一種堿渣經(jīng)過物理脫水后資源化利用的工法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及巖土工程技術(shù)中的地基處理領(lǐng)域，特別涉及一種堿渣經(jīng)過物理法脫水，將巨量的廢棄堿渣資源化，用作地基處理填充料的施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]堿渣是生產(chǎn)純堿過程中產(chǎn)生的廢渣，由于堿渣含有酸不溶物和大量氯離子等介質(zhì)，親水性強(qiáng)，含水率高，不易干涸，往往會造成白茫茫膏狀物“白海”，使得處理堿渣成為世界性難題。巨量的廢液廢渣不僅侵占寶貴的土地資源，所造成的環(huán)境污染觸目驚心，嚴(yán)重制約企業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性。在現(xiàn)有技術(shù)中，對于廢渣處理和處理后的廢渣應(yīng)用方法很多，例如:真空預(yù)壓法，由于屬于被動(dòng)吸水，不但處理周期長、處理深度不足、費(fèi)用大、處理效果差；有的加入脫水劑或者固化劑，通過化學(xué)方法處理，效果不明顯，容易造成“二次污染”等；有的利用機(jī)械擠壓脫水，工藝流程復(fù)雜，設(shè)備投資巨大，費(fèi)效比嚴(yán)重失調(diào)。處理后的廢渣用途很多，由于存在處理難度大、費(fèi)用高等客觀因素，資源化利用率嚴(yán)重不足。往往治標(biāo)不治本，“白海”問題沒有從根本上得到有效解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明目的旨在提供一種具有簡潔高效的堿渣物理脫水工法，利用發(fā)明專利ZL201310030984.3的施工方法，結(jié)合發(fā)明專利ZL201310178493.3的專用設(shè)備，采取設(shè)備架在船上行走的施工措施，先用固體物料從下到上整體置換液態(tài)堿渣，擠壓破壞酸不溶物和氯離子等介質(zhì)的結(jié)構(gòu)，固體物料慢慢地由干變濕，直至飽和狀態(tài)，使得液相和氣相在被固體物料擠壓和荷載自重的雙重壓力作用下，液相和氣相遇到物料間孔隙泄壓，直接溢出地表面。經(jīng)過若干時(shí)間脫水，堿渣含水率大幅下降，再通過工程機(jī)械清理出堿渣池。經(jīng)過處理的堿渣，直接運(yùn)到工地作填充料夯入地下固化地基，消納巨量堿渣，完全能夠到達(dá)以廢治廢、盤活企業(yè)的目的。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種堿渣經(jīng)過物理脫水后資源化利用的工法，用脫水后的堿渣當(dāng)作地基處理填充料的施工方法，其主要包括以下步驟:
[0005]I)在堿渣池表面鋪設(shè)若干厚度固體物料，待沉降基本穩(wěn)定，專用設(shè)備架在船上邊施工邊行走；
[0006]2)設(shè)備開始下沉鋼管，到達(dá)池底上方一定距離時(shí)，開始投放固體物料；
[0007]3)提升柱錘邊夯擊固體物料，邊提升鋼管；
[0008]4)反復(fù)投料夯擊，直至鋼管出堿渣池表面；
[0009]5)經(jīng)過設(shè)備反復(fù)操作，形成堿渣和固體物料的混合體；
[0010]6)在酸不溶物和氯離子等介質(zhì)結(jié)構(gòu)被固體物料擠壓破壞和荷載自重雙重壓力作用下，地下水通過增強(qiáng)體物料間的孔隙自然溢出堿渣池表面，引向集水井排出；
[0011]7)經(jīng)過深層整體置換，含水率大幅降低后，用工程機(jī)械分片開挖，搬運(yùn)出堿渣池；
[0012]8)在夯填、開挖、運(yùn)輸和再夯填過程中，相當(dāng)于起攪拌作用，堿渣混合體形成一定強(qiáng)度和配合比的填充料，應(yīng)用于軟土地基處理等工程中。
[0013]在上述堿渣物理脫水工法實(shí)施前，最好在所述步驟I)中，在液態(tài)堿渣池上鋪設(shè)若干厚度固體物料，便于設(shè)備行走和確保施工安全。待局部鋪設(shè)完成，先設(shè)試驗(yàn)區(qū)，根據(jù)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)和結(jié)論，通過分析和調(diào)整，再實(shí)施大面積施工；
[0014]在上述堿渣物理脫水工法實(shí)施前，最好在所述步驟I)中，先選擇在堿渣池池角施工，該部位脫水后滿足一定強(qiáng)度時(shí)再開挖，作為臨時(shí)集水井排水使用；
[0015]在上述堿渣物理脫水工法實(shí)施期間，最好在所述步驟I)中，堿渣池應(yīng)按以下施工順序執(zhí)行:沿池短向從池邊開始，慢慢沿著縱向一片一片地?cái)U(kuò)展。
[0016]在上述堿渣物理脫水工法實(shí)施期間，最好在所述步驟I)中，一般情況下，堿渣池處于滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，堿渣池的圍堰承載能力相對較弱。經(jīng)過分片施工后，能夠防止廢液廢渣溢出堿渣池，造成不必要的工程事故。經(jīng)過一段時(shí)間排水固結(jié)，以處理若干片區(qū)，開挖已經(jīng)完成的第一片區(qū)的方式，逐漸卸載，直至清場完畢。
