CN112390485A - 一种集成化盾构机泥水分离系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集成化盾构机泥水分离系统，包括振动筛系统、除砂旋流器、除泥旋流器、离心分离系统、浆液调整系统，粗颗粒的分离采用三层振动筛。旋流分离系统采用两级旋流器进行处理，分别为旋流除砂器与除泥器。离心分离系统加快固相颗粒的沉降速度来实现固液分离的。送浆泵将浆液调整系统调整好的浆液送往盾构机。采用“筛分—除砂—除泥—离心”处理工艺流程，既能保证盾构切削下来的土壤能够达到有效处理，又能对泥浆浆液进行回收利用，泥水处理系统的模式以集成模块化产品为主，封闭处理且废水达到排放标准。
Description
技术领域
本发明涉及一种地铁隧道施工技术，尤其涉及一种集成化盾构机泥水分离系统。
背景技术
盾构法是地铁隧道工程的主要修建方法之一，泥水平衡盾构由于对不同土层的适应性强、排土连续、施工进度快、便于自动化管理等优点，在世界范围内得到了广泛的应用。伴随着盾构施工会产生的大量废弃泥浆，若不经妥善处理，不仅会造成资源的浪费和盾构成本的增加，还会危及周围的生态环境。
传统泥水盾构泥水分离系统所需要的场地较大，难以满足城市污水排放标准的要求。
发明内容
基于现有技术所存在的问题，本发明的目的提供一种集成化盾构机泥水分离系统，将盾构切削土砂形成的泥水进行颗粒分离和处理后，再将回收泥浆泵入调节槽，废水达标排放。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的集成化盾构机泥水分离系统，包括振动筛系统、旋流分离系统、离心分离系统、浆液调整系统；
所述振动筛系统包括三层振动筛，所述振动筛上方连接盾构的泥浆出口，所述振动筛下部的泥浆颗粒物下料口与沉淀池连接；
所述旋流分离系统包括两级旋流器，分别为除砂旋流器与除泥旋流器，所述沉淀池的泥砂出口依次与除砂旋流器、过渡泥水罐和除泥旋流器连接；
所述离心分离系统包括离心机，所述除砂旋流器和除泥旋流器的泥砂出口与所述离心机连接，所述离心机的泥浆出口与所述沉淀池连接；
所述除泥旋流器的浆液出口和所述沉淀池的浆液出口与所述浆液调整系统连接，所述浆液调整系统的出口管连接至盾构的泥浆回用口；
所述振动筛上方的砂石出口和所述离心机的下部的砂石出口分别与土方车连接。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的集成的紧凑型高效集成化盾构机泥水分离系统，可以采用“筛分—除砂—除泥—离心”处理工艺流程，既能保证盾构切削下来的污染土壤能够达到有效处理，分离和处理大于0.074mm粒径泥浆颗粒，小于0.020mm粒径范围内泥浆浆液进行回收利用，泥水处理系统的模式以集成模块化产品为主，以沉淀池为辅。封闭处理后的泥浆达到回用的要求，废水达到排放标准。
附图说明
图1为本发明实施例提供的集成化盾构机泥水分离系统的俯视图；
图2为本发明实施例的除泥旋流器系统的分布图；
图3为本发明实施例的泥水分离工艺流程图。
图中标号说明：
1-振动筛系统；2-除砂旋流器；3-除泥旋流器；4-离心分离系统。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的集成化盾构机泥水分离系统，其较佳的具体实施方式是：
包括振动筛系统、旋流分离系统、离心分离系统、浆液调整系统；
所述振动筛系统包括三层振动筛，所述振动筛上方连接盾构的泥浆出口，所述振动筛下部的泥浆颗粒物下料口与沉淀池连接；
