CN114477700A - 针对复杂地理环境下泥水盾构泥浆的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供针对复杂地理环境下泥水盾构泥浆的处理方法，根据第一在线粘度计、第一自动阀和第二自动阀的切换，盾构环流向泥水分离系统输送泥渣，排出泥团；根据第一在线密度计、第二在线密度计、筛底流量检测计和第二流量传感器，调节一级旋流装置和二级旋流装置输送泥浆的流量；通过第四自动阀，切换固化设备和脱水筛；根据第二在线粘度计和第三在线密度计，调制新的泥浆输送给盾构环流；通过第四在线密度计，调节离心机工作模式。根据多个流量传感器、粘度传感器和在线密度计所反馈的数据，配合多个调节阀调节使用，根据不同的地质条件采用不同的处理方案，从而提高整个系统的处理效率。优选的方案中，还能够降低系统的整体能耗用。
Description
技术领域
本发明涉及盾构泥浆处理领域，特别是针对复杂地理环境下泥水盾构泥浆处理系统及使用方法。
背景技术
在盾构工程中，施工时会产生大量的污浆，需要进行分离处理，中国专利文献CN207002551U记载了一种盾构工程施工的泥浆处理系统，CN112250274A记载了一种将盾构废浆进行固液分离的泥浆处理系统及其方法，采用预筛~一级旋流分离~二级旋流分离~脱水筛的处理路线。在砂卵石地层时，该方案的处理效率较高。但是，隧道盾构工程中，经常会碰到复杂地理环境，例如地下掘进断面上的复合地层，既有淤泥质粉质粘土，同时还含有粉细砂、中粗砂或风化岩等地质状况。在圆砾土层，上述的方案处理效率较低，导致整个系统能耗较高。而在黏土、淤泥等细微颗粒较多的地层，筛分效率大大降低，脱水筛透筛量大，导致整个泥浆分离站分离效率低下,废浆量增大，废浆处理能力无法匹配盾构机推进的速度而导致停机，进而影响工程进度。
中国专利文献CN110454179A记载了用于泥水平衡式盾构机的泥浆处理装置、泥浆处理方法，包括碎石机构，所述碎石机构具有竖立设置的管道式碎石通道，在所述碎石机构工作过程中所述管道式碎石通道的出料口≤设定最大单块体出料粒径。一种泥浆处理方法，包括：在泥浆进入盾构机的排浆泵之前，使泥浆通过碎石机构，所述碎石机构具有管道式碎石通道，在所述碎石机构工作时所述管道式碎石通道的出料口≤设定最大单块体出料粒径。通过设置管道式碎石通道，且在所述碎石机构工作过程中所述管道式碎石通道的出料口≤设定最大单块体出料粒径，这就避免了超出设定最大单块体出料粒径的碎石的漏处理的可能。但是该方案存在效率较低，导致整个系统能耗较高。而在黏土、淤泥等细微颗粒较多的地层，筛分效率大大降低，脱水筛透筛量大，导致整个泥浆分离站分离效率低下,废浆量增大，废浆处理能力无法匹配盾构机推进的速度而导致停机，进而影响工程进度。使用具有局限性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供种针对复杂地理环境下泥水盾构泥浆处理系统及使用方法，能够根据设备上的多个流量传感器、粘度传感器、和在线密度计所反馈的数据，配合多个调节阀调节使用，根据不同的地质条件采用不同的处理方案，从而提高整个系统的处理效率。优选的方案中，还能够降低系统的整体能耗。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：针对复杂地理环境下泥水盾构泥浆处理方法，包括S1、根据第一在线粘度计反馈的数据，通过第一自动阀和第二自动阀的切换，盾构环流向泥水分离系统输送泥渣，排出泥团；
S2、泥水分离系统排除泥团后的泥浆，根据第一在线密度计、第二在线密度计、筛底流量检测计和第二流量传感器反馈的数据，调节一级旋流装置和二级旋流装置输送泥浆的流量；
S3、通过启闭第四自动阀，以切换固化设备和脱水筛排出细颗粒泥团和渣土；
S4、泥水分离系统排出泥渣后泥浆送入制调浆系统，根据第二在线粘度计和第三在线密度计的数据，向循环池内补充CMC、清水或新浆，调制新的泥浆输送给盾构环流；
S5、制调浆系统把弃浆输送到废浆处理系统，通过第四在线密度计反馈的数据，离心机调节工作模式，将弃浆固液分离，并将清水返回制调浆系统，泥渣排出；
S6、循环池将制好的泥浆输送到盾构环流，称重皮带对泥水分离系统和废浆处理系统中排出的泥渣称重。