[0017]在上述堿渣物理脫水工法實(shí)施期間，最好在所述步驟I)中，在一作業(yè)點(diǎn)施工完成后，設(shè)備行走方式可以選擇在圍堰上用卷揚(yáng)機(jī)拖拽，或者設(shè)備自身安裝步履式裝置等完成。
[0018]在上述堿渣物理脫水工法實(shí)施期間，最好在所述步驟I)中，為了設(shè)備行走安全，設(shè)備重心必須下移，減少傾覆等安全隱患。為了降低設(shè)備高度，在鋼管上下運(yùn)行期間，采取加裝移動(dòng)裝置，柱錘及鋼纜臨時(shí)平移離開鋼管中心，利于鋼管在設(shè)備型心向上空延伸，待柱錘起吊前復(fù)位。
[0019]在上述堿渣物理脫水工法實(shí)施期間，最好在所述步驟I)中，所述固體物料指:粉煤灰、礦渣、砂石、片石、煤矸石、建筑垃圾等。
[0020]在上述堿渣物理脫水工法實(shí)施期間，最好在所述步驟I)中，所述固體物料粒徑應(yīng)該控制在300mm以內(nèi)。
[0021]在上述堿渣物理脫水工法實(shí)施期間，最好在所述步驟I)中，選擇集水井位置時(shí)，為考慮排水方便和及時(shí)，盡可能選擇在池角。因圍堰和脫水后的堿渣強(qiáng)度等因素，抽排水期間，必須考慮對圍堰和集水井壁等的安全影響，需要采取階梯狀或者放坡開挖，以防大面積i丹塌。
[0022]在上述堿渣物理脫水工法實(shí)施過程中，最好在所述步驟2)中，由于鋼管下端呈開口狀，管口下方必須留出空間用于投放固體物料。
[0023]在上述堿渣物理脫水工法實(shí)施過程中，最好在所述步驟2)中，由于堿渣池長期處于液態(tài)或者流塑狀態(tài)，投料成型困難，可選擇增大孔距，減少上下管次數(shù)，增加投料量的方法施工，增加體積置換率和增強(qiáng)體的截面面積，增加單孔溢水量，提高施工功效。在上述堿渣物理脫水工法實(shí)施過程中，最好在所述步驟3)中，選擇由深及淺依次投料反復(fù)夯擊的方式施工，時(shí)刻關(guān)注隆起的堿渣對施工和設(shè)備產(chǎn)生的影響，采取相應(yīng)的施工措施。
[0024]在上述堿渣物理脫水工法實(shí)施過程中，最好在所述步驟4)中，投料孔間距按試驗(yàn)結(jié)果實(shí)施，或者按最終含水率要求布孔。
[0025]在上述堿渣物理脫水工法實(shí)施過程中，最好在所述步驟5)中，堿渣和固體物料的混合體，固體物料可按就地取材原則，結(jié)合下道工序的地質(zhì)情況和地基承載能力要求選擇。
[0026]在上述堿渣物理脫水工法實(shí)施過程中，最好在所述步驟6)中，經(jīng)過雙重壓力擠壓自然排出的地下水和雨水，應(yīng)該及時(shí)采取有組織排水措施，盡快從集水井中排出。
[0027]在上述堿渣物理脫水工法實(shí)施過程中，最好在所述步驟7)中，經(jīng)過脫水后的堿渣，含水率控制在20%上下，該堿渣固結(jié)后凝結(jié)強(qiáng)度和可塑性最佳。
[0028]在上述堿渣物理脫水工法實(shí)施過程中，最好在所述步驟8)中，經(jīng)過脫水后的堿渣和固體物料的混合體填充料的配合比，應(yīng)該根據(jù)不同的場地地質(zhì)情況和不同的地基承載力設(shè)計(jì)值要求，以堿渣混合體作為填充料施工的地基處理工程，應(yīng)該通過調(diào)整不同的施工參數(shù)選擇合理的配合比，滿足設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求。
[0029]在上述堿渣物理脫水工法實(shí)施過程中，最好在所述步驟8)中，應(yīng)用本發(fā)明工藝流程施工，將填充料夯入地下。由于置換深度比現(xiàn)有技術(shù)深，可控性好，需要消納巨量的堿渣混合物。將堿渣資源化利用后，不論消納的速度和消納的量，現(xiàn)有技術(shù)無法比擬。
[0030]在上述堿渣物理脫水工法實(shí)施后，堿渣池上部空間可以用于新能源開發(fā)利用，充分將巨量寶貴的土地資源化，比如建太陽能發(fā)電站等。
[0031]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
具體實(shí)施例
[0032]實(shí)施例1
[0033]某堿廠堿渣池占地面積達(dá)350公頃，經(jīng)過幾十年的持續(xù)排放，基本處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，嚴(yán)重影響企業(yè)持續(xù)發(fā)展，企業(yè)面對生存和環(huán)保雙重的壓力，面臨停產(chǎn)或者倒閉邊緣。隨著美日等西方國家堿廠因環(huán)境污染紛紛停產(chǎn)或者倒閉，純堿出口形勢較好，形成產(chǎn)銷背離現(xiàn)象。
[0034]該廠2#堿渣池，原方案選用真空預(yù)壓法施工，周期長、費(fèi)用大、效果差，治標(biāo)不治本的施工措施，難以解決企業(yè)的根本問題和燃眉之急，尤其是面對深達(dá)18m的堿渣池，現(xiàn)有技術(shù)更加束手無策