CN115745355A - 一种盾构废浆减量处理系统及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种盾构废浆减量处理系统及处理方法，包括旋流器和设于旋流器底流收集口下方的脱水筛，所述脱水筛底流收集口下方设有储浆槽，储浆槽出浆口通过循环管线与旋流器进浆口连接，所述旋流器底流收集口外接有第一分流管，所述脱水筛底流收集口外接有第二分流管，所述第一分流管和第二分流管汇合后与废浆池进浆口连通，所述废浆池出浆口通过第一送浆管线与底流均存送系统进浆口连通，所述底流均存送系统通过第二送浆管线与均混搅拌固化装置进浆口连通，固化剂制备装置通过送料管与均混搅拌固化装置进料口连通；本发明能够优化旋流器进浆条件，提高旋流分离效率，避免整个系统浆液比重的快速增高，提高掘进施工效率。

Description

一种盾构废浆减量处理系统及处理方法

技术领域

本发明涉及泥浆分离技术领域，具体地指一种盾构废浆减量处理系统及处理方法。

背景技术

盾构泥浆处理施工中地层条件复杂，变化多样，通常在穿越淤泥地层，黏土地层，淤泥夹砂的地层时，泥浆泥水分离施工过程中，由于泥浆比重上升很快，产生一定量的冗余高比重泥浆，造成旋流器进浆条件恶化，导致旋流分离效率低，溢流比重高，导致整个系统浆液比重的快速增高，泥浆指标快速恶化，造成掘进施工效率低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种盾构废浆减量处理系统及处理方法，能够优化旋流器进浆条件，提高旋流分离效率，避免整个系统浆液比重的快速增高，提高掘进施工效率。

本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种盾构废浆减量处理系统，包括旋流器和设于旋流器底流收集口下方的脱水筛，所述脱水筛底流收集口下方设有储浆槽，储浆槽出浆口通过循环管线与旋流器进浆口连接，所述旋流器底流收集口外接有第一分流管，所述脱水筛底流收集口外接有第二分流管，所述第一分流管和第二分流管汇合后与废浆池进浆口连通，所述废浆池出浆口通过第一送浆管线与底流均存送系统进浆口连通，所述底流均存送系统通过第二送浆管线与均混搅拌固化装置进浆口连通，固化剂制备装置通过送料管与均混搅拌固化装置进料口连通。

优选地，所述第一分流管和第二分流管上均设有流量调节阀。

优选地，所述废浆池内设有第一搅拌装置，所述第一送浆管线上设有第一泥浆泵。

优选地，所述底流均存送系统包括稳流罐，所述稳流罐内设有第二搅拌装置，所述第二送浆管线上设有第二泥浆泵。

优选地，所述稳流罐内设有高位液位计、中位液位计和低位液位计，所述高位液位计、中位液位计和低位液位计均与控制器输入端连接，所述控制器控制信号输出端分别与第一泥浆泵和第二泥浆泵连接。

优选地，所述固化剂制备装置包括固化剂储罐，所述固化剂储罐内设有第三搅拌装置，所述送料管上设有第三泥浆泵，所述控制器控制信号输出端与第三泥浆泵连接。

优选地，均混搅拌固化装置包括均混固化罐，所述均混固化罐内设有第四搅拌装置，所述均混固化罐出料口下方斜向设有输送带装置。

优选地，所述均混罐出料口位置横向设有卸料板，卸料板一侧与伸缩装置连接。

另外，本发明还公开上述盾构废浆减量处理系统的处理方法，它包括如下步骤：

S1：泥浆先进入到旋流器中进行处理，从旋流器底流收集口出来的泥浆重液向下进入到脱水筛的筛面上，经过过滤后的泥浆向下进入到储浆槽内收集，而被筛面截留的干泥在其收集箱内收集后外排；在上述处理过程进行的同时，从旋流器底流收集口引出部分泥浆重液进入到第一分流管，从脱水筛底流收集口引出部分泥浆透筛液进入到第二分流管；

