CN210419699U - 一种盾构渣土处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种盾构渣土处理系统，包括依次连通的进料斗、预处理罐、反应罐、泥水分离罐和压滤机，所述泥水分离罐具有水相出口和泥浆出口，所述水相出口连通有澄清罐，所述澄清罐的出水口与进料斗连通；所述预处理罐具有第一腔室和与第一腔室底部连通的第二腔室，所述第二腔室内设有搅拌器。本实用新型的盾构渣土处理系统，可有效实现盾构渣土的减量化、处理盾构渣土中泡沫剂等有害化合物的处理，并能实现盾构渣土资源化利用，具有适用范围广、降低盾构渣土的运输及处理处置成本、运行成本低、工作效率高、无二次污染的特点。

Description

一种盾构渣土处理系统

技术领域

本实用新型属于土壤处理设备领域，涉及一种盾构渣土处理系统。

背景技术

随着城市轨道交通建设快速发展，目前国内已有多个城市开展隧道和地铁施工的建设。伴随隧道施工建设，会产生大量的盾构渣土和施工建筑垃圾。对于产生的盾构渣土，国内目前主要采用外运渣土消纳场的方式，进行集中处理。但消纳场会占用一部分的城市用地，不利于城市的发展壮大，且消纳场中的盾构渣土堆体存在滑坡和其他安全隐患。此外，消纳场一般远离隧道施工场地，盾构渣土的运输成本高。为降低盾构渣土的运输成本，降低盾构渣土的潜在危害，合理的处置盾构渣土十分必要。

现在已有多种盾构方式，其中使用土压平衡盾构施工法，不仅能产生大量渣土，而且为保证盾构机的顺利掘进，会在掘进土层中喷射泡沫剂等有机化合物，通过改变土壤的流塑性，保证盾构机的顺利掘进，减少掘进过程对刀片的磨损。由于泡沫剂等有机化合物的加入，会使盾构渣土中残留大量的泡沫剂等有机化合物。泡沫剂等有机化合物的存在，易于使盾构渣土在自然堆存过程中，存在表层土壤干燥开裂而其下方的土壤仍泥质松散含水率高甚至成浆状，易形成滑坡，从而影响堆土场的安全堆放。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种盾构渣土处理系统，以实现对盾构渣土的无害化处理。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种盾构渣土处理系统，包括依次连通的进料斗、预处理罐、反应罐、泥水分离罐和压滤机，所述泥水分离罐具有水相出口和泥浆出口，所述水相出口连通有澄清罐，所述澄清罐的出水口与进料斗连通；所述预处理罐具有第一腔室和与第一腔室底部连通的第二腔室，所述第二腔室内设有搅拌器。

如此，待处理盾构渣土与水通过进料斗输入第一腔室内，盾构渣土和水在第一腔室内得到初步混合，随后，泥土混合物进入第二腔室，与搅拌器形成的搅拌流混合、剪切，形成泥浆；泥浆进入反应罐后，与用于清除泡沫剂的药剂混合，充分反应后，进入泥水分离罐，可进一步加入絮凝剂等药剂，通过絮凝沉淀分离，实现泥水分离，泥水分离获得的水相输入澄清罐进一步澄清处理后，可再次输入预处理罐，用作制浆用水，实现水的循环利用，减少水的使用量，节约水资源；泥水分离获得的泥浆输入压滤机，进一步压滤处理，获得体量小、泡沫剂含量低的泥饼，泥饼可外运焚烧或安全填埋处理。

可选地，反应罐中所添加的药剂可为解吸剂，将吸附在土壤颗粒表面的有机化合物解吸入水相中。

所述预处理罐还具有第三腔室，所述第二腔室与第三腔室之间通过隔板分隔，所述第三腔室内设有筛分机构；所述搅拌器具有轮本体和固定于轮本体上的多个轮斗，轮本体的中心轴线与水平面平行，隔板的高度低于搅拌器的最高位置的高度，所述多个轮斗沿轮本体外缘均匀分布，当轮斗随轮本体旋转至最高位置时，轮斗的开口朝向第三腔室所在侧。如此，搅拌器顺时针旋转时，在对第二腔室内的物料进行剪切、搅拌，同时，轮斗带起部分物料，轮斗转过最高位置后，在离心力作用下，轮斗内的物料落入第三腔室内的筛分机构上，筛分机构对物料进行筛分，将物料中的砂砾与细颗粒浆料分离，分离后的砂砾可用作砂石骨料，实现资源化利用，分离后的细颗粒浆料（泥浆）可经出料口排出，留待后续处理。

