CN110805022B - 一种电渗井点配合井点降水的泥浆固化处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电渗井点配合井点降水的泥浆固化处理装置及方法，包括步骤：1)准备工作；2)井点管定位框梁施工；3)移动栈桥平台组装；4)井点管打设；5)井点/电渗降水；6)滤液处理；7)井点管拆除；8)固化钻渣挖运利用。本发明的有益效果是：采用了井点管，并将井点管作为电渗井阴阳极，通过电渗配合轻型井点降水达到桩基泥浆就地快速固化处理利用；采用井点管定位框梁较好地解决了沉淀池内钻渣含水量大且井点管不易打设和固定的难题；通过电渗配合井点降水对钻渣泥浆进行快速固化处理，可以对工程建设中的泥浆从源头收集、运输、定点有效处置进行全过程监管，从源头上杜绝偷排乱倒现象，真正实现环保、节能、零排放。

Description

一种电渗井点配合井点降水的泥浆固化处理装置及方法

技术领域

本发明涉及桩基泥浆处理装置，具体涉及电渗井点配合井点降水的泥浆固化处理装置及方法。

背景技术

随着经济发展和城镇化进程的不断加快，我国各类工程的建设快速发展，在桥梁工程的桩基和地下工程基坑支护等施工过程中产生了大量的桩基泥浆，每年产生量达数亿立方。桩基泥浆主要为含泥沙的泥浆水，其中泥沙悬浮于水中，自然沉淀效率很低，直接排放会对水体造成严重污染，目前业内泥浆净化普遍采用的方法为：(1)自然沉淀：通过现场或异地挖坑、堆坝、收集，自然风干。此法占地面积大，风干周期长(需五年左右)，土地复耕困难，破坏生态且不安全，而且在城市中借用土地困难；(2)运至外海直接排放。此方法容易受利益驱动，极有可能出现偷排乱倒现象，造成环境或水质污染和市政管道堵塞等危害。随着现代社会文明意识和环保意识的不断加强，建筑泥浆的有效处置问题越来越引起各地政府的高度重视。采用水泥、生石灰进行固化处理或压滤技术进行固液分离的环保处理技术逐渐得到应用，但这些处理技术一般要求集中处理，且费用较大。对于桩基泥浆的就地处理和充分利用，成为目前建设工程中必须面对和解决的一个重要问题。

发明内容

本发明的目的在于针对桩基泥浆集中堆放自然风干占地面积大、沉淀效率低、风干周期长、外运过程中偷排乱放、集中处理成本高等问题，根据桩基地质复杂、钻渣含水量大的特点，提供一种电渗井点配合井点降水的泥浆固化处理装置及方法，实现少占地、无害化处理以及资源的循环利用，实现环保、节能、零排放。

这种电渗井点配合井点降水的泥浆固化处理装置，包括泥浆池、沉淀池、井点管支撑横梁、井点管定位框梁、岸侧四周槽钢垫梁、井点管、集水总管、连接弯管、真空水泵房、排浆管、储浆池、一清池、二清池、连接电线、直流发电机和滤管；沉淀池为长方形结构，沉淀池的池壁内侧铺设岸侧四周槽钢垫梁，在沉淀池顶部平行于沉淀池短边方向等间距铺设有井点管支撑横梁，在井点管支撑横梁上平行于沉淀池长边方向等间距布设有井点管定位框梁；井点管定位框梁上预设有井点管孔位，井点管孔位中设有井点管，井点管下部为滤管；集水总管平行于沉淀池短边方向布置在井点管顶部，井点管顶部通过连接弯管与集水总管相连接；井点管通过连接电线连接至直流发电机；集水总管通过真空水泵房连通一清池，一清池分别与二清池和储浆池连通，沉淀池通过排浆管与泥浆池连通。

