張連順，李全福

(中國水利水電第十工程局有限公司基礎(chǔ)工程分局，四川都江堰611830)

1 工程概況

關(guān)州水電站位于四川省丹巴縣境內(nèi)的大渡河一級支流——小金川(小金河)干流上，首部樞紐上游距小金縣城36 km，下游距廠房19 km、距丹巴縣城20 km，右岸隧洞沿線有S303省道通過。工程的開發(fā)任務(wù)主要為發(fā)電，兼顧下游生態(tài)環(huán)境用水要求。關(guān)州水電站為低閘壩引水式電站，電站裝機3臺，總裝機容量240 MW。

電站首部樞紐河床覆蓋層為第四系全新統(tǒng)沖積堆積層、堰塞湖相堆積層和崩坡積堆積層，主要分布于河床及漫灘。據(jù)鉆孔揭示，具多層結(jié)構(gòu)，縱向分布總體較穩(wěn)定，橫向受河谷限制，靠兩岸坡稍淺，總厚70～103.3 m。

壩基混凝土防滲墻分兩期施工，一期防滲墻1781.45 m2，軸線長度92.4 m;二期防滲墻 2745 m2，軸線長度140.8 m。

2 研究技術(shù)背景

采用沖擊反循環(huán)鉆機施工防滲墻時，護壁泥漿是采用泥漿凈化機凈化循環(huán)利用，泥漿利用率非常高，鉆孔功效也非常高。但是沖擊反循環(huán)鉆機也有一定的適用性，如在特別復(fù)雜的地層(大漂石、孤石、塊石)中就不適用。再就是由于沖擊反循環(huán)鉆機施工設(shè)備、附屬設(shè)備、材料和工作內(nèi)容都比較復(fù)雜，因此在現(xiàn)有的防滲墻工程施工中很少應(yīng)用。

目前國內(nèi)沖擊鉆機施工的防滲墻工程全部采用傳統(tǒng)的抽砂桶出渣工藝，抽出的鉆渣(鉆渣與回收泥漿成分混合物)要用清水或泥漿沖洗才能將鉆渣中的泥漿成分與鉆渣分離出來，此種工藝在鉆孔過程中泥漿回收利用的難度非常大，所以目前國內(nèi)基本上沒有進行此工藝過程的泥漿凈化回收利用。有些施工單位采用比較簡單的泥漿沉淀池回收部分泥漿，回收的泥漿質(zhì)量非常差，一是含砂量比較高，二是回到沉淀池中的泥漿是用清水或回收泥漿沖洗鉆渣的產(chǎn)物，被水稀釋后已經(jīng)基本不具備泥漿的性能，嚴(yán)格來說回收的已不是泥漿而是渾水。

本防滲墻工程地處比較偏僻的山區(qū)，只能采用傳統(tǒng)的沖擊鉆機施工工藝，且工程附近沒有合格的粘土原料，只能采用外運的膨潤土作為固壁泥漿材料，運到工程現(xiàn)場的膨潤土成本很高。采用抽砂桶出渣工藝因泥漿不好回收，泥漿浪費非常嚴(yán)重，從而導(dǎo)致在鉆孔中泥漿的成本比較高。如果能夠回收利用部分或全部廢棄泥漿，減少廢棄泥漿的排放，可顯著提高防滲墻工程項目的經(jīng)濟效益和社會效益。

2．1 技術(shù)方案

(1)用沉淀池中的稀泥漿沖洗抽砂桶抽出的鉆渣，以減少回收泥漿中清水的混入量;

(2)用泥漿凈化機凈化經(jīng)沉淀池沉淀后的泥漿;

(3)在經(jīng)凈化后的回收泥漿中加入外加劑(增粘劑)和膨化后的膨潤土濃漿經(jīng)風(fēng)動攪拌，使之達到合格的可使用的泥漿。

2．2 實施方案設(shè)計

2．2．1 泥漿凈化回收系統(tǒng)

系統(tǒng)包括沖渣漿管、排漿溝、泥漿初級沉淀池、泥漿凈化機、回收泥漿儲漿池、調(diào)漿池等。其組成如圖1所示。

圖1 泥漿凈化回收系統(tǒng)示意圖

泥漿凈化機也叫除砂機是有兩級除砂單元(振動篩)和一組旋流器組成，需凈化的泥漿首先經(jīng)一級除砂單元(粗篩)過濾，再進入旋流器和二級除砂單元對泥漿進一步除砂，達到泥漿中較低的含沙量。

