CN110303033A - 一种盾构施工渣土处理系统及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及盾构施工渣土处理技术领域，尤其涉及一种盾构施工渣土处理系统及处理方法，盾构施工产生的渣土经过破碎搅拌装置破碎搅拌后进入一级双层振动筛，筛上物排出系统，筛下物进入筛锥罐，筛锥罐通过泵连接旋流器，通过旋流器溢流口接入中间罐，中间罐出料口通过管道接入溢流池，溢流池内的泥浆通过泵抽送至絮凝塔，絮凝塔中连接有自动加药装置，将絮凝药剂泵入絮凝塔中；絮凝塔中的泥浆通过泵抽送至压滤机，通过压滤机干化泥饼处理，处理后的清水流入清水池中再利用，干化后的泥饼排出系统，从而实现盾构渣土中不同粒径成分和水的分级固液分离，形成对盾构渣土无机原料和水资源的再次利用，在节约社会资源的同时，产生巨额的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及盾构施工渣土处理技术领域，尤其涉及一种盾构施工渣土处理系统及处理方法。
背景技术
盾构机因其安全、施工效率高、成本低和适用地层广泛等因素被广泛应用于城市地铁建设中，在盾构机掘进过程中，由于地层含水和掘进过程中加入膨润土等原因，导致运出的渣土中含有大量水分，甚至处于半流动状态。目前对盾构渣土的处理方式为直接外运进行堆场处理，由于盾构渣土的高含水特性导致该方式运输效率低，运输过程中易发生洒漏污染道路。并且大量地铁施工的高含水渣土堆放将会浪费大量的国土资源，占用大规模的耕地，含水渣土堆积不稳定，易发生滑坡、塌方等灾害，也是沙尘污染的主要污染源之一，且渣土的液体浸出会对堆场附近的水资源造成严重的污染。
发明内容
针对现有技术中所存在的问题，本发明所提供了一种盾构施工渣土处理系统，解决了盾构施工所产生的渣土堆放问题，避免盾构施工所产生的渣土所形成的污染，同时对盾构渣土中无机原料和水资源进行分级处理和清洁化处理，从而使得盾构渣土能够再利用。
本发明的技术方案如下：
一种盾构施工渣土处理系统，包括破碎搅拌装置以及安装在破碎搅拌装置出料口正下方的一级双层振动筛，使得一级振动筛的进料口位于破碎搅拌装置出料口的正下方，所述一级双层振动筛的筛下物出口正下方安装有一级筛锥罐，使得一级筛锥罐的进料口位于一级双层振动筛的出料口正下方，所一级筛锥罐出料口通过管道连接有二级筛锥罐的进料口，一级筛锥罐的出料口和二级筛锥罐的进料口位于同一高度，二级筛锥罐的出料口通过泵连接有一级旋流器的进料口，一级旋流器的底流出口位于二级双层振动筛进料口的正上方，一级旋流器的溢流出口通过管道连接有中间罐，所述中间罐的溢流出口通过管道接入溢流池，所述溢流池内的溢流通过泵输入絮凝塔，絮凝塔通过管道连接有自动加药装置，絮凝塔的清水出口通过管道连接清水塔，絮凝塔中的泥浆通过泵输送至压滤机，所述压滤机清水出口位于清水池的正上方，通过压滤机进行干化脱水处理，处理后的泥饼被排出系统，压滤后的液体被排入到清水池中。
进一步的，二级双层振动筛筛上物出口位于叶轮洗砂机洗沙槽的上方，洗沙槽中的底流通过叶轮洗砂机的叶轮旋转捞出运输至三级振动筛的进料口内，洗沙槽中的泥浆被泵入二级旋流器进料口，二级旋流器的溢流出口连接有溢流池，底流出口连接三级振动筛，三级振动筛将底流排出系统，所述叶轮洗砂机自身的溢流出口洗槽通过管道接入溢流池。使得可通过叶轮洗砂机提高出砂品质。
又进一步的，所述清水塔通过泵连接破碎搅拌装置，使得可通过高压水冲洗渣石。
再进一步的，所述清水池通过泵连接有叶轮洗砂机，使得可通过高压水冲洗叶轮洗砂机中的底流固相。
又进一步的，在所述一级双层振动筛和二级双层振动筛上均连接有高压水管道，使得可通过高压水进行冲洗，减少砂石粘附的黏土，有效减少砂石的含泥量，为砂石资源再利用提供更好条件。