作为优选：所述井点管定位框梁上的井点管孔位呈梅花形排布。

作为优选：所述滤管管身布设有梅花形的孔洞。

作为优选：所述集水总管平行于沉淀池短边方向呈S型布置。

作为优选：所述排浆管靠近沉淀池的管口设有滤网和排浆管盖。

这种电渗井点配合井点降水的泥浆固化处理装置的处理方法，包括以下步骤：

步骤一:准备工作；根据工程规模和现场条件，确定泥浆池、沉淀池、储浆池、一清池和二清池的设置位置和开挖尺寸，沉淀池以狭长型布置，池壁采用砖砌+砂浆抹面施工；采用与沉淀池深度相匹配的井点管降水设备；井点管采用钢管，其下部为滤管，连接弯管采用胶皮管或塑料透明管，每个管上装设阀门；集水总管采用钢管分节连接，每隔一定距离设一个井点管连接接头；电渗井阴阳极均采用井点管，采用直流发电机通电；

步骤二:井点管定位框梁施工；基于沉淀池内钻渣含水量大的特点，井点管呈梅花形布置；首先在沉淀池四周铺设岸侧四周槽钢垫梁，然后平行于沉淀池短边方向等间距铺设井点管支撑横梁，再在井点管支撑横梁上平行于沉淀池长边方向等间距布设井点管定位框梁；井点管定位框梁采用钢板加工，事先在井点管定位框梁上割出井点管孔位；

步骤三:移动栈桥平台组装；移动栈桥平台在沉淀池一侧陆地拼装；

步骤四:井点管打设；利用移动栈桥平台，根据沉淀池顶的井点管定位框梁的井点管孔位，平行于沉淀池短边方向逐排进行井点管打设，如遇局部打设困难部位，采取高压水辅助冲孔埋设；集水总管平行于沉淀池短边方向呈S型布置，井点管顶部采用连接弯管与集水总管相连接；当全部井点管、集水总管和阴阳极的连接电线连接完成后，把移动栈桥平台移至沉淀池外；

步骤五:井点/电渗降水；根据桩基地质进行井点降水或电渗降水；当钻渣为砂性土、碎砾石或碎卵石等透水系数大于3m/d时，直接采用井点管降水；当钻渣为渗透系数较小的粉土或粘土时，利用井点管本身作为阴阳极，通过连接电线连接至直流发电机，通入直流电，进行电渗降水，利用电渗与井点管内的真空双重作用，强制钻渣中的水由井点管排出，井点连续抽水，从而使钻渣中的水排出固化；当地质复杂，钻渣为各类混合土时，则先进行井点降水，而后采用电渗降水方法，以加速泥浆固化；

步骤六：滤液处理；井点降水经集水总管排出的泥浆水，首先流入一清池，初步沉淀后，上部清液流入二清池，底部浆液排入储浆池用于制备泥浆；二清池内的清液用于结构物养护或制备泥浆用水；

步骤七：井点管拆除；当井点/电渗降水完成渣土固化后，拆除井点管；

步骤八:固化钻渣挖运利用；对于砂砾土钻渣则直接挖运用于路基填筑；而对于粉土或粘土，采用加水泥或生石灰进一步固化后统一外运利用或堆放。

本发明的有益效果是：

1)本发明采用了井点管，并将井点管作为电渗井阴阳极，利用电渗、井点降水原理，通过电渗配合轻型井点降水达到桩基泥浆就地快速固化处理利用。

2)本发明采用井点管定位框梁较好地解决了沉淀池内钻渣含水量大且井点管不易打设和固定的难题。

3)本发明通过电渗配合井点降水对钻渣泥浆进行快速固化处理，可以对工程建设中的泥浆从源头收集、运输、定点有效处置进行全过程监管，从源头上杜绝偷排乱倒现象，真正实现环保、节能、零排放。

附图说明

图1为电渗井点配合井点降水的泥浆固化处理平面布置图；

图2为电渗井点配合井点降水的泥浆固化处理断面图；

图3为电渗井点配合井点降水的泥浆固化处理侧面图；

图4为电渗井点配合井点降水的泥浆固化处理的流程图。

附图标记说明：泥浆池1、沉淀池2、井点管支撑横梁3、井点管定位框梁4、岸侧四周槽钢垫梁5、井点管6、集水总管7、连接弯管8、真空水泵房9、排浆管10、滤网11、排浆管盖12、储浆池13、一清池14、二清池15、连接电线16、直流发电机17、滤管18、泥浆池砖砌墙19、沉淀池砖砌壁20。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