筛分机构可对泥浆进行筛分，分离出大颗粒砾石颗粒和细颗粒固体。筛分出的砾石颗粒物可以用于混凝土骨料、砂石等建筑材料。通过泥饼的最终处置单元，将泥饼用作制砖、填埋用土、绿化种植土等。

所述第一腔室的底面朝第二腔室所在方向倾斜。如此，使得第一腔室内的物料具有自然地向第二腔室流动的趋势，同时，与搅拌器形成物料流剪切方向相反，有利于形成更剧烈的振荡，进一步提升渣土与水的混合效果。

所述轮本体的中心轴线与隔板平行。

隔板的高度低于搅拌运输轮的中心轴线所在位置的高度，使得轮斗甩出的物料尽可能多地落入第三腔室内。

所述反应罐包括第一罐体，第一罐体内设有搅拌机构，第一罐体的顶部设有第一加药口。

所述泥水分离罐包括第二罐体，第二罐体的顶部设有第二加药口，第二罐体的底部与压滤机连通。

所述压滤机的出水口与澄清罐连通。

可选地，所述压滤机为板框压滤机。

所述筛分机构包括由上至下依次设置的第一振动筛和第二振动筛，第一振动筛的网孔大小大于第二振动筛的网孔大小，如此，可对砂砾实现分级利用。

第二腔室与第三腔室的上方设有罩体，以防止搅拌器带起的物料向外洒落。

本实用新型通过预处理罐对盾构渣土制浆和振动筛分，将盾构渣土中的粗颗粒砾石和土壤细颗粒进行分离，减少盾构渣土的质量，将筛分出的粗颗粒砾石根据用途进行资源化利用，可减少进入后续反应罐、泥水分离罐的盾构渣土的量，降低盾构渣土处理的药剂用量，减少处理过程能源的消耗，降低设备运行的能耗，同时减少设备运行堵塞的风险性。同时，对反应罐处理后的泥浆，通过絮凝沉淀分离，进行泥水分离。分离后的澄清水相经澄清罐缓存，进入预处理罐重复利用。后将浓缩泥浆送入压滤机，进行深度脱水处置。分离后的水相，可作为澄清水相回用于预处理罐，脱水后的泥饼经传输带送入运输车进行外运，资源化处置。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本实用新型的盾构渣土处理系统，可有效实现盾构渣土的减量化、处理盾构渣土中泡沫剂等有害化合物的处理，并能实现盾构渣土资源化利用，具有适用范围广、降低盾构渣土的运输及处理处置成本、运行成本低、工作效率高、无二次污染的特点，对地铁隧道施工、公路交通隧道施工、铁路交通隧道施工等隧道工程，及其他地下工程施工中产生的盾构渣土及其他渣土均适用；预处理罐可实现盾构渣土的制浆、除砂减量，获得可资源化利用的砂石骨料和体量较小的细颗粒浆料，可减少后续处理量并方便后续处理。

附图说明

图1是本实用新型第一种实施方式的工艺流程图。

图2是本实用新型的盾构渣土处理系统的结构简图。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“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。

如图2所示，一种盾构渣土处理系统，包括依次连通的进料斗2、预处理罐12、反应罐11、泥水分离罐6和压滤机7，所述泥水分离罐6具有水相出口和泥浆出口，所述水相出口连通有澄清罐10，所述澄清罐10的出水口与进料斗2连通；所述预处理罐12具有第一腔室1201和与第一腔室底部连通的第二腔室1202，所述第二腔室1202内设有搅拌器5。

所述预处理罐12还具有第三腔室1203，所述第二腔室1202与第三腔室1203之间通过隔板14分隔，所述第三腔室1203内设有筛分机构13；所述搅拌器5具有轮本体和固定于轮本体上的多个轮斗501，轮本体的中心轴线与水平面平行，隔板14的高度低于搅拌器5的最高位置的高度，所述多个轮斗501沿轮本体外缘均匀分布，当轮斗501随轮本体旋转至最高位置时，轮斗的开口朝向第三腔室所在侧。第一腔室和第二腔室的下方设有第四腔室3，第四腔室内设有驱动机构，所述驱动机构与搅拌器5传动连接。第三腔室的底部设有泥浆出口，第三腔室的底面4朝泥浆出口所在方向倾斜。

所述第一腔室1201的底面朝第二腔室1202所在方向倾斜。

所述轮本体的中心轴线与隔板14平行。搅拌器5与隔板14的距离为搅拌器最大半径的1.05-1.1倍，搅拌器的转速可为1-5r/min，优选为3-5r/min，该距离大小及搅拌器5的转速具体可根据现场需要设定，保证从轮斗离心而出的物料可落入第三腔室即可。

