CN114439494A - 用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统，属于盾构施工技术领域。用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统，包括：泥水处理系统：进行泥水分离、回收、制调浆、压滤；泥水循环组件：连通泥水处理系统与盾构泥水舱，对新、旧浆进行输送，由送排浆泵、送排浆管组成。本发明创新性地将泥水分离组件筛分出的渣土、泥浆进行二次分离再生利用，有效减少资源浪费，合理节约施工成本，确保渣土再生利用最大保证经济效益。

Description

用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统

技术领域

本发明涉及盾构施工技术领域，尤其涉及用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统。

背景技术

泥水平衡盾构机具有良好的地层适应性，可以适应各种黏土、砂土、砂砾、坚硬土，及由以上土层构成的复合地层；尤其在穿越江河湖泊时，泥水盾构具有良好的保压功能。在泥水平衡盾构施工过程中，需要进行新旧泥浆交替补充到盾构刀盘开挖面；新浆的制备、旧浆的处理需要由专用的泥浆处理设备完成。泥水盾构施工过程中，泥浆的质量是由泥水处理系统保证的；因此，泥浆分离与处理技术愈发重要。同时，施工中，不同地层对泥浆的参数要求不同，比重太大将导致携渣能力降低、浆液不合格。

泥水盾构废弃泥浆处理是长期困扰工程施工的难题；现有的泥浆处理方法多采取直接排放、槽罐车运出场外自重沉淀、自然干化，掺入水泥固化、石灰泥浆浓缩等措施。这些废弃泥浆处理方法存在以下问题：（1）城市专门的泥浆处理场地较少，泥浆处理排放困难；（2）废弃泥浆外运多采取槽罐车，长距离运输受市政环卫等限制，运输时间及运量受限，运费较高，处理效率低；施工高峰时，外运作业难以匹配施工进度，只能在现场的沉淀池中存放，占用了大量的土地，且泥浆池满后不能继续吸纳新排出的泥浆，造成工地停工，严重影响施工进度和提高了施工成本；（3）容易造成较大的环境污染，施工现场环境恶劣，废弃泥浆容易渗漏，可能导致市政管道堵塞；（4）泥浆中含有碱性物质，在专用排放地点的废弃泥浆也难以进行系统的处理，泥浆干燥后无法复耕使用，不经过处理也不能够作其他利用；（5）在泥浆运输过程中，也常因运输车辆的管理和协调问题，使得泥浆漏洒在道路上而影响市容，造成交通运输安全隐患。

由此，需要对泥水分离再生利用技术进行研究，以实现泥水盾构“零排放”。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中，泥水盾构施工中，泥浆处理长期困扰工程施工的问题，而提出的用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统，用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统，其特征在于，包括：

泥水处理系统：进行泥水分离、回收、制调浆、压滤；

泥水循环组件：连通泥水处理系统与盾构泥水舱，对新、旧浆进行输送，由送排浆泵、送排浆管组成；

所述泥水处理系统包括：

泥水分离组件：对盾构排出的泥浆进行砂、泥浆分离，对外弃渣脱水，以适合自卸汽车直接运输而不漏浆；

制调浆组件：对泥水分离组件、压滤组件产生的可回收砂、石、液进行利用，采用制调浆设备调配出合适的泥浆，并通过泥水循环组件输送至盾构，实现盾构环流的流量平衡、物质平衡、环流泥浆调节与快速补偿；

压滤组件：对泥水分离组件产生的废浆进行处理，压滤泥饼，并将废液重复利用。

优选的，所述泥水分离组件采用预筛分、一二级旋流分离，实现盾构循环泥浆中砂、泥浆的良好分离；采用脱水筛高频振动脱水，实现对外弃渣含水率≤25%，适合自卸汽车直接运输而不漏浆；