优选方案中，泥水分离系统与制调浆系统连接，制调浆系统与废浆处理系统连接；
泥水分离系统用于将泥浆中的水渣分离，并排出渣土；
制调浆系统用于调制新的泥浆，并与回收分离后的泥浆一起用于循环利用；
废浆处理系统用于将超过泥浆指标的废弃泥浆进行固液分离，并将清水返回制调浆系统，泥渣排出。
优选方案中，S1中根据第一在线粘度计反馈的数据，切换第一自动阀和第二自动阀的方法是：
A1：当第一在线粘度计检测的数据显示泥浆粘度较低高，开启第一自动阀，关闭第二自动阀，以使盾构环流将泥渣输送到大泥团处理装置，大泥团处理装置将泥渣输送预筛，大泥团处理装置排出最大颗粒泥图，预筛排出大颗粒泥团；
A2：当第一在线粘度计检测的数据显示泥浆粘度较低时，关闭第一自动阀，开启第二自动阀，以使盾构环流将泥渣输送到预筛，预筛排出大颗粒泥团；
泥水分离系统一侧设有泥水分离系统，泥水分离系统的入口设有第一在线粘度计，第一在线粘度计与大泥团处理装置之间设有第一自动阀，第一在线粘度计与预筛之间设有第二自动阀，大泥团处理装置与预筛连接。
优选方案中，S2中根据第一在线密度计、第二在线密度计、筛底流量检测计和第二流量传感器反馈的数据，调节一级旋流装置和二级旋流装置输送泥浆的流量的方法是：
B1：根据第二在线密度计和脱水筛的筛底流量检测计的检测参数，切换固化设备或脱水筛，当浓度较低且透筛底流量大时，开启第四自动阀，以使浓度较低且透筛底流量大的泥浆进入到固化设备与固化剂混合后固化排出；
B2：根据第一在线密度计测得的底流密度，一级旋流装置调节一级旋流装置的底流密度；
B3：根据第二在线密度计测得的底流密度，二级旋流装置调节二级旋流装置的底流密度；
预筛与一级旋流装置连通，一级旋流装置与二级旋流装置连通，二级旋流装置的底流出口通过管路阀门切换与固化设备或脱水筛连接, 一级旋流装置与二级旋流装置分别与制调浆系统的循环池连接。
优选方案中，在一级旋流装置的底流出口设有第一在线密度计，第一在线密度计测得的底流密度，一级旋流装置的一级旋流底流管径调节装置自动调节通流截面，一级负压调节装置自动调节负压大小，以调节一级旋流装置的底流密度；
在二级旋流装置的底流出口设有第二在线密度计，第二在线密度计测得的底流密度，二级旋流装置的二级旋流底流管径调节装置自动调节通流截面，二级负压调节装置自动调节负压大小，以调节二级旋流装置的底流密度。
优选方案中，S4中根据第二在线粘度计和第三在线密度计的数据，向循环池内补充CMC、清水或新浆，调制新的泥浆输送给盾构环流的方法是：
C1：当第三在线密度计比重超过设定上线阀值时，启动清水泵向循环池加入清水，直到达到第三在线密度计设定阈值；
C2：当第三在线密度计比重小于设定上线阀值时，启动补浆泵往调浆池加入制浆池的配制泥浆，即膨润土新浆，直到达到第三在线密度计设定阀值；
C3：当第二在线粘度计测得粘度小于上线阀值，启动CMC加入装置往循环池加入CMC，以调节泥浆粘度；
制调浆系统包括循环池，循环池分别与制浆池与CMC加入装置连通。
优选方案中，S5中通过第四在线密度计反馈的数据，离心机调节工作模式，将弃浆固液分离，并将清水返回制调浆系统，泥渣排出是：
D1：当第三在线密度计比重超过上线阀值时，通过管路切换与离心机连接，由离心机在线将高比重泥浆离分离成低比重泥浆，并回输至循环池，直至达到第三在线密度计阀值；
D2：当第四在线密度计比重大于上限阀值时，絮凝剂加药泵停止工作，离心机启动在线降比重模式工作，将高比重泥浆离心后形成低比泥浆，即在线工作模式；
D3：当第四在线密度计比重小于上限阀值时，驱动絮凝剂加药泵，离心机将低比重泥浆进行固液分离，产生渣料和清水，即离线工作模式；
循环池上设有三在线密度计，废浆处理系统包括废浆池，废浆池分别与压滤机303和离心机连通，离心机与废浆池之间设有第四在线密度计。
优选方案中，S5、制调浆系统把弃浆输送到废浆处理系统判断标准是：
当循环池上的液位计达到阈值时，循环池向废浆池输送弃浆；
循环池上设有液位计。
优选方案中，S5中离心机调节工作模式，将弃浆固液分离，并将清水返回制调浆系统的方法是：离心机和废浆池通过与清水池连通，离心机和废浆池分别清水输送到清水池内，清水池把清水输送到循环池。