S2：第一分流管内的泥浆重液和第二分流管内的泥浆透筛液均通入到废浆池内进行搅拌混合；

S3：废浆池内泥浆搅拌均匀后，通过第一送浆管线的第一泥浆泵泵入到底流均存送系统的稳流罐内，然后通过第二送浆管线上的第二泥浆泵泵入到均混固化罐；

S4：固化剂储罐内的固化剂通过送料管上的第三泥浆泵也泵入到均混固化罐；

S5：泥浆和固化剂混合均匀后进行固化过程，固化后的泥浆从均混固化罐出料口落入到输送带装置上，然后输送到安全排放位置。

进一步地，所述S3中，第一泥浆泵的流量大于第二泥浆泵的流量，第二泥浆泵的流量大于第三泥浆泵的流量，其运行步骤具体为：

S3.1、当稳流罐内物料液面低于低液位时，控制器控制第二泥浆泵和第三泥浆泵停止工作，控制第一泥浆泵正常工作，此时稳流罐中物料液面快速上升；

S3.2、当稳流罐内物料液面上升至中液位时，控制器控制第二泥浆泵、第三泥浆泵和第一泥浆泵正常工作，此时稳流罐中物料液面缓慢上升；

S3.3、当稳流罐内物料液面上升至高液位时，控制器控制第二泥浆泵和第三泥浆泵正常工作，控制第一泥浆泵停止工作，此后稳流罐中物料液面逐渐下降；

S3.4、当稳流罐内物料液面下降至中液位时，控制器控制第二泥浆泵和第三泥浆泵正常工作，控制第一泥浆泵开始工作，此时稳流罐中物料液面再次缓慢上升至高液位，然后循环进行S3.3，下降至中液位时循环进行S3.4。

本发明的有益效果：

1、本发明能够优化旋流器进浆条件，提高旋流分离效率，避免整个系统浆液比重的快速增高，提高掘进施工效率。

2、本发明通过在旋流器底流收集口和脱水筛底流收集口引出部分泥浆，可以减少旋流器底流泥浆的参与循环量并阻断脱水筛的透筛泥浆参与循环的途径，从而改善循环泥浆质量，避免高浓度循环泥浆造成旋流器分离效率降低的问题。

3、本发明通过在旋流器底流收集口和脱水筛底流收集口引出部分高浓度泥浆，可以减少后续废弃泥浆的产生量，减少其它废浆处理设备（如：压滤机、离心机等）的使用数量，节省设备、能源及人力的投入。

4、本发明综合考虑到固化剂的投入成本以及脱水筛的过滤性能，设计出在旋流器底流收集口和脱水筛底流收集口均引出部分泥浆的方案。

5、本发明通过第一搅拌装置可以将进入废浆池6的泥浆重液和泥浆透筛液搅拌均匀，使其均质化，从而保证泥浆质量的稳定性；而通过高位液位计、中位液位计和低位液位计的监测过程，并通过控制器的控制，可以使得稳流罐内物料液面位于中液位和高液位之间，保证稳流罐能够输出的泥浆流量保持稳定。

附图说明

图1 为一种盾构废浆减量处理系统的结构示意图；

图2为图1中均混搅拌固化装置的放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1和2所示，一种盾构废浆减量处理系统，包括旋流器1和设于旋流器1底流收集口下方的脱水筛2，所述脱水筛2底流收集口下方设有储浆槽3，储浆槽3出浆口通过循环管线与旋流器1进浆口连接，所述旋流器1底流收集口外接有第一分流管4，所述脱水筛2底流收集口外接有第二分流管5，所述第一分流管4和第二分流管5汇合后与废浆池6进浆口连通，所述废浆池6出浆口通过第一送浆管线7与底流均存送系统8进浆口连通，所述底流均存送系统8通过第二送浆管线9与均混搅拌固化装置10进浆口连通，固化剂制备装置11通过送料管12与均混搅拌固化装置10进料口连通。在本实施例中，通过在旋流器1底流收集口和脱水筛2底流收集口引出部分泥浆，可以减少旋流器1底流泥浆的参与循环量并阻断脱水筛2的透筛泥浆参与循环的途径，从而改善循环泥浆质量，避免高浓度循环泥浆造成旋流器1分离效率降低的问题。在本实施例中，之所以通过在旋流器1底流收集口和脱水筛2底流收集口引出部分泥浆，还有另一个重要原因：综合考虑到固化剂的投入成本以及脱水筛2的过滤性能；因为如果仅仅将旋流器1底流收集口的泥浆重液通过第一分流管4引出，这样会使得后续需要固化的泥浆中，泥浆重液的比重骤增，由于泥浆重液量大，后续的输送及混合搅拌难度将很大，容易发生结团、抱轴的现象；同样如果仅仅将脱水筛2底流收集口的泥浆透筛液通过第二分流管5引出，这样使得后续需要固化的泥浆中，泥浆重液的比重骤减，这样虽然可以降低输送及混合搅拌的难度，但是泥浆浓度比较低，所需固化剂的投入量将增大，增加了成本；因此本发明考虑到这两个因素的影响，从两个角度进行综合考虑，所以在旋流器1底流收集口和脱水筛2底流收集口均引出部分泥浆。