所述电渗井点配合井点降水的泥浆固化处理装置，包括泥浆池1、沉淀池2、井点管支撑横梁3、井点管定位框梁4、岸侧四周槽钢垫梁5、井点管6、集水总管7、连接弯管8、真空水泵房9、排浆管10、滤网11、排浆管盖12、储浆池13、一清池14、二清池15、连接电线16、直流发电机17、滤管18、泥浆池砖砌墙19、沉淀池砖砌壁20。沉淀池2为长方形结构，沉淀池2的池壁内侧铺设岸侧四周槽钢垫梁5，在沉淀池2顶部平行于沉淀池短边方向等间距铺设有井点管支撑横梁3，在井点管支撑横梁3上平行于沉淀池长边方向等间距布设有井点管定位框梁4。井点管定位框梁4上预设有梅花形的井点管孔位，井点管孔位中设有井点管6。集水总管7平行于沉淀池短边方向呈S型布置，井点管6顶部通过连接弯管8与集水总管7相连接。井点管6通过连接电线16连接至直流发电机17。集水总管7通过真空水泵房9连通一清池14，一清池14分别与二清池15和储浆池13连通，沉淀池2通过排浆管10与泥浆池1连通。排浆管10靠近沉淀池2的管口设有滤网11和排浆管盖12。井点管6下部为滤管18，滤管18管身设有梅花形的孔洞。

基于常规桩基现场泥浆循环方式，根据工程规模和周边现场条件确定泥浆池1、沉淀池2(以狭长型布置为佳)、储浆池13、一清池14、二清池15设置尺寸和数量。钻渣排入沉淀池2经初步沉淀后，上层泥浆水经排浆管10流入泥浆池1，用于泥浆循环，然后对沉淀池2内的钻渣(根据土质、渗透系数确定)采用电渗井点配合轻型井点进行降水固化，当钻渣为砂性土、碎卵石或砾土时，直接采用井点管6降水；当钻渣为粘土或粉质土时，加用电渗以加速土中水分向井点管中流入，提高降水效果。当钻渣为混合土时，先井点降水再通电进行电渗降水，达到降水固化效果。

由于桩渣含水量大，井点管埋设和固定困难，通过在沉淀池2顶架设井点管支撑横梁3(沿短边方向)，梁上架设井点管定位框梁4(沿长边方同)，同时设计移动式栈桥施工平台，利用栈桥移动，布置沉淀池2内的井点管6、集水总管7等降水设施(真空吸水泵设置在岸上)，达到钻渣快速脱水固化目的。井点降水滤液经集水总管7首先排入一清池14，沉淀后上部清液流入二清池15用作结构物养护用水或制浆用水。固化后渣土，根据桩基地质，直接挖运用于路基填筑，或加生石灰、粉煤灰进一步固化后用作路基填料。

所述电渗井点配合井点降水的泥浆固化处理装置的处理方法，具体步骤如下：

步骤一:准备工作。根据工程规模和现场条件，确定泥浆池1、沉淀池2、储浆池13、一清池14、二清池15设置位置和开挖尺寸，沉淀池2以狭长型布置为佳，深度宜2.5m，池壁采用砖砌+砂浆抹面施工。采购加工与沉淀池2深度相匹配的井点管降水设备。井点管6采用直径51mm、长2.5m的钢管，下端长1.5m的同直径滤管18钻φ10mm的梅花形孔(6排)，外缠6号铁丝，间距15mm，外包尼龙窗纱二层，棕皮三层，缠8号铁丝，间距35mm。连接弯管8采用直径38mm胶皮管或塑料透明管，每个管上装设阀门，以便检查井点。集水总管7采用直径80mm的钢管分节连接，每节长4m，每隔0.2m设一个井点管连接接头。电渗井阴阳极均利用井点管6，采用直流发电机17通电。