本发明提供了一种针对复杂地理环境下泥水盾构泥浆处理系统，通过采用上述的方案，能够根据设备上的多个流量传感器、粘度传感器、和在线密度计所反馈的数据，配合多个调节阀调节使用，根据不同的地质条件采用不同的处理方案，能够根据复杂地理环境下的不同地质状况，有针对性的切换不同的工作模式，优选的方案中，还能够降低系统的整体能耗。从而提高系统的处理效率，降低系统的能耗，充分利用资源，适合推广使用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明大泥团处理装置的结构示意图；
图中：泥水分离系统1，大泥团处理装置101，大泥团筛框1011，刮板装置1012，预筛102，一级旋流装置103，一级旋流底流管径调节装置1031，一级负压调节装置1032，二级旋流装置104，固化设备105，脱水筛106，第一自动阀107，第二自动阀108，旁通管109，一级溢流阀110，二级溢流阀111，一级旋流供浆泵112，储浆槽113，底流混合阀114，第四自动阀115，溢流槽116，制调浆系统2，循环池201，制浆池202，制浆机203，清水池204，CMC加入装置205，废浆处理系统3，离心机301，废浆池302，压滤机303，絮凝剂添加装置304，第一在线粘度计4，称重皮带5，第一流量传感器6，第一在线密度计7，第二在线密度计8，筛底流量传感器9，液位计10，第二在线粘度计11，第三在线密度计12，第四在线密度计13；盾构环流14。
具体实施方式
实施例1：
如图1~3中，一种针对复杂地理环境下泥水盾构泥浆处理方法，包括以下步骤：S1、根据第一在线粘度计4反馈的数据，通过第一自动阀107和第二自动阀108的切换，盾构环流14向泥水分离系统1输送泥渣，排出泥团；
S2、泥水分离系统1排除泥团后的泥浆，根据第一在线密度计7、第二在线密度计8、筛底流量检测计15和第二流量传感器9反馈的数据，调节一级旋流装置103和二级旋流装置104输送泥浆的流量；
S3、通过启闭第四自动阀116，以切换固化设备105和脱水筛106排出细颗粒泥团和渣土；
S4、泥水分离系统1排出泥渣后泥浆送入制调浆系统2，根据第二在线粘度计11和第三在线密度计12的数据，向循环池201内补充CMC、清水或新浆，调制新的泥浆输送给盾构环流14；
S5、制调浆系统2把弃浆输送到废浆处理系统3，通过第四在线密度计13反馈的数据，离心机301调节工作模式，将弃浆固液分离，并将清水返回制调浆系统2，泥渣排出；
S6、循环池201将制好的泥浆输送到盾构环流14，称重皮带5对泥水分离系统1和废浆处理系统3中排出的泥渣称重。
优选方案中，泥水分离系统1与制调浆系统2连接，制调浆系统2与废浆处理系统3连接；
泥水分离系统1用于将泥浆中的水渣分离，并排出渣土；
制调浆系统2用于调制新的泥浆，并与回收分离后的泥浆一起用于循环利用；
废浆处理系统3用于将超过泥浆指标的废弃泥浆进行固液分离，并将清水返回制调浆系统2，泥渣排出。
优选方案中，S1中根据第一在线粘度计4反馈的数据，切换第一自动阀107和第二自动阀108的方法是：
A1：当第一在线粘度计4检测的数据显示泥浆粘度较低高，开启第一自动阀107，关闭第二自动阀108，以使盾构环流14将泥渣输送到大泥团处理装置101，大泥团处理装置101将泥渣输送预筛102，大泥团处理装置101排出最大颗粒泥图，预筛102排出大颗粒泥团；
A2：当第一在线粘度计4检测的数据显示泥浆粘度较低时，关闭第一自动阀107，开启第二自动阀108，以使盾构环流14将泥渣输送到预筛102，预筛102排出大颗粒泥团；
泥水分离系统1一侧设有泥水分离系统1，泥水分离系统1的入口设有第一在线粘度计4，第一在线粘度计4与大泥团处理装置101之间设有第一自动阀107，第一在线粘度计4与预筛102之间设有第二自动阀108，大泥团处理装置101与预筛102连接。
优选方案中，S2中根据第一在线密度计7、第二在线密度计8、筛底流量检测计15和第二流量传感器9反馈的数据，调节一级旋流装置103和二级旋流装置104输送泥浆的流量的方法是：
B1：根据第二在线密度计8和脱水筛的筛底流量检测计15的检测参数，切换固化设备105或脱水筛106，当浓度较低且透筛底流量大时，开启第四自动阀116，以使浓度较低且透筛底流量大的泥浆进入到固化设备105与固化剂混合后固化排出；
