CN112794606A - 一种用于盾构的渣土处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于盾构的渣土处理系统及方法，解决了现有技术中没有专门针对盾构渣土处理的问题，具有有效对渣土进行处理，提高渣土利用率的有益效果，具体方案如下：一种用于盾构的渣土处理系统，包括渣土预处理装置，用于对渣土进行稀释；泥浆分离装置，包括倾斜设置的振动筛，振动筛的出口端设置泥浆池，泥浆池内设置洗砂机，泥浆池与污水池连通，污水池与旋流器连接，泥浆池内设置过滤板，过滤板位于洗砂机的下方；脱水装置，包括第一脱水螺旋机和第二脱水螺旋机，第一脱水螺旋机顶部设于洗砂机出口侧，且第一脱水螺旋机的出水管道安装有第一粒度在线检测仪；压滤装置包括第二砂箱。

Description

一种用于盾构的渣土处理系统及方法

技术领域

本发明涉及盾构施工领域，尤其是一种用于盾构的渣土处理系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

盾构机在掘进过程中产生大量渣土，渣土中含有粗砂，细砂，泥块等混合物质，如果渣土被运输到地面后堆积填埋而未被有效的处理利用，将会对周围的环境造成污染，破坏花草树木的生长。

现有技术中，发明人发现，现有技术中并未对盾构机产生的渣土进行处理，也没有相应的装置应用于盾构机产生渣土的处理；虽然有针对渣土处理，但针对的主要是基坑开挖过程中渣土的处理，这类型的渣土处理装置分级没有细化，渣土利用率较低；由此，现有的渣土处理设备并不适用于盾构渣土的处理，而且还存在渣土利用率低的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于盾构的渣土处理系统，有效对掘进产生的渣土进行分级处理，从而对将渣土中的物质精确分离，进行循环有效利用。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种用于盾构的渣土处理系统，包括：

渣土预处理装置，用于对渣土进行稀释；

泥浆分离装置，包括倾斜设置的振动筛，振动筛的出口端设置泥浆池，泥浆池内设置洗砂机，泥浆池与污水池连通，污水池与旋流器连接，泥浆池内设置过滤板，过滤板位于洗砂机的下方；

脱水装置，包括第一脱水螺旋机和第二脱水螺旋机，第一脱水螺旋机顶部设于洗砂机出口侧，且第一脱水螺旋机的出水管道安装有第一粒度在线检测仪；旋流器的出口侧设置第二脱水螺旋机，第二脱水螺旋机的出水管道安装第二粒度在线检测仪，第一粒度在线检测仪的粒度设定大小大于第二粒度在线检测仪的粒度设定大小；

压滤装置，包括第二砂箱，第二砂箱与压滤机连接，第二砂箱的入口端设于第二脱水螺旋机的出口侧。

如上所述的一种用于盾构的渣土处理系统，所述第一脱水螺旋机的出水管道设于第一沉降池的上方；

第一脱水螺旋机的侧部设置带有网眼的第一脱水过滤板，第一脱水过滤板与第一脱水螺旋机的出水管道连通；

第二脱水螺旋机的侧部设置带有网眼的第二脱水过滤板，第二脱水过滤板与第二脱水螺旋机的出水管道连通。

如上所述的一种用于盾构的渣土处理系统，所述第一沉降池的上侧与清水池连接，所述第二砂箱的入口处设置清水喷淋头，清水喷淋头通过管道与清水池连接；

所述清水池与设于渣土预处理装置的水枪口连接。

如上所述的一种用于盾构的渣土处理系统，所述旋流器的出水管道处设置第三粒度在线检测仪；

所述振动筛箱体内设置过滤隔板。

如上所述的一种用于盾构的渣土处理系统，所述旋流器的出水管道与第二沉降池连接；

或者，旋流器的出水管道的末端设于第二沉降池的上方。

如上所述的一种用于盾构的渣土处理系统，还包括用于存储絮凝剂的絮凝剂罐，絮凝剂罐与所述第一沉降池和第二沉降池分别单独连接。

如上所述的一种用于盾构的渣土处理系统，所述旋流器的出水管道与旋流器的入口处还设有旋流器回流管。

如上所述的一种用于盾构的渣土处理系统，所述渣土预处理装置包括渣土池，渣土池一侧设置渣土出料斗，渣土出料斗设于传送机构一侧上方，传送机构的另一侧下方设置稀释罐，稀释罐内设置搅拌器。