优选地，所述第一分流管4和第二分流管5上均设有流量调节阀13。在本实施例中，通过流量调节阀13可调节旋流分流部分的泥浆流量和透筛底流泥浆流量，控制混合后的泥浆具有稳定的浓度和流量。

优选地，所述废浆池6内设有第一搅拌装置6.1，所述第一送浆管线7上设有第一泥浆泵7.1。通过第一搅拌装置6.1可以将进入废浆池6的泥浆重液和泥浆透筛液搅拌均匀，使其均质化，从而保证泥浆质量的稳定性。

优选地，所述底流均存送系统8包括稳流罐8.1，所述稳流罐8.1内设有第二搅拌装置8.2，所述第二送浆管线9上设有第二泥浆泵9.1。通过第二搅拌装置8.2的搅拌作用，可以防止稳流罐8.1内的泥浆产生沉淀，进一步保证泥浆质量的稳定性。

优选地，所述稳流罐8.1内设有高位液位计、中位液位计和低位液位计，所述高位液位计、中位液位计和低位液位计均与控制器14输入端连接，所述控制器14控制信号输出端分别与第一泥浆泵7.1和第二泥浆泵9.1连接。在本实施例中，通过高位液位计、中位液位计和低位液位计的监测过程，并通过控制器14的控制，可以使得稳流罐8.1内物料液面位于中液位和高液位之间，保证稳流罐8.1能够输出的泥浆流量保持稳定，具体控制过程如下：

当稳流罐8.1内物料液面位于低液位和中液位之间时，控制器14控制第二泥浆泵9.1和第三泥浆泵12.1停止工作，控制第一泥浆泵7.1正常工作；当稳流罐8.1内物料液面位于中液位和高液位之间时，控制器14控制第二泥浆泵9.1、第三泥浆泵12.1和第一泥浆泵7.1正常工作；当稳流罐8.1内物料液面高于高液位时，控制器14控制第二泥浆泵9.1和第三泥浆泵12.1正常工作，控制第一泥浆泵7.1停止工作。

另外优选地，本实施例中的控制器14可选用西门子S7—300PLC控制器。

优选地，所述固化剂制备装置11包括固化剂储罐11.1，所述固化剂储罐11.1内设有第三搅拌装置11.2，所述送料管12上设有第三泥浆泵12.1，所述控制器14控制信号输出端与第三泥浆泵12.1连接。在本实施例中，固化剂储罐11.1内的固化剂掺入量可以根据总共需要输出的泥浆量、泥浆浓度和设计的配合比来进行计算，然后储存在固化剂储罐11.1内，并通过第三搅拌装置11.2的搅拌避免其产生沉淀。在本实施例中，固化剂储罐11.1内的固化剂为市场上常见的泥浆固化剂或污泥固化剂。

优选地，均混搅拌固化装置10包括均混固化罐10.1，所述均混固化罐10.1内设有第四搅拌装置10.2，所述均混固化罐10.1出料口下方斜向设有输送带装置10.3。在本实施例中，泥浆和固化剂在均混固化罐10.1内混合均匀后进行固化过程，然后可养护一段时间后通过其出料口排放到下方的输送带装置10.3上，然后输送到安全排放位置。

优选地，所述均混罐10.1出料口位置横向设有卸料板10.4，卸料板10.4一侧与伸缩装置10.5连接。在本实施例中，伸缩装置10.5可以选用气动伸缩杆或电动推杆结构，这样使得卸料板10.4可以周期性地挡住和离开均混罐10.1出料口，从而可以使得固化泥浆能够间歇性地下料到输送带装置10.3上，在输送带装置10.3上呈现一堆堆的堆垛，这样有利于后续的安全排放过程。