B2：根据第一在线密度计7测得的底流密度，一级旋流装置103调节一级旋流装置103的底流密度；
B3：根据第二在线密度计8测得的底流密度，二级旋流装置104调节二级旋流装置104的底流密度；
预筛102与一级旋流装置103连通，一级旋流装置103与二级旋流装置104连通，二级旋流装置104的底流出口通过管路阀门切换与固化设备105或脱水筛106连接, 一级旋流装置103与二级旋流装置104分别与制调浆系统2的循环池201连接。
优选方案中，在一级旋流装置103的底流出口设有第一在线密度计7，第一在线密度计7测得的底流密度，一级旋流装置103的一级旋流底流管径调节装置1031自动调节通流截面，一级负压调节装置1032自动调节负压大小，以调节一级旋流装置103的底流密度；
在二级旋流装置104的底流出口设有第二在线密度计8，第二在线密度计8测得的底流密度，二级旋流装置104的二级旋流底流管径调节装置1041自动调节通流截面，二级负压调节装置1042自动调节负压大小，以调节二级旋流装置104的底流密度。
优选方案中，S4中根据第二在线粘度计11和第三在线密度计12的数据，向循环池201内补充CMC、清水或新浆，调制新的泥浆输送给盾构环流14的方法是：
C1：当第三在线密度计12比重超过设定上线阀值时，启动清水泵向循环池201加入清水，直到达到第三在线密度计12设定阈值；
C2：当第三在线密度计12比重小于设定上线阀值时，启动补浆泵往调浆池加入制浆池202的配制泥浆，即膨润土新浆，直到达到第三在线密度计12设定阀值；
C3：当第二在线粘度计11测得粘度小于上线阀值，启动CMC加入装置205往循环池201加入CMC，以调节泥浆粘度；
制调浆系统2包括循环池201，循环池201分别与制浆池202与CMC加入装置205连通。
优选方案中，S5中通过第四在线密度计13反馈的数据，离心机301调节工作模式，将弃浆固液分离，并将清水返回制调浆系统2，泥渣排出是：
D1：当第三在线密度计12比重超过上线阀值时，通过管路切换与离心机301连接，由离心机301在线将高比重泥浆离分离成低比重泥浆，并回输至循环池201，直至达到第三在线密度计12阀值；
D2：当第四在线密度计13比重大于上限阀值时，絮凝剂加药泵停止工作，离心机启动在线降比重模式工作，将高比重泥浆离心后形成低比泥浆，即在线工作模式；
D3：当第四在线密度计13比重小于上限阀值时，驱动絮凝剂加药泵，离心机301将低比重泥浆进行固液分离，产生渣料和清水，即离线工作模式；
循环池201上设有三在线密度计12，废浆处理系统3包括废浆池302，废浆池302分别与压滤机303和离心机301连通，离心机301与废浆池302之间设有第四在线密度计13。
优选方案中，S5、制调浆系统2把弃浆输送到废浆处理系统3判断标准是：
当循环池201上的液位计10达到阈值时，循环池201向废浆池302输送弃浆；
循环池201上设有液位计10。
优选方案中，S5中离心机301调节工作模式，将弃浆固液分离，并将清水返回制调浆系统2的方法是：离心机301和废浆池302通过与清水池204连通，离心机301和废浆池302分别清水输送到清水池204内，清水池204把清水输送到循环池201。
实施例2：
如图1、2中，泥水分离系统1、制调浆系统2和废浆处理系统3；
泥水分离系统1与制调浆系统2连接，制调浆系统2与废浆处理系统3连接；
泥水分离系统1用于将泥浆中的水渣分离，并排出渣土；
制调浆系统2用于调制新的泥浆，并与回收分离后的泥浆一起用于循环利用；
废浆处理系统3用于将废弃泥浆中的水分进一步分离，并将清水返回制调浆系统2，泥渣排出。由此结构，能够将盾构环流14排出的泥浆进行分离处理，并回收部分泥浆和清水，用于生产，而分离的渣土则能够以固体的方式进行运输。
