CN112808449A - 一种盾构渣土制砂回收利用方法 - Google Patents

一种盾构渣土制砂回收利用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种盾构渣土制砂回收利用方法，属于盾构施工技术领域，解决了现有技术中盾构渣土处理回收效果不理想的问题，本发明依次对盾构渣土进行筛分、洗砂、旋流、再次洗砂、絮凝、压滤、絮凝等，得到粗砂、细砂、泥饼和水，满足物料再利用和外运要求，实现盾构渣土的减量化运输、环保化处理及资源化利用，具有集成化布置、模块化安装、工业化生产和智能化控制的特点；本发明适应性强，系统有多级配置、多级配件和多种布置形式，可以满足不同项目对处理量、处理能力、场地布置、地质条件的要求。

Description

一种盾构渣土制砂回收利用方法
技术领域
本发明属于盾构施工技术领域，具体属于一种盾构渣土制砂回收利用方法。
背景技术
随着城市的大力建设，城乡一体化的发展，城市隧道和地铁的建设，在建设过程中形成 大量的盾构渣土、建筑垃圾、盾构渣土产量大幅度增加。现有处理设施数量和库容已经不能 满足现阶段盾构渣土、建筑垃圾、盾构渣土处置的要求，违章弃土现象依然存在。为了解决 城市盾构渣土产量急剧增长，现有处理设施数量和库容不足，处置城市盾构渣土成为现阶段 难题。
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，运输过程中易发生晒漏污染道路，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，即发生滑坡、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
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种盾构渣土制砂回收利用方法，其目的在于： 对盾构渣土进行集成处理，将盾构渣土分级分离为粗砂、细砂、泥和水，使得产物各项指标 满足国家或地方规定。
本发明采用的技术方案如下：
步骤A：将出井后的盾构渣土进行筛分；
步骤B：筛分得到粗砂和筛分泥浆，将粗砂进行破碎，将筛分泥浆进行洗砂；
步骤C：破碎得到初细砂，洗砂得到初细砂和洗砂泥浆，将初细砂进行脱水，得到成品细 砂和脱水泥浆，将成品细砂存储，将洗砂泥浆和脱水泥浆进行旋流；
步骤D：旋流得到含砂底流和旋流泥浆，将含砂底流进行再次洗砂，将旋流泥浆进行絮 凝；
步骤E：絮凝得到上层清液和下层浓泥浆，将清液进行沉淀，将浓泥浆进行压滤；
步骤F：沉淀得到清水和沉淀物，将清水外排，将沉淀物进行再次絮凝，压滤得到泥饼， 泥饼进行存储。
采用上述方案，本发明依次对盾构渣土进行筛分、破碎、洗砂、旋流、再次洗砂、絮凝、 压滤、絮凝等，得到粗砂、细砂、泥饼和水，满足物料再利用和外运要求，实现盾构渣土的 减量化运输、环保化处理及资源化利用，具有集成化布置、模块化安装、工业化生产和智能 化控制的特点；本发明适应性强，系统有多级配置、多级配件和多种布置形式，可以满足不 同项目对处理量、处理能力、场地布置、地质条件的要求；本发明针对盾构渣土特性设置自 循环系统，将洗砂和旋流循环作用，粗砂设备等做针对性设计，保证筛分效果，保证粗砂、 细砂洁净度，提高设备处理能力。
优选的，所述步骤A具体包括：
A1：将出井后的盾构渣土存储于调节渣坑，使用上料装置和分料斗将盾构渣土分送给数 台给料机；
A2：使用给料机将盾构渣土松散、均匀化，并将处理后的盾构渣土分送至数台粗筛设备。
采用该优选的方案，本发明对盾构渣土进行预处理环节，配置给料机，使入料量均匀， 入料特性松散，提高后级处理效率和效果；
优选的，所述步骤A1中具体包括：将出井后的盾构渣土存储于调节渣坑，使用斗轮取料 机、倾角皮带输送机、水平皮带输送机和分料斗分送至两台给料机。
采用该优选的方案，本发明实现自动上料、排料功能，系统工艺匹配斗轮取料机、皮带 机输送机等设备，可以实现盾构渣土的自动上料和分离产物的自动排料。
