本發(fā)明申請涉及隧道施工，具體涉及一種復雜地質(zhì)環(huán)境下盾構(gòu)渣土綜合處理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著國家科技的進步和城市建設的大力發(fā)展，隧道施工的需求越來越大，而盾構(gòu)法在隧道施工中的普及率也越來越高。

2、盾構(gòu)機在地下施工過程中，由于需要切削土層向前掘進，因此會產(chǎn)生大量的渣土和泥漿，切削出的渣土和泥漿經(jīng)過泥漿輸送管路運輸至地面泥漿處理站進行處理；但由于地面泥漿處理站所能容納渣土和泥漿容量有限，因此泥漿處理站需具有較高的泥漿處理效率，如果泥漿處理不及時，則會影響盾構(gòu)施工進度，進而延誤工期。

3、在地質(zhì)情況更為復雜的地層中，例如一種包含中粗砂、黏土、粉質(zhì)黏土、含礫粉質(zhì)黏土、灰?guī)r的復雜地層，盾構(gòu)掘進產(chǎn)生的渣土主要以砂、黏土塊、礫石、碎石、灰?guī)r為主，渣土組成成分復雜，進而導致泥漿處理較為困難，而現(xiàn)有的渣土處理方法在處理該種復雜組成成分的渣土時作業(yè)效率低，且耗費時間長，因此面對復雜地質(zhì)的地層時，亟需一種更高效的渣土處理方法以解決上述問題。

4、公開于該背景技術(shù)部分的信息僅用于加深對本公開的背景技術(shù)的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于以上技術(shù)問題中的至少一項，本公開提供了一種復雜地質(zhì)環(huán)境下盾構(gòu)渣土綜合處理方法，通過將泥水分離、壓濾脫水以及土工管袋固化脫水等方法結(jié)合，可高效分離盾構(gòu)渣土中的漿液與渣土，并將分離后的漿液與渣土分別進行回收利用，解決了現(xiàn)有技術(shù)中復雜地質(zhì)環(huán)境下盾構(gòu)渣土處理效率低的問題。

2、根據(jù)本公開的一個方面，提供一種復雜地質(zhì)環(huán)境下盾構(gòu)渣土綜合處理系統(tǒng)，包括與盾構(gòu)機泥水輸送管路對應連通的泥水分離系統(tǒng)、連通于所述泥水分離系統(tǒng)下游的制漿系統(tǒng)、與所述制漿系統(tǒng)對應連通的壓濾系統(tǒng)及土工管袋；

3、所述泥水分離系統(tǒng)包括依次連接的粘土塊-泥漿分離機、粗篩分離機、第一儲漿槽、第一泥漿泵、一級旋流機、一級篩分機、第二儲漿槽、第二泥漿泵、二級旋流機、二級篩分機；所述泥水分離系統(tǒng)還包括可編程控制器；所述可編程控制器與所述第一泥漿泵、第二泥漿泵、粗篩分離機、一級篩分機、二級篩分機對應聯(lián)通，所述可編程控制器可根據(jù)所述泥水分離系統(tǒng)接收的盾構(gòu)渣土流量自動打開和關(guān)閉所述第一泥漿泵、第二泥漿泵、粗篩分離機、一級篩分機、二級篩分機；

4、所述壓濾系統(tǒng)包括入料池、入料泵、壓濾機、高壓鼓風機、濾液池；所述壓濾機包括內(nèi)部設有濾板的濾室。

5、根據(jù)本公開的另一個方面，提供一種盾構(gòu)渣土綜合處理方法，基于上述復雜地質(zhì)環(huán)境下盾構(gòu)渣土綜合處理系統(tǒng)而實施，包括如下步驟：

6、s1：將盾構(gòu)渣土泵入泥水分離系統(tǒng)進行渣土和泥漿分離；

7、s2：設定含渣土顆粒比重分離值為2.70kg/m3，經(jīng)所述泥水分離系統(tǒng)分離后的泥漿進入制漿系統(tǒng)后，對應將含渣土顆粒比重小于2.70kg/m3的泥漿輸送至盾構(gòu)機進行掘進循環(huán)，對應將含渣土顆粒比重大于2.70kg/m3的泥漿輸送至壓濾系統(tǒng)進行壓濾脫水或輸送充填至土工管袋中進行固化脫水；