另外，本发明还公开上述盾构废浆减量处理系统的处理方法，它包括如下步骤：

S1：泥浆先进入到旋流器1中进行处理，从旋流器1底流收集口出来的泥浆重液向下进入到脱水筛2的筛面上，经过过滤后的泥浆向下进入到储浆槽3内收集，而被筛面截留的干泥在其收集箱内收集后外排；在上述处理过程进行的同时，从旋流器1底流收集口引出部分泥浆重液进入到第一分流管4，从脱水筛2底流收集口引出部分泥浆透筛液进入到第二分流管5；

S2：第一分流管4内的泥浆重液和第二分流管5内的泥浆透筛液均通入到废浆池6内进行搅拌混合；

S3：废浆池6内泥浆搅拌均匀后，通过第一送浆管线7的第一泥浆泵7.1泵入到底流均存送系统8的稳流罐8.1内，然后通过第二送浆管线9上的第二泥浆泵9.1泵入到均混固化罐10.1；

S4：固化剂储罐11.1内的固化剂通过送料管12上的第三泥浆泵12.1也泵入到均混固化罐10.1；

S5：泥浆和固化剂混合均匀后进行固化过程，固化后的泥浆从均混固化罐10.1出料口落入到输送带装置10.3上，然后输送到安全排放位置。

进一步地，所述S3中，第一泥浆泵7.1的流量大于第二泥浆泵9.1的流量，第二泥浆泵9.1的流量大于第三泥浆泵12.1的流量，其运行步骤具体为：

S3.1、当稳流罐8.1内物料液面低于低液位时，控制器14控制第二泥浆泵9.1和第三泥浆泵12.1停止工作，控制第一泥浆泵7.1正常工作，此时稳流罐8.1中物料液面快速上升；

S3.2、当稳流罐8.1内物料液面上升至中液位时，控制器14控制第二泥浆泵9.1、第三泥浆泵12.1和第一泥浆泵7.1正常工作，此时稳流罐8.1中物料液面缓慢上升；

S3.3、当稳流罐8.1内物料液面上升至高液位时，控制器14控制第二泥浆泵9.1和第三泥浆泵12.1正常工作，控制第一泥浆泵7.1停止工作，此后稳流罐8.1中物料液面逐渐下降；

S3.4、当稳流罐8.1内物料液面下降至中液位时，控制器14控制第二泥浆泵9.1和第三泥浆泵12.1正常工作，控制第一泥浆泵7.1开始工作，此时稳流罐8.1中物料液面再次缓慢上升至高液位，然后循环进行S3.3，下降至中液位时循环进行S3.4。通过S3.1、S3.2 、S3.3 、S3.4这四个步骤，最终可以使得稳流罐8.1内物料液面维持在中液位和高液位之间，这样便可以保证稳流罐能够输出的泥浆流量保持稳定。

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 (10)

1.一种盾构废浆减量处理系统，包括旋流器（1）和设于旋流器（1）底流收集口下方的脱水筛（2），所述脱水筛（2）底流收集口下方设有储浆槽（3），储浆槽（3）出浆口通过循环管线与旋流器（1）进浆口连接，其特征在于：所述旋流器（1）底流收集口外接有第一分流管（4），所述脱水筛（2）底流收集口外接有第二分流管（5），所述第一分流管（4）和第二分流管（5）汇合后与废浆池（6）进浆口连通，所述废浆池（6）出浆口通过第一送浆管线（7）与底流均存送系统（8）进浆口连通，所述底流均存送系统（8）通过第二送浆管线（9）与均混搅拌固化装置（10）进浆口连通，固化剂制备装置（11）通过送料管（12）与均混搅拌固化装置（10）进料口连通。

2.根据权利要求1所述的一种盾构废浆减量处理系统，其特征在于：所述第一分流管（4）和第二分流管（5）上均设有流量调节阀（13）。

3.根据权利要求2所述的一种盾构废浆减量处理系统，其特征在于：所述废浆池（6）内设有第一搅拌装置（6.1），所述第一送浆管线（7）上设有第一泥浆泵（7.1）。

4.根据权利要求3所述的一种盾构废浆减量处理系统，其特征在于：所述底流均存送系统（8）包括稳流罐（8.1），所述稳流罐（8.1）内设有第二搅拌装置（8.2），所述第二送浆管线（9）上设有第二泥浆泵（9.1）。