2．2．2 泥漿凈化系統(tǒng)工作程序

用初級沉淀池中的泥漿沖洗鉆渣→進入排漿溝→進入泥漿初級沉淀池→用泥漿凈化機對要回收的泥漿進行凈化→進入回收泥漿儲漿池→進入調(diào)漿池(加入外加劑和濃漿經(jīng)風(fēng)動攪拌達到合格可使用泥漿)。

3 防滲墻泥漿凈化回收利用實施效果

3．1 實施過程

在關(guān)州水電站首部樞紐壩基二期防滲墻工程施工中進行了泥漿凈化回收再利用的實施。

實施中的問題有如下幾個方面。

(1)回收泥漿池要有足夠的儲量，即要根據(jù)進度計劃精確計算泥漿池的容量，以便在澆筑防滲墻時能夠全部回收泥漿。本工程就是由于儲漿池偏小，導(dǎo)致在澆筑防滲墻工程中棄掉約10% ～20%的泥漿。

(2)新制膨潤土泥漿(濃漿)一定要在膨化后使用，并且要保證膨化池有足夠的容量，以保證有足夠的濃漿來調(diào)整回收的泥漿達到合格泥漿標(biāo)準(zhǔn)。

(3)在沖洗鉆渣時，盡量避免使用清水，而是盡量使用沉淀池中的泥漿來沖洗鉆渣，避免過多的清水混入回收的泥漿中，避免在后期調(diào)整回收泥漿時使用較多的外加劑和濃漿。

施工過程采用了泥漿凈化回收利用系統(tǒng)，整個施工過程由于始終向槽孔中加入合格的泥漿，而不向槽孔中加入清水或不合格泥漿，從而保證了防滲墻的安全施工，未出現(xiàn)任何塌孔及質(zhì)量事故。

3．2 實施效果

在防滲墻施工中，當(dāng)?shù)貨]有合格的粘土。在鉆孔施工中對于滲漏比較大的部位，可以向孔內(nèi)加入少量的不合格粘土進行堵漏。

此工程是在二期防滲墻施工時采用了泥漿凈化回收再利用的技術(shù)方案，對實施的效果與一期防滲墻施工對比情況如下。

此工程不合格粘土90元/m3，膨潤土860元/t。

(1)一期施工使用泥漿成本:使用粘土500 m3，90元/m3×500 m3=45000元;膨潤土120 t，860元/t×120 t=103200元;泥漿攪拌人工費9.1萬元。泥漿成本為134.27元/m2。

(2)二期施工使用泥漿成本:使用膨潤土50 t，860元/t×50 t=43000元;泥漿攪拌人工費4.81萬元;回收泥漿再利用成本2.1萬元。泥漿成本為40.83 元/m2。

(3)二期工程采用此處理方案節(jié)約泥漿使用成本:(134.27元/m2－40.83元/m2)×2745 m2=25.65萬元。

(4)二期工程節(jié)約項目管理費:〔2745 m2÷1781.45 m2×(70 d－37 d)〕÷30 d/月 ×12萬元/月=28.33萬元。

(5)二期工程節(jié)約設(shè)備使用費:〔2745 m2÷1781.45 m2×(70 d－37 d)〕÷30 d/月 ×8萬元/月=18.89萬元。

(6)二期工程采用此技術(shù)節(jié)約工程成本:((3)+(4)+(5))=72.87萬元。

(7)節(jié)約防滲墻鉆孔成本比例:72.87萬元÷(2745 m2×850元/m2)×100%=31.23%。

3．3 社會效益

(1)節(jié)約了粘土或膨潤土使用數(shù)量，降低了工程造價，達到了節(jié)能減排的目的。

(2)基本沒有廢漿產(chǎn)生，顯著減少了廢棄泥漿的消納處理量，降低了廢棄泥漿的消納處理費用，達到了節(jié)能環(huán)保的目的。

(3)減少了廢棄泥漿消納處理的臨時施工用地，減少了施工對環(huán)境的影響。

4 結(jié)語

(1)本工程地處較為偏遠山區(qū)，當(dāng)?shù)赜譀]有合格粘土而只能使用外運的膨潤土作為防滲墻施工固壁泥漿的原材料，因此工程成本很高。此工程進行了沖擊鉆機施工防滲墻的泥漿凈化回收利用技術(shù)的研究與應(yīng)用，應(yīng)用效果非常好，節(jié)約泥漿成本顯著。

(2)此技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟效益與社會效益，值得類似工程借鑒。

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