泥水盾构施工废弃泥浆固液分离处理技术

2泥水盾构相关泥浆分离的指标在进行盾构施工的过程中，需要满足以下泥水分离要求:

1)处理能力:要求使用处理能力为1500m3/h的泥水分离设备，控制泥浆处理的平均流量为1250m3/h。

2)排送渣土 能 力:要求使用排送渣土能力为360m3/h的排查设备，控制掘进速度为4cm/min。

3)处理最大粒径:最大处理粒径为160mm，处理的过程首先进行粗筛，将粒径＞3mm的颗粒筛选出来，然后进行一级旋流，筛分出粒径＞74μm的颗粒，最后进行二级旋流，筛分出粒径＞20μm的颗粒，要求筛分完成后的渣料含水量≤5%，可以达到汽车直接运输的要求。

4)噪音控制:控制夜间施工噪音＜55dB。

3优化泥水分离设备

3．1匹配旋流器的负荷及增加一套二级旋流在盾构施工过程中，随着地质条件的变化，地层中细砂、粉土以及粉质黏土的含量也有所不同。随着地质情况的变化，一、二级旋流负荷也做了相应的分配，旋流器负荷在匹配时，主要应用的是可调节门阀。如果负荷旋流达不到盾构施工的要求，为了保证泥浆细微颗粒的处理量，可以参照实际情况增加一套二级旋流器。

3．2预分筛优化

3．2．1优化方式

1)对预分筛的倾斜角度进行调整。预分筛倾斜角度的调整主要通过调整预分筛的弹簧高度实现。

2)适当增大预分筛的震动力。预分筛的振动力一般通过调整振动电机的振幅或者调整弹簧的弹性模量进行实现。

3)改变筛板的过滤等级。一 般 来 说，预 分 筛 由 两 层 组成，上层孔径大小为10mm和5mm聚 氨 酯 筛 板，下 层 是 由不锈钢条形筛板构成，相邻筛板之间的距离为3mm。

3．2．2优化措施适当调整预分筛的二层不锈钢筛板，将孔径改为2mm，这样颗粒经过预分筛后，孔径＞2mm的颗粒可以从浆液中分离。这样虽然预分筛的处理量有所增加，但是一、二级旋 流分离渣土的压力可以得到有效缓解。

3．3脱水筛优化

1)优化方式。

(1)适当对脱水筛的倾斜角度进行调整。主脱水筛的倾斜角度一般通过调整脱水筛后的弹簧高度实现。

(2)适当增大脱水筛的震动力。一般来说，脱水筛的振动力通过调整振动电机的振幅和调整弹簧的弹性模量实现。

(3)适当调整筛板的过滤等级。一般来说，脱水筛分为一级和二级两个等级，一级脱水筛孔径大小为0．51mm，材料为聚氨酯筛板，二级脱水筛孔径大小为0．24mm，材料为聚氨酯筛板。通常在施工过程中，因为地层中大部分为粉细砂，造成二级脱水筛负荷相对较大。

2)优化措施。为了缓解二级脱水筛的工作强度，可以优化一级脱水筛聚氨酯筛板孔径，将其改为孔径大小为0．5mm的筛板。4泥浆的压滤分离通过对泥水实际特性进行分析，同时综合考虑压滤机的具体使用情况，另外对施工现场的实际地质情况进行了参考，将施工条件设置为地层条件最不利的情况，需 要 配 置6台高效节能压滤机。每一台压滤机的压滤机能力可以依据以下内容进行计算。

1)基本参数:每一台压滤机过滤面积351m2，滤室容积7．81m3，完成一个循环大约需要90min。

2)如果工作效率为0．8，每天需要工作20h，那么每一台压滤机每天可以处理渣土:7．82×20×0．8=125m3/d。每 天6台压滤机处理渣土的总数量为6×125=750m3/d。

3)实方计算:在施工过程中，盾构每完成一个循环所产生的渣土量为3．14×12．042×18÷4÷0．85≈240m3。通过对以上内容进行分析发现，如果因为系统故障造成停工，配置6台压滤机可以满足实际的施工需要。另外，泥浆经过压滤处理后，其综合指标也会受到一定程度的影响，一般有两种情况:

①压滤机的处理能力达不到盾构施工要求，而且还降低了泥浆的需求度，为了对泥浆进行有效地分离，需要增加离心处理工作;

②因为在泥浆处理过程中添加了辅助药剂，盾构施工成本有所升高。

5泥浆的离心分离在盾构施工过程中，如果压滤机的处理能力不能达到盾构掘进的比重要求，同时泥浆的需求量有所降低，那么需要凭借离心处理将泥浆分离出来。一般来说，离心机通常处理比重较高的泥浆，完成处理后，泥浆黏度一般不会发生变化。因为隧道掌子面土壤性质较为特殊，膨润土泥浆中会积累数量较多的切割碎片，这就会影响泥浆的比重、黏度等参数。在施工过程中，可以凭借对泥浆密度进行测量对这类参数进行监控。如果在施工过程中，泥浆的密度已经达到上限，为了确保施工系统泥浆密度可以保持在正常水平，必须排出一部分存储的泥浆，同时注入新鲜的膨润土泥浆。系统中排出的废泥浆，通过分离预处理，泵送入离心机进行脱水和分离，最后形成极细的膨润土颗粒。完成脱水后的固渣需要运送至指定的处理厂，或者和渣土一同进行处理;经过离心机排除的清水，通过相关试验进行检测，如果达标，可以直接排放至系统中循环使用，旨在节约资源。在施工过程中，掘进施工会产生大量的泥浆，离 心 机 主要处理含砂率较大的泥浆或者比重较大的混合物。通过对使用过程进行分析发现，可以满足施工相关要求。

6泥浆的沉淀分离在施工过程中，充分考虑场地限制和具体的施工要求，絮凝沉淀井通常由膨化池和新浆池充当，另外还要在暗挖段进行大型絮凝沉淀池的修建，这样，不能及时进行处理的高黏度泥浆就可以排放到絮凝沉淀井中进行沉淀，然后添加一定量的絮凝剂进行快速沉淀，完成沉淀后，及时清理渣土。絮凝剂掺量需要按一定比例进行稀释并充分搅拌，然后将其完全溶解在清水中。在施工过程中，一般先将泥浆抽送到容积较大的沉淀池中，然后开启搅拌系统，再将完全稀释的絮凝剂加入，随之，泥浆的表面就会产生较多的絮状泥块，如果絮状物体积较大或者泥浆的表面出现清水，可以停止搅拌，待絮状物完全沉淀后，通过泵将清水泵出，然后用离心机进行处理。

7结束语

1)为了防止在施工过程中出现施工设备不适应地质条件的情况，影响施工的正常开展，所有的泥水处理系统都应该依据施工现场的实际地质情况进行设计和配置。

2)依据施工实际的项目成本和工程情况选择压滤机和离心机，另外，选购之前必须充分做好设备调查，保证所选设备为最优。

3)压滤机耗电量较大，离心机需要频繁地进行养护，如果使用不当，会造成施工成本的增加。所以，所有的离心 机和压滤设备的使用必须严格依据其使用规范进行，同时为了提高设备使用效率，降低施工成本，可以适当加入化学药剂。不仅如此，所有设备和沉淀池的数量也需要参照施工项目的实际情况，同时依据地层变化及时进行调整，保证施工顺利开展。

 

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