所述泥水分离部分包括：依次设置的粗选设备、一级分离设备、二级分离设备；

所述粗选设备包括：依次设置的黏土块-浆液分离机、粗筛；

所述一级分离设备包括：依次设置的一级旋流器、一级脱水筛；

所述二级分离设备包括：依次设置的二级旋流器、二级脱水筛。

优选的，所述制调浆部分包括制浆系统、调浆系统；

所述制浆系统由新浆制备池、新浆贮备池、化学药剂贮备池组成；

所述新浆制备池设置有自动制浆组件，所述新浆制备池连通至新浆贮备池；所述化学药剂贮备池设置有化学药剂制备组件，并连通至新浆制备池、新浆贮备池；

所述调浆系统由浓缩池、调整池、清水池、滤液池组成；

所述浓缩池的入口端连通至泥水分离组件，所述浓缩池的出口端连通至调整池，所述新浆贮备池连通至调整池；

所述滤液池的入口端连通至压滤组件，所述滤液池的出口端连通至清水池、调整池；

所述清水池连通至调整池、新浆制备池、新浆贮备池、化学药剂贮备池。

优选的，所述压滤部分采用压滤设备处理多余的废浆，并将废液重复利用；

所述压滤部分包括：压滤机、搅拌桶；

所述搅拌桶的入口端连通至制调浆系统的浓缩池，所述搅拌桶内设置有搅拌装置，所述搅拌桶的出口端通过隔膜泵连通至压滤机，所述压滤机接入滤液池。

优选的，所述泥水处理系统设于地面，还包括：

综合管理部分：采用PLC集中控制室远程控制，实现泥水处理系统的远程集中控制、实时监控。

优选的，包括以下使用步骤：

S1，排浆：刀盘切削下来的土砂与泥水舱中的泥水混合而成的泥浆，通过泥水循环部分的排浆泵、排浆管道，送往地面的泥水处理系统，进行分离；

S2，分离：在泥水处理系统，将大颗粒进行分离，达标泥浆回到浓缩池；并，将浓缩池底流进行压滤处理；

S3，回收：分离、压滤后的渣土、砂子，通过试验配合比进行盾构同步注浆再生利用；压滤后的清水，沉淀、再次循环利用；确保渣土再生利用最大、保证经济效益；

S4，调浆：在制调浆部分的新浆制备池调制新鲜浆液，输送到调整池；

S5，进浆：调整浆通过进浆泵、进浆管道输送至盾构泥水舱。

优选的，在步骤S2中：

粘土块-浆液分离机的出渣含水率≤25%，可直接运输；

粗筛将浆液中大于2mm的颗粒筛选出，渣土含水率≤25%，可直接运输；

经粗筛后剩余的浆液，以泵送方式送入一级旋流器构成的砂泥分离机，将浆液中2mm～0.074mm颗粒粹取出；

并以上倾式震动脱水筛作为一级脱水筛，将颗粒脱水至含水率18～20%左右；

经一级旋流器粹取后的浆液，再以泵送方式送入由二级旋流器构成的超细颗粒回收机构，将泥浆中之0.074mm～0.020mm颗粒粹取出；

并以超高频震动脱水筛作为二级脱水筛，将颗粒脱水至含水率为22～25%左右。

优选的，在步骤S2中，包括改良提高压滤工效；

弃浆池中添加生石灰、阳离子聚丙烯酰胺，使废弃泥浆受到极大的絮凝效果，从而减少压滤时间；

其中，生石灰的含钙量达到>80%,颗粒粒径<200目。

优选的，在步骤S3中：

通过对分离的砂子进行二次筛分、清洗，检测合格后可用于同步注浆原材及混凝土拌合站使用；

通过对分离的石子进行二次筛分、清洗，取样、检测后用于混凝土拌合使用，不同粒径范围内的卵石可用于临建施工，实现二次分离再生利用。

优选的，在步骤S3中，还包括：

（1）泥浆再生利用：

经泥水分离部分处理后的泥浆，经现场检测黏度、比重、含砂率、合格后，进入浓缩池重新使用；

（2）用于土压盾构机渣土改良：

经泥水分离部分处理后的泥浆，可利用于土压盾构机渣土改良；通过现场实际使用，可有效降低刀盘扭矩、减小刀盘刀具磨损，提高盾构掘进施工工效。

与现有技术相比，本发明提供了用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统，具备以下有益效果：

1、本发明，用于高水头、大流量、渗透系数大、地质条件复杂的泥水盾构渣土顺利排出、保持开挖面泥水仓压稳定、泥浆再生利用中，创新性地将泥水分离组件筛分出的渣土、泥浆进行二次分离再生利用。

2、本发明，将分离出的砂子，经筛分清洗后用于隧道同步注浆原材料；卵石，经筛分清洗后用于现场临建；废弃泥浆二次调整后，用于同步注浆原材及土压盾构渣土改良；有效减少资源浪费，合理节约施工成本；为响应国家2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和做出了应有贡献。