优选的方案如图1~3中，在泥水分离系统1的入口设有第一在线粘度计4，根据第一在线粘度计4反馈的数据，将泥渣分别输送至大泥团处理装置101或预筛102，大泥团处理装置101的栅格尺寸大于预筛102的栅格尺寸。在勘测完成后，将隧道的纵断面图预设在泥浆控制系统中，根据不同进深所对应的地质状况，当位于粘度较高的地质状况下，即循环管路中出现超过50mm的泥团且泥浆的漏斗粘度超过25s时，通过第一自动阀107和第二自动阀108的切换，使大泥团处理装置101进行工作，同时自动启动筛面冲洗装置，优选的，大泥团处理装置101与预筛102连接，从而提高预筛102的处理效率，大幅提高泥水处理设备对地层的适配能力。而当粘度较低，循环管路中颗粒小于50mm且泥浆的漏斗粘度小于25s时，通过第一自动阀107和第二自动阀108的切换直接进预筛102处理。优选的方案如图3中，在大泥团处理装置101的大泥团筛框1011的筛面设有往复运动的刮板装置1012。颗粒粒径大于50mm的泥团从大泥团处理装置101排出作为弃渣。优选的，如图3中，大泥团筛框1011的格栅横截面采用倒梯形，顶部较宽、底部较窄，格栅横截面朝向运动方向的一侧为斜面，另一侧为竖直面。由此结构，配合筛面冲洗装置，能够避免筛面堵塞。刮板装置1012为沿着主动轮和从动轮旋转的链条，链条上设有多个刮板，刮板的根部向着运动方向倾斜，以提高过筛效率。颗粒粒径在3~50mm的大颗粒或泥团从预筛102排出作为弃渣。
优选的方案如图1、2中，在泥水分离系统1中，预筛102与一级旋流装置103连接，或者预筛102与一级旋流装置103和二级旋流装置104同时连接，一级旋流装置103和二级旋流装置104的溢流出口与制调浆系统2的循环池201连接；
二级旋流装置104的底流出口通过管路切换与固化设备105或脱水筛106连接，或者一级旋流装置103和二级旋流装置104的底流出口通过管路切换与固化设备105或脱水筛106连接；
固化设备105或脱水筛106排出渣土。
在二级旋流装置104的底流出口设有第二在线密度计8，在脱水筛106的筛底设有筛底流量检测计15，根据第二在线密度计8和脱水筛的筛底流量检测计15的检测参数，切换固化设备105或脱水筛106，其中浓度较低且透筛底流量大的泥浆进入到固化设备105与固化剂混合后固化排出。脱水筛106脱水后进入储浆槽113。二级旋流装置104的分离后泥浆送入循环池201。透筛底流量大导致泥浆集中在储浆槽113内，而旋流装置的处理能力不足，从而影响整个系统的处理效率，通过将部分泥浆固化排出的方式，使整个系统处于最佳工作负载状态下，从而确保整个泥浆处理系统的效率。
优选的方案如图2中，在一级旋流装置103的底流出口设有第一在线密度计7，例如俄罗斯伊科菲斯品牌Na22环保豁免型放射性密度计，通过一级旋流装置103的一级旋流底流管径调节装置1031和一级负压调节装置1032实现一级旋流装置103通流截面的在线调节进而调节底流浓度；
在二级旋流装置104的底流出口设有第二在线密度计8，通过二级旋流装置104的二级旋流底流管径调节装置1041和二级负压调节装置1042实现二级旋流装置104通流截面的在线调节进而调节底流浓度，以避免脱水筛106出料溢出。
优选的，方案如图1、2中，预筛102通过第一流量传感器6与一级旋流装置103连接，通过第一流量传感器6反馈的数据，控制一级旋流装置103的进浆量和自动启闭一级旋流装置103的进浆口阀门，在预筛102与一级旋流供浆泵103之间设有储浆槽113，第一流量传感器6设置在一级旋流供浆泵112出口之后。
优选的方案如图1中，一级旋流装置103和二级旋流装置104的溢流出口与制调浆系统2的循环池201连接；
在制调浆系统2还设有制浆池202，制浆机203和清水池204与制浆池202连接；
还设有清水池204，清水池204与制浆池202连接，清水池204还与废浆处理系统3的离心机301或压滤机303连接。
优选的方案如图1中，在循环池201设有第三在线密度计12；
循环池201与清水池204连接，根据第三在线密度计12反馈的数据，向循环池201内补充清水或制浆池202的配制泥浆。第三在线密度计12的设定上线阀值为1.2g/cm3,如果比重超过1.2g/cm3，自动启动清水泵往循环池201加入清水，直到达到第三在线密度计12设定阈值，如果比重小于1.2g/cm3，自动启动补浆泵往调浆池加入制浆池202的配制泥浆，即膨润土新浆，直到达到第三在线密度计12设定阀值；
优选的方案如图1中，在循环池201设有第二在线粘度计11，循环池201与CMC加入装置205连接，根据第二在线粘度计11反馈的数据，向循环池201内补充CMC(羧甲基纤维素)。第二在线粘度计11设定漏斗粘度上线阀值为25s，如果漏斗粘度小于25s，则自动启动CMC加入装置205往循环池201加入CMC，以调节泥浆粘度。