如上所述的一种用于盾构的渣土处理系统，所述第二砂箱内设置第二砂箱隔板，第二砂箱隔板起到导流作用，第二砂箱隔板朝向所述压滤装置所在位置倾斜向下设置；

所述振动筛箱体内设置过滤隔板，用于过滤较大颗粒的杂质。

如上所述的一种用于盾构的渣土处理系统，所述泥浆池与所述第一脱水螺旋机的出水管道连接，以用于回流；

所述旋流器与所述第二脱水螺旋机的出水管道连接，同样用于回流。

第二方面，本发明还提供了一种用于盾构的渣土处理系统的处理方法，包括如下内容：

通过渣土预处理装置对渣土进行稀释；

稀释后的渣土进入振动筛中进行振动，以过滤杂质；

过滤后的泥浆进入泥浆池，由洗砂机进行清洗；

含有泥水的第一砂体进入第一脱水螺旋机进行脱水，第一砂体中的泥水进入第一脱水螺旋机出水管道，并由第一粒度在线检测仪对泥水的粒度进行检测；

泥浆中过滤板过滤的第二砂体和污水由泥浆池进入污水池，污水池内的污水流入旋流器内；

在旋流器的作用下，带有泥水的第二砂体经过旋流器流入第二脱水螺旋机，第二砂体中的泥水进入第二脱水螺旋机出水管道，并由第二粒度在线检测仪对泥水的粒度进行检测；

细砂通过第二脱水螺旋机的出口进入第二砂箱；

由压滤装置对第二沙箱送出的第二砂体进行制饼。

上述本发明的有益效果如下：

1)本发明通过一种用于盾构的渣土处理系统，可有效处理盾构掘进过程中产生的渣土，并可在处理过程中对渣土进行分级分离处理，提高渣土的利用率。

2)本发明通过在泥浆池内设置过滤板，通过过滤板可过滤较细的砂体，这样在清洗过程中，较粗颗粒的第一砂体通过洗砂机被送于第一脱水螺旋机进行脱水，较细颗粒的第二砂体进入污水池，再经过旋流器的分离，第二砂体进入第二脱水螺旋机进行脱水；通过第一粒度在线检测仪和第二粒度在线检测仪的设置，对第一脱水螺旋机和第二脱水螺旋机脱除的泥水粒度进行检测，可进一步回收脱水螺旋机脱除的泥水，对渣土进行充分处理和利用。

3)本发明通过在旋流器的出水管道设置第三粒度在线检测仪，对旋钮器脱除的泥水粒度进行判定，在不满足设定阈值时，可进一步对旋流器脱除的泥水进行回收。

4)本发明通过清水池的设置，不仅可将沉降池上层的清水进行储存，并可用于对细沙的喷淋，还可用于稀释罐处对渣土的稀释，便于后续的处理，充分实现水的循环利用，节约资源。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的一种用于盾构的渣土处理系统的结构示意图。

图2是本发明根据一个或多个实施方式的一种用于盾构的渣土处理系统的盾构渣土污水分离精度检验流程图。

图3是本发明根据一个或多个实施方式的一种用于盾构的渣土处理系统的流程图。

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意。

其中：1、渣土池，2、渣土出料斗，3、运输带，4、稀释罐，5、高压水枪口，6、泥水输送管道，7、倾斜式振动筛，8、筛体出料口，9、泥浆池，10、过滤板，11、轮式洗砂机，12、一级污水输送管道，13、一级污水出口，14、第一输送带，15、第一脱水螺旋机，16、粗砂脱水回流管道，17、第一粗砂脱水阀,18、第一脱水过滤板，19、第一粒度在线检测仪，20、粗砂出口，21、粗砂箱，22、第二粗砂脱水阀,23、粗砂脱水顺流管道，24、污水池，25、第一沉降池,26、沉降池出水管道，27、清水池,28、清水池出口管道，29、清水喷淋头，30、第二砂箱，31、第二砂箱隔板，32、第二脱水螺旋机，33、第二输送带，34、第二粒度在线检测仪，35、压滤机，36、旋流器回流管道，37、第一旋流器阀,38、第三粒度在线检测仪，39、第二旋流器阀,40、含污水的第二输送带，41、絮凝剂罐，42、旋流顺流管道，43、第一细砂脱水阀,44、絮凝剂管道，45、沉降池清水出口，46、第二沉降池，47、细砂脱水回流管道，48、细砂脱水顺流管道，49、第二脱水过滤板，50、第二细砂脱水阀。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分：本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在现有技术中并没有针对盾构渣土处理的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种用于盾构的渣土处理系统及方法。