3、本发明，通过泥水分离及再生利用技术研究，在新浆制备池调制新鲜浆液，输送到调整池，调整浆通过进浆泵与进浆管道输送至盾构泥水舱；盾构刀盘切削下来的土砂与泥水舱中的泥水混合而成的泥浆，通过排浆泵与排浆管道送往地面的泥水处理系统进行分离；在分离设备中，浆液经粗筛、一级处理、二级处理将大的颗粒进行分离，并将浓缩池底流进行压滤处理，渣土分离后清水沉淀再次循环利用；将压滤完的渣土、砂子，通过试验配合比进行盾构同步注浆再生利用，确保渣土再生利用最大保证经济效益。

本发明的其他优点、目标和特征，在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述；并且在某种程度上，基于对下文的考察研究，对本领域技术人员而言将是显而易见的；或者，可以从本发明的实践中得到教导。

附图说明

图1为泥水分离部分的示意图。

图2为制调浆部分的示意图。

图3为压滤部分的示意图。

图4为盾构掘进部分的示意图。

图5为泥浆质量控制的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-5，用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统，包括泥水处理系统、泥水循环组件；可在满足盾构施工需求的前提下，起到节约资源、减少外排的作用。

泥水处理系统：进行泥水分离、回收、制调浆、压滤；包括，泥水分离组件、制调浆组件、压滤组件。

泥水循环组件：连通泥水处理系统与盾构泥水舱，对新、旧浆进行输送，由送排浆泵、送排浆管组成。

泥水分离组件：对盾构排出的泥浆进行砂、泥浆分离，对外弃渣脱水，以适合自卸汽车直接运输而不漏浆。制调浆组件：对泥水分离组件、压滤组件产生的可回收砂、石、液进行利用，采用制调浆设备调配出合适的泥浆，并通过泥水循环组件实现盾构环流的流量平衡、物质平衡、环流泥浆调节与快速补偿。压滤组件：对泥水分离组件产生的废浆进行处理，压滤泥饼，并将废液重复利用。

从而，在盾构系统中，对泥水盾构产生的渣土进行排出，并通过分离、回收、制调浆、压滤，将符合要求的泥浆送往开挖面；通过对盾构泥水仓加压使其稳定，并用排浆管输送渣土；是施工中确保工作面稳定及排渣的手段。

泥水处理模式与盾构机的选型、掘进速度、地质条件等紧密相关，不同的机型及地质条件决定了不同的泥水处理模式；根据不同地层对泥浆的要求，及时调节浆液的密度、黏度、滤失量等泥浆主要指标参数，以达到配合盾构机顺利掘进的要求。

泥浆指标对泥水加压盾构施工的影响，主要有以下三个方面：

（1）调节开挖仓内压力与开挖面水土合压保持动态平衡，确保对地层扰动降到最低；

（2）泥水作用到开挖面上后，通过压力形成一层致密的泥膜，可以保证仓内压力，稳固地层；

（3）泥水可以携带渣土到地面，保证施工的持续和效率。

因此，保证泥浆在经过泥水分离组件后的处理质量至关重要。

泥水分离组件采用预筛分、一二级旋流分离，实现盾构循环泥浆中砂、泥浆的良好分离；并采用脱水筛高频振动脱水，实现对外弃渣含水率≤25%，适合自卸汽车直接运输而不漏浆。

其中，泥水分离部分包括：依次设置的粗选设备、一级分离设备、二级分离设备。

粗选设备包括：依次设置的黏土块-浆液分离机、粗筛。

对于工程区间存在的粉质黏土，传统的粘土处理工艺，渣土含水率非常高，不利于运输，极易造成环境污染。粘土块-浆液分离机对于粘土地层的泥水分离具有显著的效果，其不存在堵塞网孔的情况，单机处理量大，结构设计简单，运行维修成本低；出渣含水率≤25%，可直接运输。

