘下方10cm-20cm时，关闭泥浆泵，停止抽泥浆。注意应在泥浆管端部安装滤网，防止因抽入较大砂石颗粒而导致泥浆泵损坏；同时，用滤网进行简单预筛选，过滤掉较大的砂石颗粒，降低集装箱内平均泥浆粒径，有利于增大土颗粒与水的接触面，提高真空-电渗处理泥浆的效率。

5)关闭集装箱顶盖8并密封，密封性良好后将排水管放下，启动真空泵3。集装箱顶盖密封方法同技术步骤3。

6)到排水管出水量小于初始出水量的20％时，打开电渗电源4开关，进行电渗，直到排水管不再出水。

在处理泥浆的前期，泥浆含水量较高，真空处理较电渗效率高，成本低；随着泥浆含水量降低，要得到可以利用的“干土”，就必须同时进行电渗。电渗时，水流向与电渗电源4负极相连的竖向排水电极5，然后从水平排水主管7排出。如果要得到含水量更低的土，还可以在电渗一段时间后，改变电渗电源4的极性，循环多次，可最大限度降低泥浆含水量。

7)关闭真空泵3及电渗电源4，一段时间后，控制运输车1操作室依次打开集装箱顶盖8和集装箱后盖9，控制拉杆抬起集装箱，倒出土方。打开集装箱顶盖8是为了保护集装箱2内部的真空-电渗系统。

Claims (6)

1.一种工程泥浆快速处理装置，其特征在于：由运输车、集装箱、车载真空-电渗系统、密封系统组成；集装箱安装在运输车上；集装箱内的中空部分分为两个区域，一个区域内布置有真空泵和电渗电源，另一个区域为泥浆处理区域；集装箱为中空的立方体，其顶面和一个侧面敞开；集装箱的顶面和侧面通过密封系统密封；密封系统包括集装箱顶盖和后盖的密封两部分，周边均采用密封圈密封，并用高强度螺栓固定压紧；

车载真空-电渗系统包括顶盖、竖向排水电极、水平排水管、真空泵、电渗电源；顶盖位于泥浆处理区域上方，若干根竖向排水电极固定在顶盖下方，其长度方向向集装箱的底面延伸，但不与集装箱的底面接触；水平排水管系统包括若干根水平排水支管和一根水平排水主管；支管和主管的管壁开有小孔；这些水平排水管的一个管口连接在水平排水主管的管壁，使得水平排水管系统呈“非”字形；水平排水支管和水平排水主管的管壁与竖向排水电极连接；竖向排水电极与电渗电源相连；水平排水主管的一端管口与真空泵相连；在真空泵启动后，集装箱内部形成真空环境的条件下，后盖密封圈和顶盖密封圈进一步被压实，集装箱内部成为密封空间；集装箱后盖可开启，方便土体倒出；集装箱顶盖可开启，方便泥浆输入。

2.根据权利要求1所述的一种工程泥浆快速处理装置，其特征在于：集装箱顶部内侧装有与真空管和真空泵相连的排水管。

3.根据权利要求1所述的一种工程泥浆快速处理装置，其特征在于：集装箱置于运输车上，与运输车有拉杆连接，控制拉杆可以使集装箱倾斜，便于出土；货车操作室有控制集装箱电源和真空泵的开关。

4.根据权利要求1所述的一种工程泥浆快速处理装置，其特征在于：车载真空-电渗系统包含竖向排水电极，水平排水支管和水平排水主管组成的真空电渗管网，电渗直流电源和真空泵。

5.根据权利要求1所述的一种工程泥浆快速处理装置，其特征在于：竖向排水电极兼具导电和排水功能，与水平排水支管连接，水平排水主管与真空泵相连。

6.采用权利要求1所述装置的一种工程泥浆快速处理装置的使用方法，包括以下步骤：

(1)运输车开到处理现场；

(2)检查集装箱里竖向排水电极水平排水支管，水平排水总管是否完好；

(3)关闭集装箱后盖，并用密封圈密封；

(4)打开集装箱顶盖；

(5)用泥浆泵将泥浆吸进集装箱；

(6)关闭集装箱顶盖并密封，关闭过程中固定在顶盖下方的竖向排水电极插入泥浆中；

(7)顶盖边缘密封圈压紧，密封性良好后启动真空泵；

(8)到排水管出水量小于初始出水量的20％时，打开电渗电源开关，进行电渗，直到排水管不再出水；

(9)关闭真空泵及电渗电源，2-5分钟后，控制操作室依次打开集装箱顶盖和后盖，控制拉杆抬起集装箱，倒出集装箱内的土方。