5.根据权利要求4所述的一种盾构废浆减量处理系统，其特征在于：所述稳流罐（8.1）内设有高位液位计、中位液位计和低位液位计，所述高位液位计、中位液位计和低位液位计均与控制器（14）输入端连接，所述控制器（14）控制信号输出端分别与第一泥浆泵（7.1）和第二泥浆泵（9.1）连接。

6.根据权利要求5所述的一种盾构废浆减量处理系统，其特征在于：所述固化剂制备装置（11）包括固化剂储罐（11.1），所述固化剂储罐（11.1）内设有第三搅拌装置（11.2），所述送料管（12）上设有第三泥浆泵（12.1），所述控制器（14）控制信号输出端与第三泥浆泵（12.1）连接。

7.根据权利要求1所述的一种盾构废浆减量处理系统，其特征在于：均混搅拌固化装置（10）包括均混固化罐（10.1），所述均混固化罐（10.1）内设有第四搅拌装置（10.2），所述均混固化罐（10.1）出料口下方斜向设有输送带装置（10.3）。

8.根据权利要求7所述的一种盾构废浆减量处理系统，其特征在于：所述均混罐（10.1）出料口位置横向设有卸料板（10.4），卸料板（10.4）一侧与伸缩装置（10.5）连接。

9.一种权利要求1至8任一项所述盾构废浆减量处理系统的处理方法，其特征在于：它包括如下步骤：

S1：泥浆先进入到旋流器（1）中进行处理，从旋流器（1）底流收集口出来的泥浆重液向下进入到脱水筛（2）的筛面上，经过过滤后的泥浆向下进入到储浆槽（3）内收集，而被筛面截留的干泥在其收集箱内收集后外排；在上述处理过程进行的同时，从旋流器（1）底流收集口引出部分泥浆重液进入到第一分流管（4），从脱水筛（2）底流收集口引出部分泥浆透筛液进入到第二分流管（5）；

S2：第一分流管（4）内的泥浆重液和第二分流管（5）内的泥浆透筛液均通入到废浆池（6）内进行搅拌混合；

S3：废浆池（6）内泥浆搅拌均匀后，通过第一送浆管线（7）的第一泥浆泵（7.1）泵入到底流均存送系统（8）的稳流罐（8.1）内，然后通过第二送浆管线（9）上的第二泥浆泵（9.1）泵入到均混固化罐（10.1）；

S4：固化剂储罐（11.1）内的固化剂通过送料管（12）上的第三泥浆泵（12.1）也泵入到均混固化罐（10.1）；

S5：泥浆和固化剂混合均匀后进行固化过程，固化后的泥浆从均混固化罐（10.1）出料口落入到输送带装置（10.3）上，然后输送到安全排放位置。

10.根据权利要求9所述盾构废浆减量处理系统的处理方法，其特征在于：所述S3中，第一泥浆泵（7.1）的流量大于第二泥浆泵（9.1）的流量，第二泥浆泵（9.1）的流量大于第三泥浆泵（12.1）的流量，其运行步骤具体为：

S3.1、当稳流罐（8.1）内物料液面低于低液位时，控制器（14）控制第二泥浆泵（9.1）和第三泥浆泵（12.1）停止工作，控制第一泥浆泵（7.1）正常工作，此时稳流罐（8.1）中物料液面快速上升；

S3.2、当稳流罐（8.1）内物料液面上升至中液位时，控制器（14）控制第二泥浆泵（9.1）、第三泥浆泵（12.1）和第一泥浆泵（7.1）正常工作，此时稳流罐（8.1）中物料液面缓慢上升；

S3.3、当稳流罐（8.1）内物料液面上升至高液位时，控制器（14）控制第二泥浆泵（9.1）和第三泥浆泵（12.1）正常工作，控制第一泥浆泵（7.1）停止工作，此后稳流罐（8.1）中物料液面逐渐下降；

S3.4、当稳流罐（8.1）内物料液面下降至中液位时，控制器（14）控制第二泥浆泵（9.1）和第三泥浆泵（12.1）正常工作，控制第一泥浆泵（7.1）开始工作，此时稳流罐（8.1）中物料液面再次缓慢上升至高液位，然后循环进行S3.3，下降至中液位时循环进行S3.4。

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