所述反应罐11包括第一罐体，第一罐体内设有搅拌机构，第一罐体的顶部设有第一加药口15。

所述泥水分离罐6包括第二罐体，第二罐体的底部与压滤机连通。

所述压滤机7的出水口与澄清罐10连通。

所述筛分机构13包括由上至下依次设置的第一振动筛和第二振动筛，第一振动筛的网孔大小大于第二振动筛的网孔大小。

可选地，相关部件之间通过管道连通，为了保证物料流顺畅，可在相应管道设置功率合适的泵。

如图2所示，盾构渣土经传输带1，通过进料斗2，进入预处理罐，加水将盾构渣土制成可以流动的泥浆样，水、土质量比控制在1：7-1：19之间。搅拌器将第二腔室内的泥浆带入筛分机构上，将泥浆进行筛分，筛分机构的筛网尺寸为1cm-3cm，大于1cm的筛上物随振动落入大颗粒砂砾堆存处。分离出大颗粒砾石颗粒和细颗粒固体。将细颗粒泥浆泵送入反应罐5，加入药剂，搅拌反应30min后，将泥浆泵送入泥水分离罐6，可加入絮凝剂，通过泥水分离将细颗粒固体与水相进行分离。后将浓缩后的泥浆泵送入压滤机，进一步脱去泥饼中的水，将泥饼的含水率降低至40wt%及以下，便于运输和后续资源化利用。

通过筛分机构4，筛分出的砾石颗粒物可以用于混凝土骨料、砂石等建筑材料。通过泥饼的最终处置单元，将泥饼用作制砖、填埋用土、绿化种植土等。通过澄清罐，将处理后的水回用于盾构渣土制浆用水，将水相在整个盾构渣土处理系统中循环使用，减少水的使用量，节约水资源。

通过向反应罐5加入泡沫剂等有机化合物的清除剂，将吸附在土壤颗粒表面的有机化合物解吸入水相中。通过泥水分离罐，加入絮凝剂等药剂，将含泡沫剂等有机化合物的水相与泥相分离。处理之后的絮凝底泥经过压滤机处理后，可经运输机构8装入运输车9，外运焚烧或者安全填埋处置。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (8)

1.一种盾构渣土处理系统，其特征在于，包括依次连通的进料斗（2）、预处理罐（12）、反应罐（11）、泥水分离罐（6）和压滤机（7），所述泥水分离罐（6）具有水相出口和泥浆出口，所述水相出口连通有澄清罐（10），所述澄清罐（10）的出水口与进料斗（2）连通；所述预处理罐（12）具有第一腔室（1201）和与第一腔室底部连通的第二腔室（1202），所述第二腔室（1202）内设有搅拌器（5）。

2.根据权利要求1所述的盾构渣土处理系统，其特征在于，所述预处理罐（12）还具有第三腔室（1203），所述第二腔室（1202）与第三腔室（1203）之间通过隔板（14）分隔，所述第三腔室（1203）内设有筛分机构（13）；所述搅拌器（5）具有轮本体和固定于轮本体上的多个轮斗（501），轮本体的中心轴线与水平面平行，隔板（14）的高度低于搅拌器（5）的最高位置的高度，所述多个轮斗（501）沿轮本体外缘均匀分布，当轮斗（501）随轮本体旋转至最高位置时，轮斗的开口朝向第三腔室所在侧。

3.根据权利要求2所述的盾构渣土处理系统，其特征在于，所述第一腔室（1201）的底面朝第二腔室（1202）所在方向倾斜。

4.根据权利要求2所述的盾构渣土处理系统，其特征在于，所述轮本体的中心轴线与隔板（14）平行。

5.根据权利要求1-4任一项所述的盾构渣土处理系统，其特征在于，所述反应罐（11）包括第一罐体，第一罐体内设有搅拌机构，第一罐体的顶部设有第一加药口（15）。

6.根据权利要求1-4任一项所述的盾构渣土处理系统，其特征在于，所述泥水分离罐（6）包括第二罐体，第二罐体的顶部设有第二加药口（16）。

7.根据权利要求1-4任一项所述的盾构渣土处理系统，其特征在于，所述压滤机（7）的出水口与澄清罐（10）连通。

8.根据权利要求2-4任一项所述的盾构渣土处理系统，其特征在于，所述筛分机构（13）包括由上至下依次设置的第一振动筛和第二振动筛，第一振动筛的网孔大小大于第二振动筛的网孔大小。

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