所述旋流分离系统包括两级旋流器，分别为除砂旋流器与除泥旋流器，所述沉淀池的泥砂出口依次与除砂旋流器、过渡泥水罐和除泥旋流器连接；
所述离心分离系统包括离心机，所述除砂旋流器和除泥旋流器的泥砂出口与所述离心机连接，所述离心机的泥浆出口与所述沉淀池连接；
所述除泥旋流器的浆液出口和所述沉淀池的浆液出口与所述浆液调整系统连接，所述浆液调整系统的出口管连接至盾构的泥浆回用口；
所述振动筛上方的砂石出口和所述离心机的下部的砂石出口分别与土方车连接。
所述三层振动筛的筛孔直径分别为10mm、6mm、3mm。
所述除砂旋流器与除泥旋流器均为静态旋流器，主要由圆筒和圆锥筒连结而成，并设有溢流管、底流管和进料管；
所述除砂旋流器中除砂器的直径为150～300mm，所述除泥旋流器中除泥器直径为100～125mm。
所述离心分离系统主要由卧螺离心机组成，具体包括转鼓、螺旋、差速系统、液位挡板、驱动系统及控制系统。
所述浆液调整系统包括调整槽、剩余槽、调整槽拌器、剩余槽搅拌器、调整泵、剩余泵、密度泵、送浆泵、补液泵、分配阀、液位计、搅拌叶、差压式密度计和加水设备。
具体实施例：
如图1至图3所示，所述振动筛系统为首道初级分离，主要对泥水作预处理，以脱水、去除团状和块状等粗大颗粒。粗颗粒的分离采用三层振动筛，小于10mm粒径颗粒通过第一层振动筛进入第二层，小于6mm粒径颗粒经振动后进入第三层振动筛，小于等于3mm泥浆颗粒物下料进入沉淀池，振动筛所有的筛上物料排至堆土场地。
所述旋流分离系统的主要功能是将经过振动筛分离后的中细颗粒浆液再次进行细化处理，逐次降低浆液粒径，采用两级旋流器进行处理，分别为除砂旋流器与除泥旋流器，采用静态旋流器，主要由圆筒和圆锥筒连结而成，包括溢流管、底流管、进料管等主要部件组成。
所述除泥旋流器中除泥器的直径为150～300mm，在工作压力为0.2MPa时，单个旋流器的处理量为20～120m3/h。
所述除泥旋流器中除泥器的直径为100～125mm的旋流器称为除泥器，在工作压力为0.2MPa时，单个旋流器的处理量为10～15m3/h。
所述离心分离系统主要由卧螺离心机组成，具体包括转鼓、螺旋、差速系统、液位挡板、驱动系统及控制系统等。利用固液两相的密度差，在离心力的作用下，加快固相颗粒的沉降速度来实现固液分离的。具体分离过程为污泥和絮凝剂药液经入口管道被送入转鼓内混合腔，在此进行混合絮凝(若为污泥泵前加药或泵后管道加药，则已提前絮凝反应)，由于转子(螺旋和转鼓)的高速旋转和摩擦阻力，污泥在转子内部被加速并形成一个圆柱液环层(液环区)，在离心力的作用下，比重较大固体颗粒沉降到转鼓内壁形成泥层(固环层)，再利用螺旋和转鼓的相对速度差把固相推向转鼓锥端，推出液面之后(岸区或称干燥区)泥渣得以脱水干燥，推向排渣口排出，上清液从转鼓大端排出，实现固液分离。
所述浆液调整系统由调整槽、剩余槽、调整槽拌器、剩余槽搅拌器、调整泵、剩余泵、密度泵、送浆泵、补液泵、分配阀和加水设备组成，调整槽对新旧浆液进行调整、剩余槽贮存新旧浆液，分别由搅拌器进行搅拌，由密度泵进行密度检测，而后由送浆泵将调整好的浆液送往盾构机，当盾构处于停止掘进模式进行管片拼装时，为了确保刀盘面正面土压力平衡，由补液泵进行循环补液。
