地下隧道盾构施工过程中,盾构机的清洗作业是保障设备正常运转不可忽视的一环。盾构掘进过程会持续接触大量泥浆、渣土、各类外加剂,刀盘、护盾、管路以及输送设备表面极易粘附厚重泥垢,如果不能及时冲洗清理,泥垢堆积会加剧设备磨损,影响掘进精度,甚至引发卡堵故障。现场通常会采用高压水冲洗的方式对盾构整机进行清洁,高压水流冲击、泥浆裹挟各类表面活性助剂,再加上大量空气被卷入体系,就会催生数量庞大的顽固泡沫。泡沫问题看似只是施工现场的小现象,实际却会一步步加重现场运维压力,干扰盾构施工的整体进度,成为不少隧道工程项目的棘手难题。
盾构清洗工况的发泡条件十分特殊,和普通污水处理发泡有着明显区别。清洗水体混杂盾构泥浆、膨润土、润滑助剂、分散剂,各类组分相互交织,水质成分复杂多变。施工阶段掘进土层发生变化,泥浆配比随之调整,清洗用水的酸碱度、含泥量、温度都会出现工况波动。高压水枪强力喷射冲刷,带来极强的机械剪切力,不断把空气打入清洗废液当中,生成的泡沫细密且韧性很强,自然消散速度很慢。大量泡沫不断聚集,顺着清洗池、排水沟向外漫溢,是工地十分常见的场景。
泡沫漫溢首先直接扰乱施工现场环境。大量泡沫流到作业地面,地面湿滑,给现场施工人员行走带来安全隐患,需要安排人员反复清扫冲洗,占用人力,额外增加运维工作量。外溢泡沫还会携带泥浆杂质流入周边排水沟,挤占排水系统空间,造成排水不畅,废液回流堆积。如果泡沫进入循环储水池,泡沫层覆盖水面,会降低循环水的使用质量,反复发泡之后,清洗水循环复用能力下降,只能加大清水补给,造成水资源浪费。更为关键的是,漂浮在废液池内的厚层泡沫,会干扰液位检测设备的判断,造成液位读数失真,操作人员难以精准把控池体真实液位,容易出现溢流或者缺水误判,给设备运行埋下隐患。一旦泡沫随废液进入简易预处理环节,还会干扰泥水沉淀分离效果,悬浮物沉降变慢,加大后续污水处理工段的处理压力。
很多项目初期会选用普通通用消泡剂来应对盾构清洗泡沫,但落地效果往往达不到预期。普通消泡剂对复杂泥浆体系兼容性不足,面对含泥量忽高忽低、助剂混杂的清洗废液,耐工况波动能力薄弱。有时候刚投加完泡沫快速消失,没过多久泡沫又大量复发,抑泡时效短,需要频繁补加药剂,药剂消耗成本居高不下。部分产品抗剪切性能差,经过高压冲洗、泵体搅动之后分子结构遭到破坏,消泡性能快速衰减。更有部分消泡剂和泥浆体系相容性差,出现破乳、漂油、析出的情况,析出物混杂在泥浆当中,会影响泥浆胶体稳定性,造成泥浆分层絮凝,间接干扰盾构掘进泥浆体系性能,得不偿失。正是这些现实痛点,让越来越多工程方意识到,盾构清洗场景不能随意选用通用消泡产品,需要针对性的盾构清洗专用消泡剂。
盾构清洗专用消泡剂针对隧道施工现场复杂工况做定向开发优化,拥有出色的耐工况波动能力,面对泥浆含量起伏、助剂种类繁多、pH 与温度变化的清洗废液,依旧可以保持体系稳定,不易发生破乳漂油现象。产品兼具快速消泡与长效抑泡双重能力,投入发泡废液之中,能够迅速击破表层厚浮泡,同时抑制新泡沫持续生成,即便经受高压冲洗带来的强剪切作用,消抑泡性能依旧可以稳定发挥,适配工地连续清洗作业需求。
某城市地铁隧道项目就曾深受盾构清洗泡沫困扰。盾构机每日完成掘进任务后开展高压清洗作业,清洗废液产生大量细密泡沫,泡沫经常漫出废液池,铺满周边地面,现场地面湿滑,每天都要安排工人花费时间清理。泡沫还造成排水池液位虚高,循环水回用效率大打折扣,试用过普通消泡剂,短时有效,随着泥浆组分变化泡沫反复爆发,药剂投加量不断加大依旧治标不治本。改用盾构清洗专用消泡剂之后,现场情况得到明显改善。废液池表层泡沫快速消解,即便持续开展设备清洗作业,泡沫也不会大量堆积外溢,地面泡沫漫溢问题得到解决,现场清扫运维工作量明显降低。液位检测恢复准确,清洗水循环利用率得到提升,药剂投加频次减少,没有出现泥浆受药剂影响异常分层的情况。盾构清洗工序顺畅开展,不再因为泡沫问题拖慢整体施工节奏,施工效率得到切实保障。
想要充分释放消泡剂的使用效果,投加点位与投加量同样需要合理把控。优先投加在清洗废液汇集口、废液缓冲池等泡沫集中生成位置,根据现场发泡程度、废液处理量灵活调整药剂用量,建议先小试确定最佳投加比例,避免药剂过量带来不必要的影响。
隧道盾构施工向着高效安全化不断推进,设备清洗是保障盾构稳定掘进不可或缺的一环。泡沫虽轻,带来的却是安全、运维、成本多方面的连锁影响。面对盾构清洗复杂多变的泥浆废液环境,选择耐工况波动的专用消泡剂,高效完成消泡抑泡,减少泡沫漫溢带来的各类运维麻烦,保障清洗工序平稳运行,助力隧道工程项目高效有序向前推进。
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