CN108654205A - 用于盾构机挖掘作业所产生的泥浆的泥水分离设备和方法 - Google Patents

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    • B01D36/045—Combination of filters with centrifugal separation devices

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Abstract

本发明提出了一种新颖的盾构机泥浆的泥水分离设备和方法，由于在一级旋流器底部增加了洗砂机洗涤过程，使粘土成分得以与沙石料分离，很好的克服了现有泥水处理工艺的不足，具体包括：第一，两级脱水筛筛上物砂石料的含泥量、含水量大大降低，达到了建筑用砂石料标准，使原来被大量废弃的渣土成为合格的混凝土材料得到回收再利用，既创造了经济效益，又保护了资源不被浪费；第二，减少了废弃渣土排放量，降低了运输成本，节省了废弃渣土对土地的占用，还有效降低了运输过程遗撒和堆放带来的环境污染；第三，由于落入振动筛网上的物料不含粘土泥浆，筛网不易被堵塞，提高了筛分效率，保证了施工生产的安全稳定运行。

Description

用于盾构机挖掘作业所产生的泥浆的泥水分离设备和方法
技术领域
本发明涉及用于盾构机挖掘作业所产生的泥浆的泥水分离设备和方法，属于泥水处理领域。
技术背景
在传统的泥水处理工艺中，如图1所示，从盾构机排出的泥浆(含有粘土块、石子、沙子、粘土等)最先进入减压箱102减压，随后进入预分筛101，筛上物为粒度大于4mm的物料，进入渣场堆放；粒度小于4mm的物料透过筛网进入A储浆槽1013和与之连通的B储浆槽1012，被1#渣浆泵1011泵入一级旋流器104，一级旋流器104的溢流细颗粒浆液进入C储浆槽1010进行二次分离或返回B储浆槽1012再循环或进入沉淀池109；一级旋流器104的底流粗颗粒浆液注入一级脱水振动筛103，筛上物为2～4mm的物料，进入渣场堆放；粒度小于2mm的物料透过筛网后进入B储浆槽1011进行再循环，或通过B储浆槽与C储浆槽的连通管105进入C储浆槽1010，被2#渣浆泵108泵入二级旋流器107，二级旋流器107的溢流细颗粒浆液进入沉淀池109或返回C储浆槽1010进行再循环，二级旋流器107的底流浆液进入二级脱水振动筛106，筛上物为0.074～2mm的物料，进入渣场堆放；透过二级脱水筛106的细颗粒物料进入C储浆槽1010进行再循环或排入沉淀池109。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了用于盾构机挖掘作业所产生的泥浆的泥水分离设备，其特征在于包括：
相互连通的第一储浆槽和第二储浆槽，
第一渣浆泵和一级旋流器，第二储浆槽的物料被第一渣浆泵泵入一级旋流器；
第三储浆槽和沉淀池，一级旋流器的溢流细颗粒浆液进入第三储浆槽进行二次分离或被返回第二储浆槽进行再循环或进入沉淀池；
洗砂机和一级脱水振动筛，一级旋流器的底流粗颗粒浆液进入洗砂机，经过洗砂机加水洗涤后，被洗出的粘土泥浆溢流到第二储浆槽进入下一循环，经洗涤后不含粘土的沙石料进入一级脱水振动筛；一级脱水振动筛的筛上物被送入渣场堆放；透过一级脱水振动筛的筛网的物料进入第二储浆槽；
第二渣浆泵和二级旋流器,第三储浆槽内的物料被第二渣浆泵泵入二级旋流器，二级旋流器的溢流细颗粒浆液排入沉淀池或返回第三储浆槽进行再循环；
二级脱水振动筛，二级旋流器的底流浆液进入二级脱水振动筛，二级脱水振动筛的筛上物被送入渣场堆放；透过二级脱水筛的细颗粒物料进入第三储浆槽进行再循环和/或被排入沉淀池。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于盾构机挖掘作业所产生的泥浆的泥水分离方法，其特征在于包括：
利用第一渣浆泵把物料从第二储浆槽泵入一级旋流器；
使一级旋流器的溢流细颗粒浆液进入第三储浆槽进行二次分离或返回第二储浆槽进行再循环或进入沉淀池；