本发明的一种典型的实施方式中，参考图1所示，一种用于盾构的渣土处理系统，包括：

渣土预处理装置，用于对渣土进行稀释；

泥浆分离装置，包括倾斜设置的振动筛，振动筛的出口端设置泥浆池，泥浆池内设置洗砂机，泥浆池与污水池连通，污水池与旋流器连接，泥浆池内设置过滤板，过滤板位于洗砂机的下方；

脱水装置，包括第一脱水螺旋机和第二脱水螺旋机，第一脱水螺旋机顶部设于洗砂机出口侧，且第一脱水螺旋机的出水管道安装有第一粒度在线检测仪；旋流器的出口侧设置第二脱水螺旋机，第二脱水螺旋机的出水管道安装第二粒度在线检测仪，第一粒度在线检测仪的粒度设定大小大于第二粒度在线检测仪的粒度设定大小；

压滤装置，包括第二砂箱，第二砂箱与压滤机连接，第二砂箱的入口端设于第二脱水螺旋机的出口侧；

用于存储絮凝剂的絮凝剂罐，絮凝剂罐与第一沉降池和第二沉降池分别单独连接；旋流器的出水管道与第二沉降池连接；或者，旋流器的出水管道的末端设于第二沉降池的上方。

进一步地，第一脱水螺旋机的出水管道设于第一沉降池的上方；第一脱水螺旋机的侧部设置带有网眼的第一脱水过滤板，第一脱水过滤板与第一脱水螺旋机的出水管道连通；第二脱水螺旋机的侧部设置带有网眼的第二脱水过滤板，第二脱水过滤板与第二脱水螺旋机的出水管道连通。

在其他一些示例中，清水池与第一沉降池、第二沉降池分别单独连接，第二砂箱的入口处设置清水喷淋头，清水喷淋头通过管道与清水池连接；清水池与设于渣土预处理装置的水枪口连接。

在这里，需要说明的是，第一脱水螺旋机为粗砂脱水螺旋机，第二脱水螺旋机为细沙脱水螺旋机，相应第一脱水螺旋机设置的第一砂箱为粗砂箱，第二砂箱为细砂箱。

粗砂指的是，细度模数为3.7-3.1，平均粒径在0.5mm以上；这里细砂的细度模数小于3.1，平均力度小于0.5mm，相应，过滤板过滤孔的直径小于0.5mm。

进一步地，泥浆池9的底部池内安装有过滤板10，过滤板10用于过滤粗砂、石子等较大体积的物质，通过过滤板10的泥水和细砂等物质经过一级污水出口13流入到污水池24中。

在一些示例中，渣土预处理装置包括渣土池，渣土池一侧设置渣土出料斗，渣土池内设置倾斜的斜板，渣土出料斗设于渣土池斜板的底端外侧，并设于传送机构一侧上方，传送机构的另一侧下方设置稀释罐；这里，传送机构可为运输带3。

渣土池1中的渣土在重力作用下经过渣土出料斗2流到运输带上，所述渣土出料斗2位于运输带的底端正上方，运输带3将渣土运输到稀释罐4内，稀释罐4的右端上方安装有高压水枪口5，用于对渣土进行冲击打碎，运输带3位于稀释罐的正上方，稀释罐内安装有搅拌器，加快渣土的稀释，泥水输送管道6的下端安装在稀释罐的右侧下端，经过泵的作用将稀释罐4内的泥浆输送到倾斜式振动筛7的筛体内。

更进一步的，倾斜式振动筛7的箱体内含有一层过滤隔板，可过滤掉石子等体积较大的物质，细、粗砂、泥水等物质落入筛下，经过筛体出料口8流入泥浆池9，倾斜式振动筛出料口位于泥浆池的左侧正上方，泥浆池9的中间上方安装有轮式洗砂机11，泥浆经过反复轮洗后，含有泥水的粗砂被轮式洗砂机11带入第一输送带14上。

