一种双模盾构弃渣分离系统及其分离方法与流程

1.本发明涉及盾构弃渣分离技术领域，尤其是涉及一种双模盾构弃渣分离系统及其分离方法。


背景技术：

2.随着我国经济建设不断加快，城市基础建设不断发展，盾构法施工已经成为地下工程中必不可少的部分。针对不同的地层，土压平衡以及泥水平衡盾构被广泛使用，在此基础上，土压、泥水双模盾构兼具两种模式，进一步拓宽了盾构法的地层适应性。两种模式最大的区别在于掌子面的平衡及出土方式：土压平衡模式通过切削掉落的渣土平衡掌子面，再通过皮带机
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电瓶车
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起重机将渣土运输至渣场；泥水平衡模式则采用泥浆平衡掌子面，通过泥浆携带渣土至泥水站处理，粗颗粒分离脱水后排至渣场，细颗粒则从进泥管泵送至掌子面建立泥浆循环。为保证掘进和出渣顺畅，现场施工时一般会添加一定的水和泡沫等渣土改良剂，导致渣土中含有较多的水。相较于泥水模式，双模盾构土压模式下弃渣由于未经过泥水站处理，大量弃渣外运造成环境污染，同时也增加了运输成本较高，对于渣土中可回收利用的土颗粒无法回收利用；此外，泥水站的闲置也造成了设备成本的浪费。