震动筛选机作为粗筛，将浆液中大于2mm的颗粒筛选出；渣土含水率≤25%，可直接运输。

一级分离设备包括：依次设置的一级旋流器、一级脱水筛。

经粗筛后剩余的浆液，以泵送方式送入一级旋流器构成的砂泥分离机，将浆液中2mm～0.074mm颗粒粹取出。

并以上倾式震动脱水筛作为一级脱水筛，将颗粒脱水至含水率18～20%左右。

可以理解的是，脱水后存入储存槽。

二级分离设备包括：依次设置的二级旋流器、二级脱水筛。

经一级旋流器粹取后的浆液，再以泵送方式送入由二级旋流器构成的超细颗粒回收机构，将泥浆中之0.074mm～0.020mm颗粒粹取出。

并以超高频震动脱水筛作为二级脱水筛，将颗粒脱水至含水率为22～25%左右。

可以理解的是，脱水后存入储存槽。

对于压滤部分，采用压滤设备处理多余的废浆，并将废液重复利用。

其中，压滤部分包括：压滤机、搅拌桶。

搅拌桶的入口端连通至制调浆系统的浓缩池，搅拌桶内设置有搅拌装置，搅拌桶的出口端通过隔膜泵连通至压滤机，压滤机接入滤液池。

压滤机的过滤部分，由整齐排列在主梁上的隔膜滤板、厢式滤板，以及夹设在隔膜滤板、厢式滤板之间的滤布组成。

过滤开始时，废浆在泵的推动下，经止推板和压紧板的进料口进入各滤室内，借助进料泵产生的压力进行固液分离，滤液由排液口排出。

在一具体的项目实施中，经过测算，得到以下数据。

入料比重1.1~1.25g/cm³时，压滤系统每小时平均处理量泥浆31.5m³，滤饼含水率约30%。每小时平均产出干渣7.2m³；滤液固含率小于2g/l，可以直接外排或循环使用。压滤设备每分钟能生产约0.1m³干渣，生产1m³干渣土约需要10min。

入料比重1.22~1.36g/cm³时，压滤系统每小时平均处理泥浆约44m³，滤饼含水率约30%。每小时平均产出干渣约9m³；处理效果比泥浆比重低于1.2g/cm³时要好。