优选的，所述中间罐上安装有液位浮球开关，其液位浮球开关的浮球置于二级筛锥罐中，当二级筛锥罐中的液位到达预设值时，浮球开关开启，中间罐中的泥浆流入溢流池内。
所述自动加药装置通过控制模块控制泵的输入流量来将絮凝药剂泵入絮凝塔中，所述控制模块根据从溢流池内泵入絮凝塔中的流量来调节絮凝药剂泵入絮凝塔中的流量，即在溢流池和絮凝塔的连接管道上安装流量计，控制模块获取该流量计的流量来控制泵入絮凝塔中絮凝药剂的流量。
一种盾构施工渣土处理方法，包括以下步骤：
步骤1：盾构施工所产生的渣土运输至破碎搅拌装置，通过破碎搅拌装置将粒径大于5mm的石块进行破碎，破碎后进行搅拌，为后序工序提供良好的处理条件。
步骤2：经破碎搅拌装置处理后的渣土进入一级双层振动筛中，粒径大于3mm的砂石被排出系统，并且一级双层振动筛上的高压水持续对一级双层振动筛进行冲洗，减小砂石的含泥量。
步骤3：一级双层振动筛中筛下物，即小于和等于3mm的砂石和泥浆进入一级筛锥罐中进行临时储存，一级筛锥罐中的砂石和泥浆再进入二级筛锥罐中。
步骤4：二级筛锥罐中的泥浆和砂石的混合物被泵入至一级旋流器中，一级旋流器进行粒径分离，粒径大于74um的砂石被排入二级双层振动筛上进行筛分脱水后被排入至叶轮洗砂机洗沙槽中，同时二级双层振动筛上的高压水持续对砂石进行冲洗减小了砂石中的含泥量；所述一级旋流器小于和等于74um的砂石和泥浆溢流流入中间罐中，安装在中间罐上的液位浮球开关控制二级筛锥罐的液位，当二级筛锥罐上的液位达到一定高度时，中间罐中的砂石和泥浆流入溢流池中。
步骤5：进入叶轮洗砂机洗沙槽中的砂石经过高压水冲洗搅拌后通过叶轮旋转捞出，运输至三级振动筛上进行筛分脱水后排出系统，叶轮洗砂机洗沙槽中的泥浆被泵入二级旋流器中进行粒径分离，其粒径小于和等于74um的砂石和泥浆被排入溢流池内，大于74um的砂石进入三级振动筛上进行筛分脱水后排出系统，同时位于叶轮洗砂机洗沙槽中的泥浆通过叶轮洗砂机洗沙槽自身的溢流出口洗槽排至溢流池内。
步骤6：溢流池中集合了来至一级旋流器、叶轮洗砂机和二级旋流器中的溢流，将溢流池中的溢流泵入絮凝塔中进行絮凝处理，同时通过自动加药装置自动给絮凝塔添加絮凝药剂以加速絮凝过程。
步骤7：絮凝塔中的上部分清液通过溢流的方式流入到清水塔中，清水塔中的清水被泵入至破碎搅拌装置中起到稀释、冲洗和喷淋作用，同时絮凝塔中絮凝好的泥浆被泵入压滤机中进行干化脱水处理，处理后的干化泥饼被排出系统，压滤机压滤后的液体被排到清水池中，清水池中的水被泵至叶轮洗砂机中起冲洗和稀释的作用。
本发明的有益效果：1.本发明通过筛分、旋流、洗砂和压滤处理，实现盾构渣土中不同粒径成分和水的分级固液分离，变废为宝，形成对盾构渣土无机原料和水资源的再次利用，在节约社会资源的同时，产生巨额的经济效益，并且通过筛分处理和压滤处理后，运输量大大减小，从而使得运输费用加减小，有效的降低了运输成本。
2.实现在施工现场的盾构渣土环保处理，将高含水的盾构渣土分级分离为粗砂、中细砂和干化泥饼且含水率低，运输过程不存在遗洒问题，没有环保运输风险，避免了因出渣不及导致盾构施工正常进行受到制约现象，同时避免了直接外运方式产生的遗洒污染道路、需要堆场大浪费大量国土资源、浸出液污染环境等诸多环境问题。
3.并且本发明中的清水塔和清水池中的清水实现了再利用，减小了系统所需的循环水量，并且在破碎搅拌装置、一级双层振动筛、二级双层振动筛和叶轮洗砂机中均接入了高压水冲洗，减小了后序设备处理压力。
附图说明
图1为本发明的系统原理示意图；
图2为本发明的渣石处理流程示意图；
图3为本发明的渣石处理利用示意图；
附图标记说明：1.破碎搅拌装置；2.一级双层振动筛；3.一级筛锥罐；4.一级旋流器；5.中间罐；6.二级筛锥罐；7.二级双层振动筛；8.溢流池；9.絮凝塔；10.清水塔；11.加药装置；12.压滤机；13.清水池；14.叶轮洗砂机；15.二级旋流器；16.三级振动筛。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步的说明。