8、s3：對經(jīng)過泥水分離系統(tǒng)的渣土以及經(jīng)壓濾系統(tǒng)或土工管袋所產(chǎn)生的渣土進行洗砂并回收利用。

9、在本公開的一些實施例中，在所述步驟s1中，所述渣土和泥漿的分離過程包括：

10、s11：將盾構(gòu)渣土泵入所述粘土塊-泥漿分離機中進行渣土-泥漿分離，分離獲得的泥漿輸送至所述粗篩分離機進行第一級渣土-泥漿篩分，并將篩分獲得的泥漿輸送至所述第一儲漿槽；

11、s12：通過所述第一泥漿泵將所述第一儲漿槽內(nèi)的泥漿泵入所述一級旋流機中，對應將含粒徑不小于0.074mm渣土的泥漿輸送至所述一級篩分機進行第二級渣土-泥漿篩分、將含粒徑小于0.074mm渣土的泥漿輸送至所述第二儲漿槽；且經(jīng)所述一級篩分機篩分后的泥漿重新注入所述第一儲漿槽；

12、s13：通過所述第二泥漿泵將所述第二儲漿槽內(nèi)的泥漿泵入所述二級旋流機中，對應將含粒徑不小于0.02mm渣土的泥漿輸送至所述二級篩分機進行第三級渣土-泥漿篩分、將含粒徑小于0.02mm渣土的泥漿輸送至所述制漿系統(tǒng)；且經(jīng)所述二級篩分機篩分后的泥漿重新注入所述第二儲漿槽。

13、在本公開的一些實施例中，在所述步驟s11、s12、s13中，所述粘土塊-泥漿分離機、粗篩分離機、一級篩分機、二級篩分機所分離出的渣土對應轉(zhuǎn)運輸送至渣場。

14、在本公開的一些實施例中，在所述步驟s2中，泥漿壓濾脫水包括：

15、s21：將含渣土顆粒比重大于2.70kg/m3的泥漿注入所述入料池，通過所述入料泵將所述入料池內(nèi)泥漿抽至所述濾室內(nèi)，并持續(xù)向所述濾室泵入泥漿以保持所述濾室內(nèi)過濾壓力，使泥漿中的水分透過所述濾板流出所述濾室；

16、s22：由所述高壓鼓風機鼓動所述濾板以擠壓所述濾室內(nèi)剩余泥漿進行脫水處理；所述濾室內(nèi)排出的水分注入所述濾液池中。

17、在本公開的一些實施例中，在所述步驟s2中，在泥漿固化脫水過程中向含渣土顆粒比重大于2.70kg/m3的泥漿中添加絮凝藥劑并進行攪拌后，再將泥漿泵入土工管袋中進行固化脫水。

18、本申請實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下任一技術(shù)效果或優(yōu)點：

19、1.?將泥水分離、壓濾脫水及土工管袋固化脫水方法結(jié)合，盾構(gòu)渣土可經(jīng)過泥水分離系統(tǒng)進行渣土-泥漿分離，處理后的泥漿含渣土顆粒比重大于2.70kg/m3的泥漿可經(jīng)過壓濾系統(tǒng)或土工管袋及時進行細砂-水分離，對于復雜地質(zhì)環(huán)境下盾構(gòu)渣土處理及時、高效。

20、2.?在泥水分離系統(tǒng)、壓濾系統(tǒng)、土工管袋處理盾構(gòu)渣土過程中產(chǎn)生的渣土經(jīng)過二次洗砂后可回收用作建筑材料，產(chǎn)生的泥漿、濾水可用于盾構(gòu)制漿系統(tǒng)制、調(diào)漿及其他施工用水，施工綠色環(huán)保，有利于可持續(xù)發(fā)展。