对于制调浆部分，采用制调浆设备泥水循环组件，实现盾构环流系统的流量平衡、物质平衡及环流泥浆调节与快速补偿。

制调浆部分包括制浆系统、调浆系统。

制浆系统由新浆制备池、新浆贮备池、化学药剂贮备池组成。

新浆制备池设置有自动制浆组件，新浆制备池连通至新浆贮备池；化学药剂贮备池设置有化学药剂制备组件，并连通至新浆制备池、新浆贮备池。

调浆系统由浓缩池、调整池、清水池、滤液池组成。

浓缩池的入口端连通至泥水分离组件，浓缩池的出口端连通至调整池，新浆贮备池连通至调整池。

滤液池的入口端连通至压滤组件，滤液池的出口端连通至清水池、调整池。

清水池连通至调整池、新浆制备池、新浆贮备池、化学药剂贮备池。

泥水处理系统设于地面，还包括：

综合管理部分：采用PLC集中控制室远程控制模式，实现地面泥水系统的远程集中控制及实时监控。

同时，对设备设置防噪音处理，具体包括。

（1）设备内部防噪音处理。

泥水处理系统主要由旋流器、振动电机及筛网、泵、配电柜等部件组成。以上设备在运行时产生噪音，采用加润滑油脂等对设备进行保护和降噪。

（2）设备外部防噪音单元。

设备外部防噪音单元采用钢筋混凝土结构，或钢构板房。经过成本分析及实用性调研，以包工包料的形式，让专业的队伍进场搭设，保证施工质量，并能有效的降噪。

其中，钢构板房包括檩条和岩棉板、骨架，设备模块化设计，自带外围框架，可直接在设备外加檩条和隔音板。

在本系统的使用中，包括以下步骤，排浆、分离、回收、调浆、进浆。

S1，排浆：刀盘切削下来的土砂与泥水舱中的泥水混合而成的泥浆，通过泥水循环部分的排浆泵、排浆管道，送往地面的泥水处理系统，进行分离。

S2，分离：在泥水处理系统，将大颗粒进行分离，达标泥浆回到浓缩池；并，将浓缩池底流进行压滤处理。

S3，回收：分离、压滤后的渣土、砂子，通过试验配合比进行盾构同步注浆再生利用；压滤后的清水，沉淀、再次循环利用；确保渣土再生利用最大、保证经济效益。

S4，调浆：在泥浆站新浆池调制新鲜浆液，输送到泥浆调整池。

S5，进浆：调整浆通过进浆泵、进浆管道输送至盾构泥水舱。

其中，在步骤S2中：

粘土块-浆液分离机的出渣含水率≤25%，可直接运输；

粗筛将浆液中大于2mm的颗粒筛选出；渣土含水率≤25%，可直接运输；

经粗筛后剩余的浆液，以泵送方式送入一级旋流器构成的砂泥分离机，将浆液中2mm～0.074mm颗粒粹取出；

并以上倾式震动脱水筛作为一级脱水筛，将颗粒脱水至含水率18～20%左右；

经一级旋流器粹取后的浆液，再以泵送方式送入由二级旋流器构成的超细颗粒回收机构，将泥浆中之0.074mm～0.020mm颗粒粹取出；

并以超高频震动脱水筛作为二级脱水筛，将颗粒脱水至含水率为22～25%左右。

在步骤S2中，还包括改良提高压滤工效。

通过对弃浆池中添加生石灰、阳离子聚丙烯酰胺，使废弃泥浆受到极大的絮凝效果，从而减少压滤时间。

其中，生石灰的含钙量达到>80%,颗粒粒径<200目。

经测试，每次压滤时间可减少10-20min，显著提升压滤处理能力，减少压滤设备投入。

在步骤S3中：

对步骤S2得到的不同粒径粗砂、中砂、细砂，分别传送堆场存放；对砂石送检，满足要求后可用于拌合站同步注浆和附近建筑物混凝土浇筑使用，另外不同粒径范围内的砂石可用于建筑行业，实现固体废物资源化利用的效果。

其中：

通过对分离的砂子进行二次筛分、清洗，检测合格后可用于同步注浆原材及混凝土拌合站使用；通过对分离的石子进行二次筛分、清洗，取样、检测后用于混凝土拌合使用，不同粒径范围内的卵石可用于临建施工，实现二次分离再生利用。

为保证材料的可用性以及其性能，将振动筛筛分的砂子进行壁后注浆的试验。

壁后注浆材料主要为水泥、粉煤灰、粉细砂、膨润土（黏土）、水、添加剂（减水剂）；利用泥水分离后的粉细砂作为浆液的细骨料。

1）试验仪器：

测试仪器包括相对密度仪、砂浆稠度仪、量筒、砂浆凝结时间测定仪、无侧限抗压强度测定仪。

通常情况下，浆液的性能应满足如下要求：

①浆液流动性好，易泵送；6小时内可泵性良好，即砂浆均匀稳定、流动度处于200mm～250mm之间；8小时仍具有可泵性，流动度约为190mm；

②浆液稳定性好，不离析，不易受地下水稀释；泌水率不大于3%；

③浆液注入空隙后尽快固结硬化，其早期强度应约等于原状土，7d强度>0.3MPa；

④凝结时间为6～12h；

⑤浆液应具有适当的稠度，不易被地下水稀释，在10.5到12之间。

最重要的是充填性、流动性及不向盾尾以外的区域流失等特性，满足这些特性是实现壁后注浆目的的关键。

2）试验方案：

为了方便试验开展和突出重点，在现有盾构施工所采用的壁后注浆的基础上，制定定壁后注浆配方如下表所示，测定浆液的凝结时间、流动性、强度。

浆液配合比如表所示。

P.O42.5水泥(kg)	Ⅰ膨润土(kg)	Ⅱ粉煤灰(kg)	砂(kg)	水(kg)	外加剂
						140	65	350	360	500	按需要根据试验加入

表1-原同步注浆材料配比表

P.O42.5水泥(kg)	Ⅰ膨润土(kg)	Ⅱ粉煤灰(kg)	砂(kg)	水(kg)	泥浆（kg）
						160	0	280	360	0	1000

表2-调整后同步注浆材料配比表

3）试验结果：

随着土砂比含量增加，浆液中砂含量不断降低，相应地其它材料含量也在不断降低，故其密度相应降低，密度维持在2.025～1.85g/cm³之间，基本满足盾构施工对浆液的填充性要求。

通过测定不同浆液的配合比，浆液的流动性、凝结时间、以及强度均满足要求。配制的壁后注浆浆液的配方效果较好，满足盾构对壁后注浆浆液的施工要求，说明盾构施工中的弃砂完全可用于壁后注浆浆。