技术实现要素：

3.针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种双模盾构弃渣分离系统及其分离方法，其渣土分离后所得砂石料可用于配置砂浆或卖出，泥浆也可用于渣土改良和配置砂浆，节约材料费用，环境污染小。
4.为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
5.该双模盾构弃渣分离系统，包括盾构机和渣土池以及泥水站，还包括搅拌池，所述搅拌池靠渣土池设置，搅拌池的通过搅拌池渣浆泵及排泥管与泥水站的进口相连通，泥水站的泥浆出口通过进泥管与盾构机及搅拌池相连通，泥水站上设有用于排出分离颗粒的砂粒出口。
6.还包括砂浆搅拌站，所述泥水站的泥浆出口通过进泥管与砂浆搅拌站相连通。
7.所述泥水站的泥浆出口通过进泥管与渣土池相连。
8.所述搅拌池内设有一组搅拌器，一组搅拌器呈品字形布置。
9.还包括入料池，所述入料池位于搅拌池的上方，入料池的上方设有用于接收盾构渣土倒入的开口，入料池的底部设有用于将渣土流入搅拌池的底部开口。
10.所述搅拌池相连的排泥管上设有排泥管阀门，排泥管上位于排泥管阀门的内侧通过冲洗抽泥管与搅拌池的顶部相连，并在冲洗抽泥管上设有冲洗抽泥管阀门。
11.对应所述砂粒出口设有一组不同级别的筛分结构。
12.一种利用所述双模盾构弃渣分离系统的分离方法，包括以下步骤：
13.1)通过龙门吊将盾构排出渣土倒入渣土池中；
14.2)利用渣土池旁配置的挖机将渣土池中渣土转运至搅拌池中；
相连，进泥管ⅱ的上端与搅拌池的顶部相连，并在进泥管ⅱ上设有进泥管阀门ⅱ12；渣土池进泥管13的下端与进泥管ⅰ相连，进泥管ⅰ的上端与渣土池的顶部相连，并在渣土池进泥管上设有渣土池进泥管阀门14。
33.对应所述砂粒出口设有一组不同级别的筛分结构，筛分结构分为初筛、一级筛分和二级筛分，可以得到不同粒径组分的颗粒。
34.利用本发明双模盾构弃渣分离系统的分离方法，包括以下步骤：
35.1)通过龙门吊将盾构排出渣土倒入渣土池中；
36.2)利用渣土池旁配置的挖机16将渣土池中渣土转运至搅拌池中；
37.3)通过搅拌池中的搅拌器将渣土与泥浆搅拌稀释均匀，再利用渣浆泵将渣浆泵送至泥水站进行分离处理；
38.4)泥水站分离处理形成的泥浆分别输送至盾构机、搅拌池以及砂浆搅拌站中，泥水站分离处理形成的砂粒输送至筛分结构中进行筛分处理。
39.本发明中将盾构排出的干渣进行充分搅拌稀释，通过管道运输可节约现场场地及渣土运输成本；充分利用双模盾构配置的泥水站处理渣土，避免泥水站闲置；渣土处理后再外运可减少弃渣含水量以及出渣方量，可降低出土成本，减小出土对现场施工进度以及自然环境的影响；充分利用废弃渣土，渣土分离后所得砂石料可用于配置砂浆或卖出，泥浆也可用于渣土改良和配置砂浆，节约材料费用，具有较好的经济效益。
40.优选具体实例为：
41.系统布置：
42.考虑到泥水站与盾构出土口通常有一定距离，为了方便渣土转运，将搅拌池布置在出土口渣场旁边，由排泥管和进泥管将搅拌池与泥水站等其他功能系统联通，工作系统如图2所示。
43.排泥管将稀释后的渣土泵送至泥水站进行处理，进泥管则根据现场使用需求，将调整后的泥浆分别泵送至搅拌池、盾构机、砂浆搅拌站以及渣土池。泵送至搅拌池用于稀释渣土，泥浆指标要求较低，当地层中黏粒含量较高时可直接输入清水；泵送至盾构机被用于渣土改良；泵送至搅拌站主要用于配置砂浆；当弃浆较多时，可将多余的弃浆排入渣土池，节约弃浆池占地，同时可提前稀释盾构排出的渣土，提高搅拌池的搅拌效率。
44.渣土转运：
45.龙门吊将盾构渣土倒入渣土池后，再利用渣土池配置的挖机转运至搅拌池23，为避免倒入渣土时损坏搅拌器，采用三台搅拌器，分别为搅拌器ⅰ1、搅拌器ⅱ2以及搅拌器ⅲ3，品字形布置(如图2所示)，搅拌池入料口17的开口较大一侧朝向挖机。优选的，当场地条件允许时，也可另外布置一入料池，直接将盾构渣土倒入入料池，通过底部开口直接流入搅拌池，减少挖机和人工费。
46.搅拌稀释：
47.通过渣土池配置的三个搅拌器将渣土与泥浆搅拌稀释均匀，再利用渣浆泵将渣浆泵送至泥水站进行分离处理。为保证搅拌效果，搅拌深度为搅拌池底部以上1/3左右。考虑到盾构出渣存在较大的颗粒，长时间运转可能出现大颗粒沉底影响设备运行，将渣土池处的排泥管以及进泥管布置成三通形式，利用渣浆泵实现内循环逆洗。当出现沉底时，关闭排泥管阀门，打开冲洗抽泥管阀门，反转渣浆泵，抽取搅拌池上层稀浆冲起沉底的大颗粒。同
样的，也可利用进泥管进行冲刷。若压力冲洗仍无法解决沉底问题时，可直接采用挖机进行清理。
48.泥水站分离处理：
49.渣浆进入泥水站分离系统后，经过初筛、一级筛分和二级筛分，得到不同粒径组分的颗粒，其中6mm以上的大颗粒直接外运，剩余0.1
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6mm的砂粒用于现场配置砂浆或直接卖出。根据渣土级配分析，以及现场砂石料使用需求，可调整泥水分离系统配置的筛网尺寸，最大化利用筛分物。
50.泥浆循环利用：
51.分离后的泥浆可用于渣土改良、配置砂浆以及搅拌池搅拌稀释等，根据泥浆的用途，按现场实验结果调整泥浆指标后进行循环利用，剩余细颗粒经压滤脱水后外运。
52.上述具体实施方式仅为本发明的优选方式，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，如：搅拌器的数量和平、纵面布置方式可根据搅拌池形状尺寸进行调整；渣土转运方式不限于采用挖机转运，也可调整入料口，直接通过现场龙门吊翻转渣土斗车倒入搅拌池或其他方式；泥浆冲刷沉底渣土的管路布置也可根据所配置的渣浆泵性能进行调整，以及其余在此基础上进行非创造性劳作而做出的变化，均应属于本发明的保护范围。
53.上述仅为对本发明较佳的实施例说明，上述技术特征可以任意组合形成多个本发明的实施例方案。
54.上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。