优选的方案如图1中，在循环池201设有第三在线密度计12，循环池201通过管路与废浆处理系统3的离心机301连接，以在线降低循环池201内泥浆的比重。。第三在线密度计12的设定上线阀值为1.23.0g/cm3,如果比重超过1.23.0g/cm3，则通过管路切换与离心机301连接，由离心机301在线将高比重泥浆离分离成低比重泥浆回输至循环池201。
优选的方案如图1中，在废浆处理系统3设有废浆池302，废浆池302与絮凝剂添加装置304连接；
循环池201与离心机301或压滤机303连接；
在离心机301的入口设有第四在线密度计13，根据第四在线密度计13反馈的数据，向废浆池302添加絮凝剂；
第四在线密度计13的上限阀值为1.3 g/cm3，如果比重大于1.3 g/cm3，则絮凝剂加药泵停止工作，离心机启动在线降比重模式工作，将高比重泥浆离心后形成低比泥浆，即在线工作模式；如果比重小于1.3 g/cm3，则絮凝剂加药泵开始工作，离心机启动离线废浆处理模式工作，将低比重泥浆进行固液分离，产生渣料和清水，即离线工作模式。
根据第四在线密度计13反馈的数据，离心机301切换在线工作模式和离线工作模式。
实施例3：
使用时如图1中，盾构环流14的泥浆经过泥水分离系统1的第一在线粘度计4，根据第一在线粘度计4反馈的数据，通过第一自动阀107和第二自动阀108将渣浆切换至大泥团处理装置101或预筛102，分离的泥团排出；大泥团处理装置101的筛下送到预筛102筛分；
预筛102的筛下设有储浆槽113，一级旋流供浆泵112将泥浆输送至一级旋流装置103，在一级旋流供浆泵112的出口设有第一流量传感器6，根据第一流量传感器6的数据，调节一级旋流装置103的进浆量和关闭一级旋流装置103的进浆口阀门。如图1中，在一级旋流装置103的底流出口设有第一在线密度计7，根据第一在线密度计7测得的底流密度，如图2中，一级旋流底流管径调节装置1031自动调节通流截面，一级负压调节装置1032自动调节负压大小，以调节一级旋流装置103的底流密度。一级旋流装置103的顶流送入到一级溢流槽115，溢流的泥浆进入二级储浆槽117，经过二级旋流供浆泵116送入到二级旋流装置104；一级溢流槽115内非溢流的浓浆以液位控制的方式返回到一级储浆槽113。二级旋流装置104的进浆量由第二流量传感器9控制，二级旋流供浆泵116通过速度调节进浆量。在二级旋流装置104的底流出口设有第二在线密度计8，根据第二在线密度计8测得的底流密度，如图2中，二级旋流底流管径调节装置1041自动调节通流截面，二级负压调节装置1042自动调节负压大小，以调节二级旋流装置104的底流密度。二级旋流装置104的顶流输入到二级溢流槽118，二级溢流槽118溢流的泥浆送入到制调浆系统2的循环池201，而未溢流的浓浆以液位控制的方式返回到二级储浆槽117。二级旋流装置104的底流送入到脱水筛106，筛上泥渣排出，筛下进入到二级储浆槽117。
在脱水筛106的筛下设有筛底流量检测计15，筛底流量检测计15采用冲板式流量计，根据第二在线密度计8和脱水筛的筛底流量检测计15的检测参数，切换固化设备105或脱水筛106，即当透筛底流量过大、以及二级旋流装置104的底流密度过低，则切换至固化设备105，在泥浆中添加固化剂后排出，以调节泥浆处理系统的效率。
另一可选的方案中，对于砂卵石地层时，一级旋流装置103和二级旋流装置104通过管路调节为并联模式，预筛102来的泥浆经过一级旋流装置103和二级旋流装置104同时处理后送入到脱水筛106，以大幅提高泥浆处理系统的效率。
在循环池201设有液位计10，在制浆池202和清水池204也设有液位计10。在循环池201内还设有第二在线粘度计11和第三在线密度计12，第三在线密度计12设定两组阈值，如果比重超过1.2g/cm3，自动启动清水泵往循环池201加入清水，如果比重小于1.2g/cm3，自动启动补浆泵往调浆池加入制浆池202的配制泥浆，即膨润土新浆。如果比重超过2.0g/cm3，则通过管路切换与离心机301连接，由离心机301在线将高比重泥浆离分离成低比重泥浆回输至循环池201。如果第二在线粘度计11检测漏斗粘度小于25s，则自动启动CMC加入装置205往循环池201加入CMC，以调节泥浆粘度。由此结构，大幅提高循环泥浆的利用率，在确保施工质量的前提下，降低施工成本。