21、3.?泥水分離系統(tǒng)中設有可編程控制器與泥水分離系統(tǒng)中各重要設備連接，可實時顯示設備運行情況并自動控制開關(guān)，且可將現(xiàn)場情況和信息匯總到信息中心進行收集和整理，便于技術(shù)人員進行數(shù)據(jù)分析并根據(jù)相應情況制定對應解決方案，為泥水盾構(gòu)順利施工提供保障。

22、4.?土工管袋可層層疊放，通過自身重力濾出內(nèi)部水分，無需大型機械設備，可避免大型機械設備生產(chǎn)過程中存在的施工安全問題，且生產(chǎn)成本低；此外，由于土工管袋固化脫水施工場地大，土工管袋鋪設充足并分區(qū)域劃分，泥漿可不間斷充填至土工管袋進行固化脫水處理，固化后的渣土達到車輛運輸要求后由出渣人員及時出渣，達到土工管袋不間斷生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高。

技術(shù)特征：

1.一種復雜地質(zhì)環(huán)境下盾構(gòu)渣土綜合處理系統(tǒng)，其特征在于，包括與盾構(gòu)機泥水輸送管路對應連通的泥水分離系統(tǒng)、連通于所述泥水分離系統(tǒng)下游的制漿系統(tǒng)、與所述制漿系統(tǒng)對應連通的壓濾系統(tǒng)及土工管袋；

2.一種盾構(gòu)渣土綜合處理方法，其特征在于，基于權(quán)利要求1所述復雜地質(zhì)環(huán)境下盾構(gòu)渣土綜合處理系統(tǒng)而實施，包括如下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)渣土綜合處理方法，其特征在于，在所述步驟s1中，所述渣土和泥漿的分離過程包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的盾構(gòu)渣土綜合處理方法，其特征在于，在所述步驟s11、s12、s13中，所述粘土塊-泥漿分離機、粗篩分離機、一級篩分機、二級篩分機所分離出的渣土對應轉(zhuǎn)運輸送至渣場。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)渣土綜合處理方法，其特征在于，在所述步驟s2中，泥漿壓濾脫水包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)渣土綜合處理方法，其特征在于，在所述步驟s2中，在泥漿固化脫水過程中向含渣土顆粒比重大于2.70kg/m3的泥漿中添加絮凝藥劑并進行攪拌后，再將泥漿泵入土工管袋中進行固化脫水。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種復雜地質(zhì)環(huán)境下盾構(gòu)渣土綜合處理系統(tǒng)及方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中復雜地質(zhì)環(huán)境下盾構(gòu)渣土處理效率低的問題。其主要包括：S1：將盾構(gòu)渣土泵入泥水分離系統(tǒng)進行渣土和泥漿分離；S2：設定含渣土顆粒比重分離值為2.70KG/m3，泥漿進入制漿系統(tǒng)后，將含渣土顆粒比重小于2.70KG/m3的泥漿輸送至盾構(gòu)機進行掘進循環(huán)，將含渣土顆粒比重大于2.70KG/m3的泥漿輸送至壓濾系統(tǒng)進行壓濾脫水或輸送充填至土工管袋中進行固化脫水；S3：對經(jīng)過泥水分離系統(tǒng)、壓濾系統(tǒng)、土工管袋所產(chǎn)生的渣土進行洗砂并回收利用。本申請通過將泥水分離、壓濾脫水以及土工管袋固化脫水等方法相結(jié)合，可高效分離盾構(gòu)渣土中的漿液與渣土，并將分離后的漿液與渣土分別進行回收利用。

技術(shù)研發(fā)人員：朱鎮(zhèn)波,王聰,張賽,郭奇,謝勇軍,李建勛,段喜杰,張小峰,陳慧超,李新偉,李云濤,黃峰,聶成章,葉忠,代淵源,張小海,任曉輝,彭美坤,劉輝,曹保利,張崇驍,岳曉偉,張慧林,張艷濤,武海祥
受保護的技術(shù)使用者：中鐵隧道局集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19