所述调整槽和剩余槽均有减速搅拌器、液位计、搅拌叶、差压式密度计、密度泵、循环泵以及相应的泵(调整泵、剩余泵)组成。槽内的浆液由搅拌器搅拌，调整的浆液技术指标由密度计进行检测，为了防止槽内浆液的满溢及浆液虚空，安置高低液位计来控制浆液液位，调整槽与剩余槽之间采用溢流管连通，以确保泥水系统有足够的送浆量，当两个槽体内的浆液指标不能满足技术要求时，利用调整泵和剩余泵互相进行补充再次进行调整。调整槽分系统具有新旧浆液搅拌调整功能，同时也起到贮存浆液作用。回收的浆液经过盾构机反复应用后，浆液的比重、粘度指标会不断发生变化，需要再次把切削土砂形成的混合泥浆通过新浆分系统分配的新浆重新进行浆液技术指标的调整。
根据泥水分离和处理系统模式，对主循环系统设备控制、调整分系统和取水分系统；优先考虑采用中央自动/中央手动控制，弃浆分系统设置为自动运行中央控制手动开启、停止，为了考虑工程成本，在处理过程中的加水、加浆控制则采取操作人员根据泥浆配比要求进行人工判断操作；制浆分系统设计为就地手动控制配料配方，自动制浆。
本发明的有益效果如下：
采用“筛分—除砂—除泥—离心”处理工艺流程，既能保证盾构切削下来的污染土壤能够达到有效处理，分离和处理大于0.074mm粒径泥浆颗粒，小于0.020mm粒径范围内泥浆浆液进行回收利用，泥水处理系统的模式以集成模块化产品为主，以沉淀池为辅。使处理后的泥浆达到回用的要求，废水达到排放标准。
本发明提出的集成化盾构机泥水分离系统，采用物理法对盾构泥浆进行连续化处理，可以根据土壤中污染物的含量、颗粒粒径、水分含量对泥浆的液位、浓度等进行控制，可对各工艺参数进行优化，以达到更好的分离效果，实现资源的二次利用，减少对环境产生二次污染和危害。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种集成化盾构机泥水分离系统，其特征在于，包括振动筛系统、旋流分离系统、离心分离系统、浆液调整系统；
所述振动筛系统包括三层振动筛，所述振动筛上方连接盾构的泥浆出口，所述振动筛下部的泥浆颗粒物下料口与沉淀池连接；
所述旋流分离系统包括两级旋流器，分别为除砂旋流器与除泥旋流器，所述沉淀池的泥砂出口依次与除砂旋流器、过渡泥水罐和除泥旋流器连接；
所述离心分离系统包括离心机，所述除砂旋流器和除泥旋流器的泥砂出口与所述离心机连接，所述离心机的泥浆出口与所述沉淀池连接；
所述除泥旋流器的浆液出口和所述沉淀池的浆液出口与所述浆液调整系统连接，所述浆液调整系统的出口管连接至盾构的泥浆回用口；
所述振动筛上方的砂石出口和所述离心机的下部的砂石出口分别与土方车连接。
2.根据权利要求1所述的集成化盾构机泥水分离系统，其特征在于，所述三层振动筛的筛孔直径分别为10mm、6mm、3mm。
3.根据权利要求1所述的集成化盾构机泥水分离系统，其特征在于，所述除砂旋流器与除泥旋流器均为静态旋流器，主要由圆筒和圆锥筒连结而成，并设有溢流管、底流管和进料管。
4.根据权利要求3所述的集成化盾构机泥水分离系统，其特征在于，所述除砂旋流器中除砂器的直径为150～300mm，所述除泥旋流器中除泥器直径为100～125mm。
5.根据权利要求1所述的集成化盾构机泥水分离系统，其特征在于，所述离心分离系统主要由卧螺离心机组成，具体包括转鼓、螺旋、差速系统、液位挡板、驱动系统及控制系统。
6.根据权利要求1所述的集成化盾构机泥水分离系统，其特征在于，所述浆液调整系统包括调整槽、剩余槽、调整槽拌器、剩余槽搅拌器、调整泵、剩余泵、密度泵、送浆泵、补液泵、分配阀、液位计、搅拌叶、差压式密度计和加水设备。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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