步骤二:井点管定位框梁施工。基于沉淀池2内钻渣含水量大的特点，井点管按50cm间距呈梅花形布置。首先在沉淀池2四周(沿池壁内侧30cm)铺设岸侧四周槽钢垫梁5，然后平行短边方向按1.8m间距铺设井点管支撑横梁3，再在上面平行沉淀池2长边方向按间距25cm布设井点管定位框梁4。井点管定位框梁4采用1.5cm厚钢板加工，宽12cm，事先在井点管定位框梁4上割出井点管孔位，孔径6.5cm。

步骤三:移动栈桥平台组装。移动栈桥在沉淀池一侧陆地拼装，先进行移动平台拼装，平台框架和立柱均采用14#槽钢，立柱高度考虑栈桥平台高出井点管高度20cm为宜。在平台上安装两片16#槽钢纵梁(事先完成临边护栏底座焊接)，两片纵梁中对中间距100cm。然后在栈桥主梁基座上安插装配式护栏立柱和活动护栏板；在两片槽钢纵梁内安放5cm×5cm方木分配梁，然后在其上铺设1cm厚防滑钢桥面板，用作井点管埋设施工通道。最后在栈桥每个移动平台上沿沉淀池长边方向两侧预焊扶手基座(Φ51钢管，长20cm)，用于装配人工推拉扶手。

步骤四:井点管打设。利用栈桥平台，根据沉淀池顶的井点管定位框梁4的井点管孔位，平行短边方向逐排进行井点管打设，遇局部打设困难部位，采取高压水辅助冲孔埋设。集水总管7平行于沉淀池短边方向成S型布置，井点管6顶采用连接弯管8与集水总管7相连接。当全部井点管6、集水总管7和阴阳极的连接电线16连接完成后，把栈桥移至沉淀池外。

步骤五:井点(电渗)降水。根据桩基地质(渗透系数大小)进行井点(电渗)降水。当钻渣为砂性土、碎砾石或碎卵石等透水系数大于3m/d时，直接采用井点管6降水。当钻渣为渗透系数较小(0.1m/d)的粉土、粘土等时，利用井点管本身作为阴阳极，通过连接电线16连接至直流发电机17，通入直流电，进行电渗降水，即带有负电荷的土粒向阳极移动(电泳作用)，而带有正电荷的水则向阴极方向集中，产生电渗现象，利用电渗与井点管内的真空双重作用，强制钻渣土中的水由井点管快速排出，井点连续抽水，从而使钻渣中的水渐渐排出固化。当地质复杂，钻渣为各类混合土时，则先进行井点降水，而后采用电渗降水方法，以加速泥浆固化。

步骤六：滤液处理。井点降水经集水总管7排出的泥浆水，首先流入一清池14，初步沉淀后，上部清液流入二清池15，底部浆液排入储浆池13用于制备泥浆。二清池内的清液可用于结构物养护或制备泥浆用水。

步骤七：井点管拆除。当井点(电渗)降水完成渣土固化后，即可拆除。

步骤八:固化钻渣挖运利用。对于砂砾土钻渣(含水率30％左右)可直接挖运用于路基填筑。而对于粉土或粘土，含水率在35-40％间的，采用加水泥或生石灰进一步固化后统一外运利用或堆放。

Claims (1)