制浆机203采用自动化控制的方式制备膨润土新浆。由制浆机203和清水池204以精确供料的方式制浆。
当循环池201内的循环泥浆过多，循环泥浆通过管路切换作为弃浆输送至废浆处理系统3的废浆池302，在废浆池302内设有液位计10，在废浆池302与离心机301之间设有第四在线密度计13，当废浆池302的储存量达到预设值，且第四在线密度计13测量得到的泥浆比重小于1.3 g/cm3，则絮凝剂添加装置304的絮凝剂加药泵向废浆池302内添加絮凝剂，然后输送至离心机301，进行固液分离，若离心机301的工作量饱和则启动压滤机303。
离心机301和压滤机303制得的清水返回至清水池204。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.针对复杂地理环境下泥水盾构泥浆的处理方法，其特征是：包括：
S1、根据第一在线粘度计（4）反馈的数据，通过第一自动阀（107）和第二自动阀（108）的切换，盾构环流（14）向泥水分离系统（1）输送泥渣，排出泥团；
S2、泥水分离系统（1）排除泥团后的泥浆，根据第一在线密度计（7）、第二在线密度计（8）、筛底流量检测计（15）和第二流量传感器（9）反馈的数据，调节一级旋流装置（103）和二级旋流装置（104）输送泥浆的流量；
S3、通过启闭第四自动阀（116），以切换固化设备（105）和脱水筛（106）排出细颗粒泥团和渣土；
S4、泥水分离系统（1）排出泥渣后泥浆送入制调浆系统（2），根据第二在线粘度计（11）和第三在线密度计（12）的数据，向循环池（201）内补充CMC、清水或新浆，调制新的泥浆输送给盾构环流（14）；
S5、制调浆系统（2）把弃浆输送到废浆处理系统（3），通过第四在线密度计（13）反馈的数据，离心机（301）调节工作模式，将弃浆固液分离，并将清水返回制调浆系统（2），泥渣排出；
S6、循环池（201）将制好的泥浆输送到盾构环流（14），称重皮带（5）对泥水分离系统（1）和废浆处理系统（3）中排出的泥渣称重。
2.根据权利要求1所述的针对复杂地理环境下泥水盾构泥浆的处理方法，其特征是：泥水分离系统（1）与制调浆系统（2）连接，制调浆系统（2）与废浆处理系统（3）连接；
泥水分离系统（1）用于将泥浆中的水渣分离，并排出渣土；
制调浆系统（2）用于调制新的泥浆，并与回收分离后的泥浆一起用于循环利用；
废浆处理系统（3）用于将超过泥浆指标的废弃泥浆进行固液分离，并将清水返回制调浆系统（2），泥渣排出。
3.根据权利要求1所述针对复杂地理环境下泥水盾构泥浆的处理方法，其特征是：S1中根据第一在线粘度计（4）反馈的数据，切换第一自动阀（107）和第二自动阀（108）的方法是：
A1：当第一在线粘度计（4）检测的数据显示泥浆粘度较低高，开启第一自动阀（107），关闭第二自动阀（108），以使盾构环流（14）将泥渣输送到大泥团处理装置（101），大泥团处理装置（101）将泥渣输送预筛（102），大泥团处理装置（101）排出最大颗粒泥图，预筛（102）排出大颗粒泥团；
A2：当第一在线粘度计（4）检测的数据显示泥浆粘度较低时，关闭第一自动阀（107），开启第二自动阀（108），以使盾构环流（14）将泥渣输送到预筛（102），预筛（102）排出大颗粒泥团；
泥水分离系统（1）一侧设有泥水分离系统（1），泥水分离系统（1）的入口设有第一在线粘度计（4），第一在线粘度计（4）与大泥团处理装置（101）之间设有第一自动阀（107），第一在线粘度计（4）与预筛（102）之间设有第二自动阀（108），大泥团处理装置（101）与预筛（102）连接。
4.根据权利要求1所述针对复杂地理环境下泥水盾构泥浆的处理方法，其特征是：S2中根据第一在线密度计（7）、第二在线密度计（8）、筛底流量检测计（15）和第二流量传感器（9）反馈的数据，调节一级旋流装置（103）和二级旋流装置（104）输送泥浆的流量的方法是：
B1：根据第二在线密度计（8）和脱水筛的筛底流量检测计（15）的检测参数，切换固化设备（105）或脱水筛（106），当浓度较低且透筛底流量大时，开启第四自动阀（116），以使浓度较低且透筛底流量大的泥浆进入到固化设备（105）与固化剂混合后固化排出；