使一级旋流器的底流粗颗粒浆液进入洗砂机，把经过洗砂机加水洗涤后洗出的粘土泥浆溢流到第二储浆槽以进入下一循环，使经洗砂机加水洗涤后的不含粘土的沙石料进入一级脱水振动筛；
把一级脱水振动筛的筛上物送出；
把透过一级脱水振动筛的筛网的物料送入第二储浆槽；
使第三储浆槽中的物料被第二渣浆泵泵入二级旋流器，
使二级旋流器的溢流细颗粒浆液进入沉淀池排放或返回第三储浆槽进行再循环，
使二级旋流器的底流浆液进入二级脱水振动筛，
把二级脱水振动筛的筛上物排出，
把透过二级脱水筛的细颗粒物料送入第三储浆槽，以进行再循环和/或被排入沉淀池。
附图说明
图1是现有技术的泥水处理工艺的示意图。
图2是根据本发明的一个实施例的盾构机泥浆的泥水分离方案的示意图。
图3是根据本发明的一个实施例的盾构机泥浆的泥水分离方案中三个储浆槽互相连接的示意图。
具体实施方式
本发明人在工程实践中发现，在盾构机在含有沙、石和粘土的地层中开挖隧道时，其排放的渣土中含有大量粘性泥浆成分，当采用图1所示的现有技术方案的工艺流程进行渣土泥水分离时，由于两级脱水筛的筛上、筛下物中沙、石、粘土成分共存，这会导致以下三个不利后果，其一，由于筛上物砂石料中的泥土含量超标，无法回收作为土建工程的混凝土原材料，造成宝贵的砂石料资源浪费；其二，即使被作为废弃渣土排放，也会由于粘土的影响使渣土难以脱水，导致渣土中含水量超标，容易在外排运输时发生遗撒，污染路面和周围环境；其三，粘土容易堵塞振动筛筛网，影响生产的正常进行。
为了克服上述泥水处理工艺的不足，本发明人经过反复研究，提出了一种新颖的盾构机泥浆的泥水分离设备和方法，其中，在一级旋流器底部增加了洗砂机。
如图2所示，在根据本发明的一个实施例的盾构机泥浆的泥水分离设备中，从盾构机排出的泥浆(其中含有粘土块、石子、沙子、粘土等)首先进入减压箱202减压，随后进入预分筛201，筛上物为粒度大于4mm的物料，被送入渣场堆放；粒度小于4mm的物料透过预分筛201的筛网依次进入A储浆槽2014和与之连通的B储浆槽2013，再被1#渣浆泵2012泵入一级旋流器205；一级旋流器205的溢流细颗粒浆液进入C储浆槽2011进行二次分离或返回B储浆槽2013进行再循环或进入沉淀池2010；一级旋流器205的底流粗颗粒浆液进入洗砂机204，经过洗砂机204加水充分洗涤后，被洗出的粘土泥浆溢流到B储浆槽2013进入下一循环，经洗涤后不含粘土的沙石料进入一级脱水振动筛203；一级脱水振动筛203的筛上物为2～4mm的物料，被送入渣场堆放；粒度小于2mm的物料透过一级脱水振动筛203的筛网后进入B储浆槽2013；进入B储浆槽2013的物料进行再循环，或通过B储浆槽与C储浆槽的连通管206进入C储浆槽2011，并被2#渣浆泵209泵入二级旋流器208。二级旋流器208的溢流细颗粒浆液进入沉淀池2010排放或返回C储浆槽2011进行再循环，二级旋流器208的底流浆液进入二级脱水振动筛207，二级脱水振动筛207的筛上物为0.074～2mm的物料，被送入渣场堆放；透过二级脱水筛207的细颗粒物料进入C储浆槽2011进行再循环或被排入沉淀池2010。
如图3所示，在根据本发明的一个实施例的储浆槽的配置中，A储浆槽301和B储浆槽303通过密封垫302直接相连，具有弹性的密封垫302夹在二个槽中间以防止浆液渗漏，B储浆槽303和C储浆槽305通过联通管道304相连通，三个储浆槽共同安装在基座306上。
在本发明的一个实施例中，图2中的储浆槽2014、2013、2011分别对应图3中的储浆槽301、303、305。
根据本发明的该盾构机泥浆的泥水分离设备和方法的优点包括：由于在一级旋流器底部增加了洗砂机洗涤过程，使大量粘土成分得以与沙石料分离，很好的克服了现有泥水处理工艺的不足，具体包括：
第一，两级脱水筛筛上物砂石料的含泥量、含水量大大降低，达到了建筑用砂石料标准，使原来被大量废弃的渣土成为合格的混凝土材料得到回收再利用，既创造了不菲的经济效益，又保护了国家资源不被浪费；
第二，大大减少了废弃渣土排放量，既降低了运输成本，又节省了废弃渣土对城市周边土地的占用，还有效降低了运输过程遗撒和堆放带来的环境污染；
第三，由于落入振动筛网上的物料不含粘土泥浆，筛网不易被堵塞，提高了筛分效率，保证了施工生产的安全稳定运行。