在步骤S3中，还包括：

（1）泥浆再生利用。

经泥水分离部分处理后的泥浆，经现场检测黏度、比重、含砂率、合格后，进入浓缩池重新使用。

在调整池内按比例加入一定量的粘土、CMC、清水进行混合，制成适合地层特征的新泥浆；由泥浆泵泵入盾构泥水室内，多余泥浆储存在调整池内。

调整池内泥浆不足时，可直接开动自动制浆组件制备泥浆，制浆材料以膨润土为主，辅之于CMC、纯碱等其他材料；经过充分搅拌后，经24h膨化后进入新浆贮备池。

浓缩池内处理后的泥浆以膨润土为主，同步注浆采用的浆液材料主要有粉煤灰、砂子和膨润土等，废弃泥浆含大量的膨润土，通过引用浓缩池中的浆液拌制砂浆，可减少膨润土和粉煤灰的用量；同时，对砂浆做配合比试验，通过现场试验优化同步注浆配合比，初凝时间、固结强度和浆液稳定性均满足要求。

在滤液池接入管子引到砂浆拌和站，作为同步注浆的水源。

可减少废弃泥浆外运的次数，有效将泥水再生利用，极大的节约成本。

（2）用于土压盾构机渣土改良。

经泥水分离部分处理后的泥浆，可利用于土压盾构机渣土改良；通过现场实际使用，可有效降低刀盘扭矩、减小刀盘刀具磨损，提高盾构掘进施工工效。

在步骤S4中，还包括泥浆质量控制，对进出浆比重、黏度检测，实时进行泥浆配比调整。

在泥水的循环利用过程中，泥水性能管理主要就是对泥浆质量的控制；泥浆质量控制包括四大要素：最大颗粒粒径、泥浆比重、泥浆黏度、含砂率。

在掘进中，监视进浆压力与开挖面压力，进出浆密度、黏度，偏差流量，开挖方量。泥浆处理后处于正常状态，掘进开始进行工作；在监视中出现异常时，触发旁通运行，对进出浆密度、黏度检测，并进行泥浆配比调整；调整至正常后，继续供给掘进。

本发明，用于高水头、大流量、渗透系数大、地质条件复杂的泥水盾构渣土顺利排出、保持开挖面泥水仓压稳定、泥浆再生利用中，创新性地将泥水分离组件筛分出的渣土、泥浆进行二次分离再生利用。

本发明，将分离出的砂子，经筛分清洗后用于隧道同步注浆原材料；卵石，经筛分清洗后用于现场临建；废弃泥浆二次调整后，用于同步注浆原材及土压盾构渣土改良；有效减少资源浪费，合理节约施工成本；为响应国家2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和做出了应有贡献。

本发明，通过泥水分离及再生利用技术研究，在新浆制备池调制新鲜浆液，输送到调整池，调整浆通过进浆泵与进浆管道输送至盾构泥水舱；盾构刀盘切削下来的土砂与泥水舱中的泥水混合而成的泥浆，通过排浆泵与排浆管道送往地面的泥水处理系统进行分离；在分离设备中，浆液经粗筛、一级处理、二级处理将大的颗粒进行分离，并将浓缩池底流进行压滤处理，渣土分离后清水沉淀再次循环利用；将压滤完的渣土、砂子，通过试验配合比进行盾构同步注浆再生利用，确保渣土再生利用最大保证经济效益。

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揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统，其特征在于，包括：

泥水处理系统：进行泥水分离、回收、制调浆、压滤；

泥水循环组件：连通泥水处理系统与盾构泥水舱，对新、旧浆进行输送，由送排浆泵、送排浆管组成；

所述泥水处理系统包括：

泥水分离组件：对盾构排出的泥浆进行砂、泥浆分离，对外弃渣脱水，以适合自卸汽车直接运输而不漏浆；

制调浆组件：对泥水分离组件、压滤组件产生的可回收砂、石、液进行利用，采用制调浆设备调配出合适的泥浆，并通过泥水循环组件输送至盾构，实现盾构环流的流量平衡、物质平衡、环流泥浆调节与快速补偿；

压滤组件：对泥水分离组件产生的废浆进行处理，压滤泥饼，并将废液重复利用。

2.根据权利要求1所述的用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统，其特征在于，所述泥水分离组件采用预筛分、一二级旋流分离，实现盾构循环泥浆中砂、泥浆的良好分离；采用脱水筛高频振动脱水，实现对外弃渣含水率≤25%，适合自卸汽车直接运输而不漏浆；

所述泥水分离部分包括：依次设置的粗选设备、一级分离设备、二级分离设备；

所述粗选设备包括：依次设置的黏土块-浆液分离机、粗筛；

所述一级分离设备包括：依次设置的一级旋流器、一级脱水筛；

所述二级分离设备包括：依次设置的二级旋流器、二级脱水筛。

3.根据权利要求2所述的用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统，其特征在于，所述制调浆部分包括制浆系统、调浆系统；