在本实施例中，第一输送带14位于轮式洗砂机11的落砂位置正下方，第一输送带14将含有泥水的粗砂输送到第一脱水螺旋机15内，第一脱水螺旋机15位于第一输送带14的垂直正下方，含有泥水的粗砂经过第一脱水螺旋机的脱水作用，经过粗砂出口20落入粗砂箱21内，粗砂中的泥水在脱水机的高速甩动离心力作用下，通过带有网眼的第一脱水过滤板18流入相应的出水管道中。

第一脱水螺旋机的出水管道口安装有第一粒度在线检测仪19，如果分离后的污水粒度大小小于所设定的阈值，则关闭第一粗砂脱水阀17，打开第二粗砂脱水阀22，经过粗砂脱水顺流管道23流入第一沉降池25内，如果分离后的污水粒度大小大于生产所设定的阈值，则关闭第二粗砂脱水阀22，打开第一粗砂脱水阀17，将分离后的污水经过粗砂脱水回流管道16回流到泥浆池9内重新进行分离，粗砂脱水顺流管道23的出口位于25第一沉降池的中间上方，流入到25沉降池1的泥水经过添加絮凝剂和沉淀的作用，第一沉降池的上方清水经过沉降池出水管道26流入清水池27中。

在一些具体示例中，清水池27位于沉降池出水管道26的出水口的中间正下方位置，清水池出口管道28位于清水池27的左侧底端，清水池出口管道28末端位置安装有清水喷淋头29，用于对细砂进行喷淋。

当然，为了方便泥沙流动，污水池24位于一级污水出口13的垂直正下方，污水池24内的污水经过一级污水输送管道12流入到旋流器内，输送管道12的出口位于旋流器的上方右侧，细砂、污水的混合物在旋流器的作用下，细砂经过旋流器底端出口流入到含污水的第二输送带40上，再运输到第二脱水螺旋机32内。

更进一步地，第二输送带40位于旋流器下出口的垂直正下方，且位于第二脱水螺旋机32的垂直正上方，经过脱水后的细砂经过第二脱水螺旋机32的下出口位置落入第二砂箱30内，污水经过带有网眼的第二脱水过滤板49的作用后，经过第二粒度在线检测仪34，如果污水的粒度大小小于生产时设定的阈值，则打开第二细砂脱水阀50，关闭第一细砂脱水阀43，满足粒度要求的污水流入到第二沉降池46内。

可以理解的是，如果污水的粒度大小大于生产时设定的阈值，则打开第一细砂脱水阀43，关闭第二细砂脱水阀50，不满足要求的污水经过细砂脱水回流管道47回流到旋流器内；经过旋流器分离的污水经过旋流器污水在线粒度检测仪38，如果污水粒度的大小大于生产时设定的阈值，则关闭第二旋流器阀39，打开第一旋流器阀37，不满足要求的污水经过旋流器回流管道36回流到旋流器内重新进行分离；满足要求的污水在进入到46第二沉降池内后。

絮凝剂池41的底部位置安装絮凝剂管道44，向第二沉降池46内加入絮凝剂，经过沉淀的污水上层分离的清水经过管道45流入到稀释罐4内，用于对渣土进行稀释作用，实现水的循环利用；位于第二砂箱30内的细砂经过清水喷淋后在第二砂箱隔板31的导流作用下，流入到第二输送带33上，经过第二输送带输送到压滤机35内，进行压滤生成泥饼。

其中，需要说明的是，压滤机、洗砂机、旋流器和第一脱水螺旋机(粗砂脱水螺旋机)、第二脱水螺旋机(细砂脱水螺旋机)、粒度在线检测仪均为现有装置。

一种用于盾构的渣土处理系统的处理方法，参考图2和图3所示，包括如下内容：

通过渣土预处理装置对渣土进行稀释；

稀释后的渣土进入振动筛中进行振动，以过滤杂质；

过滤后的泥浆进入泥浆池，由洗砂机进行清洗；

含有泥水的第一砂体进入第一脱水螺旋机进行脱水，第一砂体中的泥水进入第一脱水螺旋机出水管道，并由第一粒度在线检测仪对泥水的粒度进行检测；

泥浆中过滤板过滤的第二砂体和污水由泥浆池进入污水池，污水池内的污水流入旋流器内；

在旋流器的作用下，带有泥水的第二砂体经过旋流器流入第二脱水螺旋机，第二砂体中的泥水进入第二脱水螺旋机出水管道，并由第二粒度在线检测仪对泥水的粒度进行检测；

第三粒度在线检测仪对旋流器出水管道排出的泥水粒度进行检测，小于设定阈值的泥水进入第二沉降池沉降；

第二砂体通过第二脱水螺旋机的出口进入第二砂箱；

由压滤装置对第二沙箱送出的第二砂体进行制饼。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于盾构的渣土处理系统，其特征在于，包括：