1.一种电渗井点配合井点降水的泥浆固化处理装置的处理方法，其特征在于，电渗井点配合井点降水的泥浆固化处理装置包括泥浆池(1)、沉淀池(2)、井点管支撑横梁(3)、井点管定位框梁(4)、岸侧四周槽钢垫梁(5)、井点管(6)、集水总管(7)、连接弯管(8)、真空水泵房(9)、排浆管(10)、储浆池(13)、一清池(14)、二清池(15)、连接电线(16)、直流发电机(17)和滤管(18)；沉淀池(2)为长方形结构，沉淀池(2)的池壁内侧铺设岸侧四周槽钢垫梁(5)，在沉淀池(2)顶部平行于沉淀池短边方向等间距铺设有井点管支撑横梁(3)，在井点管支撑横梁(3)上平行于沉淀池长边方向等间距布设有井点管定位框梁(4)；井点管定位框梁(4)上预设有井点管孔位，井点管孔位中设有井点管(6)，井点管(6)下部为滤管(18)；集水总管(7)平行于沉淀池短边方向布置在井点管(6)顶部，井点管(6)顶部通过连接弯管(8)与集水总管(7)相连接；井点管(6)通过连接电线(16)连接至直流发电机(17)；集水总管(7)通过真空水泵房(9)连通一清池(14)，一清池(14)分别与二清池(15)和储浆池(13)连通，沉淀池(2)通过排浆管(10)与泥浆池(1)连通；所述井点管定位框梁(4)上的井点管孔位呈梅花形排布；所述滤管(18)管身布设有梅花形的孔洞；所述集水总管(7)平行于沉淀池短边方向呈S型布置；所述排浆管(10)靠近沉淀池(2)的管口设有滤网(11)和排浆管盖(12)；

电渗井点配合井点降水的泥浆固化处理装置的处理方法包括以下步骤：

步骤一:准备工作；根据工程规模和现场条件，确定泥浆池(1)、沉淀池(2)、储浆池(13)、一清池(14)和二清池(15)的设置位置和开挖尺寸，沉淀池(2)以狭长型布置，池壁采用砖砌+砂浆抹面施工；采用与沉淀池(2)深度相匹配的井点管降水设备；井点管(6)采用钢管，其下部为滤管(18)，连接弯管(8)采用胶皮管或塑料透明管，每个管上装设阀门；集水总管(7)采用钢管分节连接，每隔一定距离设一个井点管连接接头；电渗井阴阳极均采用井点管(6)，采用直流发电机(17)通电；

步骤二:井点管定位框梁施工；基于沉淀池(2)内钻渣含水量大的特点，井点管呈梅花形布置；首先在沉淀池(2)四周铺设岸侧四周槽钢垫梁(5)，然后平行于沉淀池短边方向等间距铺设井点管支撑横梁(3)，再在井点管支撑横梁(3)上平行于沉淀池长边方向等间距布设井点管定位框梁(4)；井点管定位框梁(4)采用钢板加工，事先在井点管定位框梁(4)上割出井点管孔位；

步骤三:移动栈桥平台组装；移动栈桥平台在沉淀池(2)一侧陆地拼装；

步骤四:井点管打设；利用移动栈桥平台，根据沉淀池顶的井点管定位框梁(4)的井点管孔位，平行于沉淀池短边方向逐排进行井点管打设，如遇局部打设困难部位，采取高压水辅助冲孔埋设；集水总管(7)平行于沉淀池短边方向呈S型布置，井点管(6)顶部采用连接弯管(8)与集水总管(7)相连接；当全部井点管(6)、集水总管(7)和阴阳极的连接电线(16)连接完成后，把移动栈桥平台移至沉淀池外；

步骤五:井点/电渗降水；根据桩基地质进行井点降水或电渗降水；当钻渣为砂性土、碎砾石或碎卵石，透水系数大于3m/d时，直接采用井点管(6)降水；当钻渣为粉土或粘土时，利用井点管本身作为阴阳极，通过连接电线(16)连接至直流发电机(17)，通入直流电，进行电渗降水，利用电渗与井点管内的真空双重作用，强制钻渣中的水由井点管排出，井点连续抽水，从而使钻渣中的水排出固化；当地质复杂，钻渣为各类混合土时，则先进行井点降水，而后采用电渗降水方法，以加速泥浆固化；

步骤六：滤液处理；井点降水经集水总管(7)排出的泥浆水，首先流入一清池(14)，初步沉淀后，上部清液流入二清池(15)，底部浆液排入储浆池(13)用于制备泥浆；二清池(15)内的清液用于结构物养护或制备泥浆用水；

步骤七：井点管拆除；当井点/电渗降水完成渣土固化后，拆除井点管；

步骤八:固化钻渣挖运利用；对于砂砾土钻渣则直接挖运用于路基填筑；而对于粉土或粘土，采用加水泥或生石灰进一步固化后统一外运利用或堆放。

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