所述制浆系统由新浆制备池、新浆贮备池、化学药剂贮备池组成；

所述新浆制备池设置有自动制浆组件，所述新浆制备池连通至新浆贮备池；所述化学药剂贮备池设置有化学药剂制备组件，并连通至新浆制备池、新浆贮备池；

所述调浆系统由浓缩池、调整池、清水池、滤液池组成；

所述浓缩池的入口端连通至泥水分离组件，所述浓缩池的出口端连通至调整池，所述新浆贮备池连通至调整池；

所述滤液池的入口端连通至压滤组件，所述滤液池的出口端连通至清水池、调整池；

所述清水池连通至调整池、新浆制备池、新浆贮备池、化学药剂贮备池。

4.根据权利要求3所述的用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统，其特征在于，所述压滤部分采用压滤设备处理多余的废浆，并将废液重复利用；

所述压滤部分包括：压滤机、搅拌桶；

所述搅拌桶的入口端连通至制调浆系统的浓缩池，所述搅拌桶内设置有搅拌装置，所述搅拌桶的出口端通过隔膜泵连通至压滤机，所述压滤机接入滤液池。

5.根据权利要求1所述的用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统，其特征在于，所述泥水处理系统设于地面，还包括：

综合管理部分：采用PLC集中控制室远程控制，实现泥水处理系统的远程集中控制、实时监控。

6.根据权利要求2所述的用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统，其特征在于，包括以下使用步骤：

S1，排浆：刀盘切削下来的土砂与泥水舱中的泥水混合而成的泥浆，通过泥水循环部分的排浆泵、排浆管道，送往地面的泥水处理系统，进行分离；

S2，分离：在泥水处理系统，将大颗粒进行分离，达标泥浆回到浓缩池；并，将浓缩池底流进行压滤处理；

S3，回收：分离、压滤后的渣土、砂子，通过试验配合比进行盾构同步注浆再生利用；压滤后的清水，沉淀、再次循环利用；确保渣土再生利用最大、保证经济效益；

S4，调浆：在制调浆部分的新浆制备池调制新鲜浆液，输送到调整池；

S5，进浆：调整浆通过进浆泵、进浆管道输送至盾构泥水舱。

7.根据权利要求6所述的用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统，其特征在于，在步骤S2中：

粘土块-浆液分离机的出渣含水率≤25%，可直接运输；

粗筛将浆液中大于2mm的颗粒筛选出，渣土含水率≤25%，可直接运输；

经粗筛后剩余的浆液，以泵送方式送入一级旋流器构成的砂泥分离机，将浆液中2mm～0.074mm颗粒粹取出；

并以上倾式震动脱水筛作为一级脱水筛，将颗粒脱水至含水率18～20%左右；

经一级旋流器粹取后的浆液，再以泵送方式送入由二级旋流器构成的超细颗粒回收机构，将泥浆中之0.074mm～0.020mm颗粒粹取出；

并以超高频震动脱水筛作为二级脱水筛，将颗粒脱水至含水率为22～25%左右。

8.根据权利要求6所述的用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统，其特征在于，在步骤S2中，包括改良提高压滤工效；

弃浆池中添加生石灰、阳离子聚丙烯酰胺，使废弃泥浆受到极大的絮凝效果，从而减少压滤时间；

其中，生石灰的含钙量达到>80%,颗粒粒径<200目。

9.根据权利要求6所述的用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统，其特征在于，在步骤S3中：

通过对分离的砂子进行二次筛分、清洗，检测合格后可用于同步注浆原材及混凝土拌合站使用；

通过对分离的石子进行二次筛分、清洗，取样、检测后用于混凝土拌合使用，不同粒径范围内的卵石可用于临建施工，实现二次分离再生利用。

10.根据权利要求9所述的用于泥水盾构的泥水分离再生利用系统，其特征在于，在步骤S3中，还包括：

（1）泥浆再生利用：

经泥水分离部分处理后的泥浆，经现场检测黏度、比重、含砂率、合格后，进入浓缩池重新使用；

（2）用于土压盾构机渣土改良：

经泥水分离部分处理后的泥浆，可利用于相邻区间土压盾构机渣土改良；通过现场实际使用，可有效降低刀盘扭矩、减小刀盘刀具磨损，提高盾构掘进施工工效。

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