优选的，所述步骤B具体包括：使用粗筛设备对盾构渣土进行粗筛，粗筛完成后，将筛 上物粗砂送至破碎机中进行粉碎，筛下物筛分泥浆经筛下溜槽依次进入数台洗砂机；
优选的，所述步骤C具体包括：所述步骤C具体包括：使用破碎机破碎粗砂得到初细砂， 使用数台洗砂机依次对筛分泥浆进行洗砂得到初细砂，将初细砂送至脱水筛进行脱水，洗砂 产生的洗砂泥浆与脱水产生的脱水泥浆分送至数台旋流器,使用旋流器对洗砂泥浆和脱水泥 浆进行旋流。
采用该优选的方案，本发明中粗筛筛下物直入洗砂机，洗砂机主力除砂，旋流器辅助除 砂，避免旋流器工作不稳定影响洗砂，粗筛筛上物进行破碎，脱水，得到成品细砂，脱水产 生的泥浆进入旋流器进行辅助除砂。
优选的，所述步骤D具体包括：使用旋流器进行旋流，旋流完成后，将旋流得到的旋流 泥浆经旋流器溢流口送至分液箱，旋流得到的含砂底流再次进入洗砂机进行洗砂。
采用该优选的方案，本发明中旋流器得到的含砂底流进入洗砂机中循环处理，提高细砂 出砂质量。
优选的，所述步骤E具体包括：将分液箱中的泥浆分送至数台絮凝罐进行絮凝，絮凝完 成后，将上层清液送至清水池，下层浓泥浆送至压滤机。
采用该优选的方案，旋流溢流液直接进入絮凝罐，取消不必要环节，减少淤积、泡沫。
优选的，所述步骤F具体包括：使用压滤机对浓泥浆进行压滤处理，压滤完成后，将干 化泥饼进行存储，压滤液送至清水池进行沉淀，沉淀后得到的清水外排，沉淀物分送至絮凝 罐中进行处理。
采用该优选的方案，使用压滤机对浓泥浆进行压滤处理得到干化泥饼，压滤液经过沉淀 得到清水，沉淀物再次循环絮凝，提高渣土处理质量。
优选的，所述步骤F中将沉淀得到的清水用于步骤A-E任一步骤中。采用该优选的方案， 本发明在盾构渣土处理过程中使用到的废水进行处理得到清水，循环用于盾构渣土处理。
优选的，所述步骤C中还包括洗砂泥浆和脱水泥浆进入洗砂溢流罐中，洗砂溢流罐中设 置搅拌装置并通过泵体将洗砂泥浆从洗砂溢流罐抽出进行旋流。采用该优选的方案，设置洗 砂机溢流罐对洗砂泥浆和脱水泥浆进行收集，设置搅拌装置，防止洗砂溢流罐结淤。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.发明依次对盾构渣土进行筛分、破碎、洗砂、旋流、再次洗砂、絮凝、压滤、絮凝等， 得到粗砂、细砂、泥饼和水，满足物料再利用和外运要求，实现盾构渣土的减量化运输、环 保化处理及资源化利用，具有集成化布置、模块化安装、工业化生产和智能化控制的特点； 本发明适应性强，系统有多级配置、多级配件和多种布置形式，可以满足不同项目对处理量、 处理能力、场地布置、地质条件的要求；本发明针对盾构渣土特性设置自循环系统，将洗砂 和旋流循环作用，粗砂设备等做针对性设计，保证筛分效果，保证粗砂、细砂洁净度，提高 设备处理能力。
2.本发明对盾构渣土进行预处理环节，配置给料机，使入料量均匀，入料特性松散，提 高后级处理效率和效果；本发明实现自动上料、排料功能，系统工艺匹配斗轮取料机、皮带 机输送机等设备，可以实现盾构渣土的自动上料和分离产物的自动排料；本发明中粗筛筛下 物直入洗砂机，洗砂机主力除砂，旋流器辅助除砂，避免旋流器工作不稳定影响洗砂，粗筛 筛上物进行破碎，脱水，得到成品细砂，脱水产生的泥浆进入旋流器进行辅助除砂；本发明 中旋流器得到的含砂底流进入洗砂机中循环处理，提高细砂出砂质量。
3.本发明中旋流溢流液直接进入絮凝罐，取消不必要环节，减少淤积、泡沫；本发明使 用压滤机对浓泥浆进行压滤处理得到干化泥饼，压滤液经过沉淀得到清水，沉淀物再次循环 絮凝，提高渣土处理质量；本发明在盾构渣土处理过程中使用到的废水进行处理得到清水， 循环用于盾构渣土处理；本发明中设置洗砂机溢流罐对洗砂泥浆和脱水泥浆进行收集，设置 搅拌装置，防止洗砂溢流罐结淤。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是：本发明的一种具体实施方式的流程示意图。
图2是：本发明的一种具体实施方式的立体示意图。