参见附图1，一种盾构施工渣土处理系统，包括破碎搅拌装置1以及安装在破碎搅拌装置1出料口正下方的一级双层振动筛2，使得一级振动筛的进料口位于破碎搅拌装置1出料口的正下方，所述一级双层振动筛2的筛下物出口正下方安装有一级筛锥罐3，使得一级筛锥罐3的进料口位于一级双层振动筛2的出料口正下方，所一级筛锥罐3出料口通过管道连接有二级筛锥罐6的进料口，一级筛锥罐3的出料口和二级筛锥罐6的进料口位于同一高度，二级筛锥罐6的出料口通过泵连接有一级旋流器4的进料口，一级旋流器4的底流出口位于二级双层振动筛7进料口的正上方，一级旋流器4的溢流出口通过管道连接有中间罐5，所述中间罐5的溢流出口通过管道接入溢流池8，所述溢流池8内的溢流通过泵输入絮凝塔9，絮凝塔9通过管道连接有自动加药装置11，絮凝塔9的清水出口通过管道连接清水塔10，絮凝塔9中的泥浆通过泵输送至压滤机12，所述压滤机12清水出口位于清水池13的正上方，通过压滤机12进行干化脱水处理，处理后的泥饼被排出系统，压滤后的液体被排入到清水池13中。
进一步的，二级双层振动筛7筛上物出口位于叶轮洗砂机14洗沙槽的上方，洗沙槽中的底流通过叶轮洗砂机14的叶轮旋转捞出运输至三级振动筛16的进料口内，洗沙槽中的泥浆被泵入二级旋流器15进料口，二级旋流器15的溢流出口连接有溢流池8，底流出口连接三级振动筛16，三级振动筛16将底流排出系统，所述叶轮洗砂机14自身的溢流出口洗槽通过管道接入溢流池8。
又进一步的，所述清水塔10通过泵连接破碎搅拌装置1，使得可通过高压水冲洗渣石。
再进一步的，所述清水池13通过泵连接有叶轮洗砂机14，使得可通过高压水冲洗叶轮洗砂机14中的底流固相。
又进一步的，在所述一级双层振动筛2和二级双层振动筛7上均连接有高压水管道，使得可通过高压水进行冲洗，减少砂石粘附的黏土，有效减少砂石的含泥量，为砂石资源再利用提供更好条件。
优选的，所述中间罐5上安装有液位浮球开关，其液位浮球开关的浮球置于二级筛锥罐6中，当二级筛锥罐6中的液位到达预设值时，浮球开关开启，中间罐5中的泥浆流入溢流池8内。
所述自动加药装置11通过控制模块控制泵的输入流量来将絮凝药剂泵入絮凝塔9中，所述控制模块根据从溢流池8内泵入絮凝塔9中的流量来调节絮凝药剂泵入絮凝塔9中的流量，即在溢流池8和絮凝塔9的连接管道上安装流量计，控制模块获取该流量计的流量来控制泵入絮凝塔9中絮凝药剂的流量。
参见附图1到附图3，一种盾构施工渣土处理方法，包括以下步骤：
步骤1：盾构施工所产生的渣土运输至破碎搅拌装置1，通过破碎搅拌装置1将粒径大于5mm的石块进行破碎，破碎后进行搅拌，为后序工序提供良好的处理条件。
步骤2：经破碎搅拌装置1处理后的渣土进入一级双层振动筛2中，粒径大于3mm的砂石被排出系统，并且一级双层振动筛2上的高压水持续对一级双层振动筛2进行冲洗，减小砂石的含泥量。
步骤3：一级双层振动筛2中筛下物，即小于和等于3mm的砂石和泥浆进入一级筛锥罐3中进行临时储存，一级筛锥罐3中的砂石和泥浆再进入二级筛锥罐6中。
步骤4：二级筛锥罐6中的泥浆和砂石的混合物被泵入至一级旋流器4中，一级旋流器4进行粒径分离，粒径大于74um的砂石被排入二级双层振动筛7上进行筛分脱水后被排入至叶轮洗砂机14洗沙槽中，同时二级双层振动筛7上的高压水持续对砂石进行冲洗减小了砂石中的含泥量；所述一级旋流器4小于和等于74um的砂石和泥浆溢流流入中间罐5中，安装在中间罐5上的液位浮球开关控制二级筛锥罐6的液位，当二级筛锥罐6上的液位达到一定高度时，中间罐5中的砂石和泥浆流入溢流池8中。