渣土预处理装置，用于对渣土进行稀释；

泥浆分离装置，包括倾斜设置的振动筛，振动筛的出口端设置泥浆池，泥浆池内设置洗砂机，泥浆池与污水池连通，污水池与旋流器连接，泥浆池内设置过滤板，过滤板位于洗砂机的下方；

脱水装置，包括第一脱水螺旋机和第二脱水螺旋机，第一脱水螺旋机顶部设于洗砂机出口侧，且第一脱水螺旋机的出水管道安装有第一粒度在线检测仪；旋流器的出口侧设置第二脱水螺旋机，第二脱水螺旋机的出水管道安装第二粒度在线检测仪，第一粒度在线检测仪的粒度设定大小大于第二粒度在线检测仪的粒度设定大小；

压滤装置，包括第二砂箱，第二砂箱与压滤机连接，第二砂箱的入口端设于第二脱水螺旋机的出口侧。

2.根据权利要求1所述的一种用于盾构的渣土处理系统，其特征在于，所述第一脱水螺旋机的出水管道设于第一沉降池的上方；

第一脱水螺旋机的侧部设置带有网眼的第一脱水过滤板，第一脱水过滤板与第一脱水螺旋机的出水管道连通；

第二脱水螺旋机的侧部设置带有网眼的第二脱水过滤板。

3.根据权利要求2所述的一种用于盾构的渣土处理系统，其特征在于，所述第一沉降池的上侧与清水池连接，所述第二砂箱的入口处设置清水喷淋头，清水喷淋头通过管道与清水池连接；

所述清水池与设于渣土预处理装置的水枪口连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于盾构的渣土处理系统，其特征在于，所述旋流器的出水管道处设置第三粒度在线检测仪；

所述振动筛箱体内设置过滤隔板。

5.根据权利要求1所述的一种用于盾构的渣土处理系统，其特征在于，所述旋流器的出水管道与第二沉降池连接；

或者，旋流器的出水管道的末端设于第二沉降池的上方。

6.根据权利要求2所述的一种用于盾构的渣土处理系统，其特征在于，还包括用于存储絮凝剂的絮凝剂罐，絮凝剂罐与所述第一沉降池和第二沉降池分别单独连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于盾构的渣土处理系统，其特征在于，所述第二砂箱内设置第二砂箱隔板，第二砂箱隔板朝向所述压滤装置所在位置倾斜向下设置；

所述振动筛箱体内设置过滤隔板。

8.根据权利要求1所述的一种用于盾构的渣土处理系统，其特征在于，所述渣土预处理装置包括渣土池，渣土池一侧设置渣土出料斗，渣土出料斗设于传送机构一侧上方，传送机构的另一侧下方设置稀释罐，稀释罐内设置搅拌器。

9.根据权利要求1所述的一种用于盾构的渣土处理系统，其特征在于，所述泥浆池与所述第一脱水螺旋机的出水管道连接，以用于回流；

所述旋流器与所述第二脱水螺旋机的出水管道连接，同样用于回流；

旋流器的出水管道与旋流器的入口处还设有旋流器回流管。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种用于盾构的渣土处理系统的处理方法，其特征在于，包括如下内容：

通过渣土预处理装置对渣土进行稀释；

稀释后的渣土进入振动筛中进行振动，以过滤杂质；

过滤后的泥浆进入泥浆池，由洗砂机进行清洗；

含有泥水的第一砂体进入第一脱水螺旋机进行脱水，第一砂体中的泥水进入第一脱水螺旋机出水管道，并由第一粒度在线检测仪对泥水的粒度进行检测；

泥浆中过滤板过滤的第二砂体和污水由泥浆池进入污水池，污水池内的污水流入旋流器内；

在旋流器的作用下，带有泥水的第二砂体经过旋流器流入第二脱水螺旋机，第二砂体中的泥水进入第二脱水螺旋机出水管道，并由第二粒度在线检测仪对泥水的粒度进行检测；

细砂通过第二脱水螺旋机的出口进入第二砂箱；

由压滤装置对第二沙箱送出的第二砂体进行制饼。

Images