附图标记：1-调节渣坑；2-分料斗；3-给料机；4-粗筛设备；5-筛下溜槽；6-叶轮洗砂 机；7-脱水筛；8-旋流器；9-絮凝罐；10-洗砂机溢流罐；11-分液箱；12-加药装置；13-清水 池；14-压滤机；15-破碎机。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征 和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面结合图1、图2对本发明作详细说明。
一种盾构渣土制砂回收利用方法，包括如下步骤：
步骤A：将出井后的盾构渣土进行筛分；
步骤B：筛分得到粗砂和筛分泥浆，将粗砂进行破碎，将筛分泥浆进行洗砂；
步骤C：破碎得到初细砂，洗砂得到初细砂和洗砂泥浆，将初细砂进行脱水，得到成品细 砂和脱水泥浆，将成品细砂存储，将洗砂泥浆和脱水泥浆进行旋流；
步骤D：旋流得到含砂底流和旋流泥浆，将含砂底流进行再次洗砂，将旋流泥浆进行絮 凝；
步骤E：絮凝得到上层清液和下层浓泥浆，将清液进行沉淀，将浓泥浆进行压滤；
步骤F：沉淀得到清水和沉淀物，将清水外排，将沉淀物进行再次絮凝，压滤得到泥饼， 泥饼进行存储。
所述步骤A具体包括：
A1：将出井后的盾构渣土存储于调节渣坑，使用上料装置和分料斗将盾构渣土分送给数 台给料机；
A2：使用给料机将盾构渣土松散、均匀化，并将处理后的盾构渣土分送至数台粗筛设备。
所述步骤A1中具体包括：将出井后的盾构渣土存储于调节渣坑，使用斗轮取料机、倾角 皮带输送机、水平皮带输送机和分料斗分送至两台给料机。
所述步骤B具体包括：使用粗筛设备对盾构渣土进行粗筛，粗筛完成后，将筛上物粗砂 送至破碎机中进行粉碎，筛下物筛分泥浆经筛下溜槽依次进入数台洗砂机；
所述步骤C具体包括：使用破碎机破碎粗砂得到初细砂，使用数台洗砂机依次对筛分泥 浆进行洗砂得到初细砂，将初细砂送至脱水筛进行脱水，洗砂产生的洗砂泥浆与脱水产生的 脱水泥浆分送至数台旋流器,使用旋流器对洗砂泥浆和脱水泥浆进行旋流。
所述步骤D具体包括：使用旋流器进行旋流，旋流完成后，将旋流得到的旋流泥浆经旋 流器溢流口送至分液箱，旋流得到的含砂底流再次进入洗砂机进行洗砂。
所述步骤E具体包括：将分液箱中的泥浆分送至数台絮凝罐进行絮凝，絮凝完成后，将 上层清液送至清水池，下层浓泥浆送至压滤机。
所述步骤F具体包括：使用压滤机对浓泥浆进行压滤处理，压滤完成后，将干化泥饼进 行存储，压滤液送至清水池进行沉淀，沉淀后得到的清水外排，沉淀物分送至絮凝罐中进行 处理。
所述步骤F中将沉淀得到的清水用于步骤A-E任一步骤中。
所述步骤C中还包括洗砂泥浆和脱水泥浆进入洗砂溢流罐中，洗砂溢流罐中设置搅拌装 置并通过泵体将洗砂泥浆从洗砂溢流罐抽出进行旋流。
本发明的工艺流程如下：
盾构渣土出井后首先存储于调节渣坑1，然后通过上料装置(斗轮取料机+大倾角皮带输 送机+水平皮带输送机)和分料斗2分送至两台给料机3设备,经给料机3处理后，松散、均 匀的渣土分别送至两台粗筛设备4，粗筛设备4为直线振动筛。
经粗筛处理后，筛上粗砂通过皮带输送至破碎机进行破碎得到初细砂，初细砂送至脱水 筛中脱水，得到成品细砂，脱水筛脱水过程中，使用高压喷淋辅助筛分，脱水产生的脱水泥 浆送至旋流器中旋流，筛下物筛分泥浆经筛下溜槽5进入叶轮洗砂机6；粗筛配备4高压喷 淋装置，可有效清洁砂石，降低排出粗砂的含泥率。
排入叶轮洗砂机6的筛分泥浆依次经两级叶轮洗砂、旋流分离和振动脱水处理后，成品 细砂经脱水筛7排出系统，泥浆经旋流器8溢流口排至分液箱后，分六路排入六个絮凝罐9； 其中叶轮洗砂机6可有效清洁并分离出大部分细砂，少量细砂随洗砂机溢流液进入洗砂溢流 罐10，与脱水筛筛下物一同由旋流器8处理；旋流器8处理得到干净的溢流泥浆和含砂底流， 四台旋流器8低流分两路排至第二级叶轮洗砂机6和脱水筛7循环处理；洗砂机溢流罐10配 置防淤积装置，可有效避免淤积；为保证洗砂效果，叶轮洗砂机6配置加水和冲洗装置，可 有效保证砂石的洁净度。
旋流器8溢流泥浆经分液箱11排入絮凝罐9进行絮凝处理，通过加药装置12加药可有 效提高絮凝效率，絮凝罐9上层清液溢流进入清水池13，底部浓泥浆经压滤机14处理得到 干化泥饼和压滤液，干化泥饼排出系统，压滤液排入清水池13；絮凝罐9溢流液和压滤机14 压滤液排入清水池13后，经三级沉淀后得到的清水用作粗筛喷淋、洗砂机供水或作为施工清 洁用水，也可外排；一二级清水池13沉淀物则通过泥浆泵泵入絮凝罐9，进行絮凝压滤处理。