步骤5：进入叶轮洗砂机14洗沙槽中的砂石经过高压水冲洗搅拌后通过叶轮旋转捞出，运输至三级振动筛16上进行筛分脱水后排出系统，叶轮洗砂机14洗沙槽中的泥浆被泵入二级旋流器15中进行粒径分离，其粒径小于和等于74um的砂石和泥浆被排入溢流池8内，大于74um的砂石进入三级振动筛16上进行筛分脱水后排出系统，同时位于叶轮洗砂机14洗沙槽中的泥浆通过叶轮洗砂机14洗沙槽自身的溢流出口洗槽排至溢流池8内。
步骤6：溢流池8中集合了来至一级旋流器4、叶轮洗砂机14和二级旋流器15中的溢流，将溢流池8中的溢流泵入絮凝塔9中进行絮凝处理，同时通过自动加药装置11自动给絮凝塔9添加絮凝药剂以加速絮凝过程。
步骤7：絮凝塔9中的上部分清液通过溢流的方式流入到清水塔10中，清水塔10中的清水被泵入至破碎搅拌装置1中起到稀释、冲洗和喷淋作用，同时絮凝塔9中絮凝好的泥浆被泵入压滤机12中进行干化脱水处理，处理后的干化泥饼被排出系统，压滤机12压滤后的液体被排到清水池13中，清水池13中的水被泵至叶轮洗砂机14中起冲洗和稀释的作用。
如上所述的破碎搅拌装置1的出料口正下方安装一级双层振动筛2，一级双层振动筛2的进料口位于出料口的正下方，使得破碎搅拌装置1处理后的渣石因自身重力的原因进入到以及双层振动筛中，其破碎搅拌装置1和一级双层振动筛2的安装可通过钢架支撑破碎搅拌装置1，使得破碎搅拌装置1位于一级双层振动筛2的正上方，一级筛锥罐3和一级双层振动筛2的位置关系、一级旋流器4和二级振动筛位置关系、压滤机12和清水池13位置关系、二级双层振动筛7和叶轮洗砂机14洗沙槽位置关系均可参照破碎搅拌装置1和一级双层振动筛2的安装方式进行安装。
所述的破碎搅拌装置1可通过现有技术中的破碎机和搅拌机的结合来实现，所述的破碎搅拌装置1可根据盾构施工状况选定安装位置，可直接安装在盾构皮带输送机出料口的正下方，若由于工况的不允许也可通过装载机将渣石运输至破碎搅拌装置1的进料口内。
Claims (8)
1.一种盾构施工渣土处理系统，其特征在于，包括破碎搅拌装置(1)以及安装在破碎搅拌装置(1)出料口正下方的一级双层振动筛(2)，使得一级振动筛的进料口位于破碎搅拌装置(1)出料口的正下方，所述一级双层振动筛(2)的筛下物出口正下方安装有一级筛锥罐(3)，使得一级筛锥罐(3)的进料口位于一级双层振动筛(2)的出料口正下方，所一级筛锥罐(3)出料口通过管道连接有二级筛锥罐(6)的进料口，一级筛锥罐(3)的出料口和二级筛锥罐(6)的进料口位于同一高度，二级筛锥罐(6)的出料口通过泵连接有一级旋流器(4)的进料口，一级旋流器(4)的底流出口位于二级双层振动筛(7)进料口的正上方，一级旋流器(4)的溢流出口通过管道连接有中间罐(5)，所述中间罐(5)的溢流出口通过管道接入溢流池(8)，所述溢流池(8)内的溢流通过泵输入絮凝塔(9)，絮凝塔(9)通过管道连接有自动加药装置(11)，絮凝塔(9)的清水出口通过管道连接清水塔(10)，絮凝塔(9)中的泥浆通过泵输送至压滤机(12)，所述压滤机(12)清水出口位于清水池(13)的正上方，通过压滤机(12)进行干化脱水处理，处理后的泥饼被排出系统，压滤后的液体被排入到清水池(13)中。
2.如权利要求1所述的一种盾构施工渣土处理系统，其特征在于，二级双层振动筛(7)筛上物出口位于叶轮洗砂机(14)洗沙槽的上方，洗沙槽中的底流通过叶轮洗砂机(14)的叶轮旋转捞出运输至三级振动筛(16)的进料口内，洗沙槽中的泥浆被泵入二级旋流器(15)进料口，二级旋流器(15)的溢流出口连接有溢流池(8)，底流出口连接三级振动筛(16)，三级振动筛(16)将底流排出系统，所述叶轮洗砂机(14)自身的溢流出口洗槽通过管道接入溢流池(8)。
3.如权利要求1所述的一种盾构施工渣土处理系统，其特征在于，所述清水塔(10)通过泵连接破碎搅拌装置(1)，使得可通过高压水冲洗渣石。