B2：根据第一在线密度计（7）测得的底流密度，一级旋流装置（103）调节一级旋流装置（103）的底流密度；
B3：根据第二在线密度计（8）测得的底流密度，二级旋流装置（104）调节二级旋流装置（104）的底流密度；
预筛（102）与一级旋流装置（103）连通，一级旋流装置（103）与二级旋流装置（104）连通，二级旋流装置（104）的底流出口通过管路阀门切换与固化设备（105）或脱水筛（106）连接, 一级旋流装置（103）与二级旋流装置（104）分别与制调浆系统（2）的循环池（201）连接。
5.根据权利要求4所述针对复杂地理环境下泥水盾构泥浆的处理方法，其特征是：在一级旋流装置（103）的底流出口设有第一在线密度计（7），第一在线密度计（7）测得的底流密度，一级旋流装置（103）的一级旋流底流管径调节装置（1031）自动调节通流截面，一级负压调节装置（1032）自动调节负压大小，以调节一级旋流装置（103）的底流密度；
在二级旋流装置（104）的底流出口设有第二在线密度计（8），第二在线密度计（8）测得的底流密度，二级旋流装置（104）的二级旋流底流管径调节装置（1041）自动调节通流截面，二级负压调节装置（1042）自动调节负压大小，以调节二级旋流装置（104）的底流密度。
6.根据权利要求1所述针对复杂地理环境下泥水盾构泥浆的处理方法，其特征是：S4中根据第二在线粘度计（11）和第三在线密度计（12）的数据，向循环池（201）内补充CMC、清水或新浆，调制新的泥浆输送给盾构环流（14）的方法是：
C1：当第三在线密度计（12）比重超过设定上线阀值时，启动清水泵向循环池（201）加入清水，直到达到第三在线密度计（12）设定阈值；
C2：当第三在线密度计（12）比重小于设定上线阀值时，启动补浆泵往调浆池加入制浆池（202）的配制泥浆，即膨润土新浆，直到达到第三在线密度计（12）设定阀值；
C3：当第二在线粘度计（11）测得粘度小于上线阀值，启动CMC加入装置（205）往循环池（201）加入CMC，以调节泥浆粘度；
制调浆系统（2）包括循环池（201），循环池（201）分别与制浆池（202）与CMC加入装置（205）连通。
7.根据权利要求1所述针对复杂地理环境下泥水盾构泥浆的处理方法，其特征是：S5中通过第四在线密度计（13）反馈的数据，离心机（301）调节工作模式，将弃浆固液分离，并将清水返回制调浆系统（2），泥渣排出是：
D1：当第三在线密度计（12）比重超过上线阀值时，通过管路切换与离心机（301）连接，由离心机（301）在线将高比重泥浆离分离成低比重泥浆，并回输至循环池（201），直至达到第三在线密度计（12）阀值；
D2：当第四在线密度计（13）比重大于上限阀值时，絮凝剂加药泵停止工作，离心机启动在线降比重模式工作，将高比重泥浆离心后形成低比泥浆，即在线工作模式；
D3：当第四在线密度计（13）比重小于上限阀值时，驱动絮凝剂加药泵，离心机（301）将低比重泥浆进行固液分离，产生渣料和清水，即离线工作模式；
循环池（201）上设有三在线密度计（12），废浆处理系统（3）包括废浆池（302），废浆池（302）分别与压滤机303和离心机（301）连通，离心机（301）与废浆池（302）之间设有第四在线密度计（13）。
8.根据权利要求1所述针对复杂地理环境下泥水盾构泥浆的处理方法，其特征是：S5、制调浆系统（2）把弃浆输送到废浆处理系统（3）判断标准是：
当循环池（201）上的液位计（10）达到阈值时，循环池（201）向废浆池（302）输送弃浆；
循环池（201）上设有液位计（10）。
9.根据权利要求1所述针对复杂地理环境下泥水盾构泥浆的处理方法，其特征是：S5中离心机（301）调节工作模式，将弃浆固液分离，并将清水返回制调浆系统（2）的方法是：离心机（301）和废浆池（302）通过与清水池（204）连通，离心机（301）和废浆池（302）分别清水输送到清水池（204）内，清水池（204）把清水输送到循环池（201）。
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