至此，盾构渣土分离为粗砂、洗砂、泥饼和清水，满足外运、外排或再利用需求。
本发明中涉及到的部分装置其工作原理为现有技术，本申请中不再具体阐述，以下给出 部分装置的型号作为一个实施例，给料机3为GZG200-200Z，粗筛设备4为3CSS2160，叶轮 洗砂机6为XSD3624，脱水筛7为ZSD2442，旋流器8为FX500，压滤机14为250m2(1250型)。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因 此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在 不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保 护范围。

Claims (10)

1.一种盾构渣土制砂回收利用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A：将出井后的盾构渣土进行筛分；
步骤B：筛分得到粗砂和筛分泥浆，将粗砂进行破碎，将筛分泥浆进行洗砂；
步骤C：破碎得到初细砂，洗砂得到初细砂和洗砂泥浆，将初细砂进行脱水，得到成品细砂和脱水泥浆，将成品细砂存储，将洗砂泥浆和脱水泥浆进行旋流；
步骤D：旋流得到含砂底流和旋流泥浆，将含砂底流进行再次洗砂，将旋流泥浆进行絮凝；
步骤E：絮凝得到上层清液和下层浓泥浆，将清液进行沉淀，将浓泥浆进行压滤；
步骤F：沉淀得到清水和沉淀物，将清水外排，将沉淀物进行再次絮凝，压滤得到泥饼，泥饼进行存储。
2.根据权利要求1所述的一种盾构渣土制砂回收利用方法，其特征在于：所述步骤A具体包括：
A1：将出井后的盾构渣土存储于调节渣坑，使用上料装置和分料斗将盾构渣土分送给数台给料机；
A2：使用给料机将盾构渣土松散、均匀化，并将处理后的盾构渣土分送至数台粗筛设备。
3.根据权利要求2所述的一种盾构渣土制砂回收利用方法，其特征在于：所述步骤A1中具体包括：将出井后的盾构渣土存储于调节渣坑，使用斗轮取料机、倾角皮带输送机、水平皮带输送机和分料斗分送至两台给料机。
4.根据权利要求1所述的一种盾构渣土制砂回收利用方法，其特征在于:所述步骤B具体包括：使用粗筛设备对盾构渣土进行粗筛，粗筛完成后，将筛上物粗砂送至破碎机中进行粉碎，筛下物筛分泥浆经筛下溜槽依次进入数台洗砂机。
5.根据权利要求1所述的一种盾构渣土制砂回收利用方法，其特征在于：所述步骤C具体包括：使用破碎机破碎粗砂得到初细砂，使用数台洗砂机依次对筛分泥浆进行洗砂得到初细砂，将初细砂送至脱水筛进行脱水，洗砂产生的洗砂泥浆与脱水产生的脱水泥浆分送至数台旋流器,使用旋流器对洗砂泥浆和脱水泥浆进行旋流。
6.根据权利要求1所述的一种盾构渣土制砂回收利用方法，其特征在于：所述步骤D具体包括：使用旋流器进行旋流，旋流完成后，将旋流得到的旋流泥浆经旋流器溢流口送至分液箱，旋流得到的含砂底流再次进入洗砂机进行洗砂。
7.根据权利要求5所述的一种盾构渣土制砂回收利用方法，其特征在于：所述步骤E具体包括：将分液箱中的泥浆分送至数台絮凝罐进行絮凝，絮凝完成后，将上层清液送至清水池，下层浓泥浆送至压滤机。
8.根据权利要求1所述的一种盾构渣土制砂回收利用方法，其特征在于：所述步骤F具体包括：使用压滤机对浓泥浆进行压滤处理，压滤完成后，将干化泥饼进行存储，压滤液送至清水池进行沉淀，沉淀后得到的清水外排，沉淀物分送至絮凝罐中进行处理。
9.根据权利要求1所述的一种盾构渣土制砂回收利用方法，其特征在于：所述步骤F中将沉淀得到的清水用于步骤A-E任一步骤中。
10.根据权利要求1所述的一种盾构渣土制砂回收利用方法，其特征在于：所述步骤C中还包括洗砂泥浆和脱水泥浆进入洗砂溢流罐中，洗砂溢流罐中设置搅拌装置并通过泵体将洗砂泥浆从洗砂溢流罐抽出进行旋流。
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