4.如权利要求2所述的一种盾构施工渣土处理系统，其特征在于，所述清水池(13)通过泵连接有叶轮洗砂机(14)，使得可通过高压水冲洗叶轮洗砂机(14)中的底流固相。
5.如权利要求1所述的一种盾构施工渣土处理系统，其特征在于，在所述一级双层振动筛(2)和二级双层振动筛(7)上均连接有高压水管道，使得可通过高压水进行冲洗。
6.如权利要求1所述的一种盾构施工渣土处理系统，其特征在于，所述中间罐(5)上安装有液位浮球开关，其液位浮球开关的浮球置于二级筛锥罐(6)中，当二级筛锥罐(6)中的液位到达预设值时，浮球开关开启，中间罐(5)中的泥浆流入溢流池(8)内。
7.如权利要求1到6任意权利要求所述的一种盾构施工渣土处理系统，其特征在于，所述自动加药装置(11)通过控制模块控制泵的输入流量来将絮凝药剂泵入絮凝塔(9)中，所述控制模块根据从溢流池(8)内泵入絮凝塔(9)中的流量来调节絮凝药剂泵入絮凝塔(9)中的流量，即在溢流池(8)和絮凝塔(9)的连接管道上安装流量计，控制模块获取该流量计的流量来控制泵入絮凝塔(9)中絮凝药剂的流量。
8.一种盾构施工渣土处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：盾构施工所产生的渣土运输至破碎搅拌装置(1)，通过破碎搅拌装置(1)将粒径大于5mm的石块进行破碎，破碎后进行搅拌，为后序工序提供良好的处理条件；
步骤2：经破碎搅拌装置(1)处理后的渣土进入一级双层振动筛(2)中，粒径大于3mm的砂石被排出系统，并且一级双层振动筛(2)上的高压水持续对一级双层振动筛(2)进行冲洗，减小砂石的含泥量；
步骤3：一级双层振动筛(2)中筛下物，即小于和等于3mm的砂石和泥浆进入一级筛锥罐(3)中进行临时储存，一级筛锥罐(3)中的砂石和泥浆再进入二级筛锥罐(6)中；
步骤4：二级筛锥罐(6)中的泥浆和砂石的混合物被泵入至一级旋流器(4)中，一级旋流器(4)进行粒径分离，粒径大于74um的砂石被排入二级双层振动筛(7)上进行筛分脱水后被排入至叶轮洗砂机(14)洗沙槽中，同时二级双层振动筛(7)上的高压水持续对砂石进行冲洗减小了砂石中的含泥量；所述一级旋流器(4)小于和等于74um的砂石和泥浆溢流流入中间罐(5)中，安装在中间罐(5)上的液位浮球开关控制二级筛锥罐(6)的液位，当二级筛锥罐(6)上的液位达到一定高度时，中间罐(5)中的砂石和泥浆流入溢流池(8)中；
步骤5：进入叶轮洗砂机(14)洗沙槽中的砂石经过高压水冲洗搅拌后通过叶轮旋转捞出，运输至三级振动筛(16)上进行筛分脱水后排出系统，叶轮洗砂机(14)洗沙槽中的泥浆被泵入二级旋流器(15)中进行粒径分离，其粒径小于和等于74um的砂石和泥浆被排入溢流池(8)内，大于74um的砂石进入三级振动筛(16)上进行筛分脱水后排出系统，同时位于叶轮洗砂机(14)洗沙槽中的泥浆通过叶轮洗砂机(14)洗沙槽自身的溢流出口洗槽排至溢流池(8)内；
步骤6：溢流池(8)中集合了来至一级旋流器(4)、叶轮洗砂机(14)和二级旋流器(15)中的溢流，将溢流池(8)中的溢流泵入絮凝塔(9)中进行絮凝处理，同时通过自动加药装置(11)自动给絮凝塔(9)添加絮凝药剂以加速絮凝过程；
步骤7：絮凝塔(9)中的上部分清液通过溢流的方式流入到清水塔(10)中，清水塔(10)中的清水被泵入至破碎搅拌装置(1)中起到稀释、冲洗和喷淋作用，同时絮凝塔(9)中絮凝好的泥浆被泵入压滤机(12)中进行干化脱水处理，处理后的干化泥饼被排出系统，压滤机(12)压滤后的液体被排到清水池(13)中，清水池(13)中的水被泵至叶轮洗砂机(14)中起冲洗和稀释的作用。
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