Claims (10)

1.用于盾构机挖掘作业所产生的泥浆的泥水分离设备，其特征在于包括：
相互连通的第一储浆槽(2014)和第二储浆槽(2013)，
第一渣浆泵(2012)和一级旋流器(205)，第二储浆槽(2013)的物料被第一渣浆泵(2012)泵入一级旋流器(205)；
第三储浆槽(2011)和沉淀池(2010)，一级旋流器(205)的溢流细颗粒浆液进入第三储浆槽(2011)进行二次分离或被返回第二储浆槽(2013)进行再循环或进入沉淀池(2010)；
洗砂机(204)和一级脱水振动筛(203)，一级旋流器(205)的底流粗颗粒浆液进入洗砂机(204)，经过洗砂机(204)加水洗涤后，被洗出的粘土泥浆溢流到第二储浆槽(2013)进入下一循环，经洗涤后不含粘土的沙石料进入一级脱水振动筛(203)；一级脱水振动筛(203)的筛上物被送入渣场堆放；透过一级脱水振动筛(203)的筛网的物料进入第二储浆槽(2013)；
第二渣浆泵(209)和二级旋流器(208),第三储浆槽(2011)内的物料被第二渣浆泵(209)泵入二级旋流器(208)，二级旋流器(208)的溢流细颗粒浆液排入沉淀池(2010)或返回第三储浆槽(2011)进行再循环；
二级脱水振动筛(207)，二级旋流器(208)的底流浆液进入二级脱水振动筛(207)，二级脱水振动筛(207)的筛上物被送入渣场堆放；透过二级脱水筛(207)的细颗粒物料进入第三储浆槽(2011)进行再循环和/或被排入沉淀池(2010)。
2.根据权利要求1所述的泥水分离设备，其特征在于：
一级脱水振动筛(203)的筛上物为2～4mm的物料，
透过一级脱水振动筛(203)的筛网的物料是粒度小于2mm的物料，
二级脱水振动筛(207)的筛上物为0.074～2mm的物料。
3.根据权利要求1所述的泥水分离设备，其特征在于进一步包括：
减压箱(202)，用于对泥浆进行减压，
预分筛(201)，用于对来自减压箱(202)的泥浆进行筛分，预分筛(201)的筛上物被送入渣场堆放，透过预分筛(201)的筛网的物料依次进入第一储浆槽(2014)和第二储浆槽(2013)。
4.根据权利要求3所述的泥水分离设备，其特征在于：
预分筛(201)的筛上物被送入渣场堆放；透过预分筛(201)的筛网的物料依次被送入第一储浆槽(2014)和与之连通的第二储浆槽(2013)。
5.根据权利要求1－4之一所述的泥水分离设备，其特征在于：
第一储浆槽与第二储浆槽通过密封垫(302)直接相连，具有弹性的密封垫(302)夹在第一储浆槽与第二储浆槽中间以防止浆液渗漏，
第二储浆槽与第三储浆槽由连通管(206、304)连通；
第一储浆槽、第二储浆槽和第三储浆槽被安装在共同的基座(306)上。
6.用于盾构机挖掘作业所产生的泥浆的泥水分离方法，其特征在于包括：
利用第一渣浆泵(2012)把物料从第二储浆槽(2013)泵入一级旋流器(205)；
使一级旋流器(205)的溢流细颗粒浆液进入第三储浆槽(2011)进行二次分离或返回第二储浆槽(2013)进行再循环或进入沉淀池(2010)；
使一级旋流器(205)的底流粗颗粒浆液进入洗砂机(204)，把经过洗砂机(204)加水洗涤后洗出的粘土泥浆溢流到第二储浆槽(2013)以进入下一循环，使经洗砂机(204)加水洗涤后的不含粘土的沙石料进入一级脱水振动筛(203)；
把一级脱水振动筛(203)的筛上物送出；
把透过一级脱水振动筛(203)的筛网的物料送入第二储浆槽(2013)；
使第三储浆槽(2011)中的物料被第二渣浆泵(209)泵入二级旋流器(208)，
使二级旋流器(208)的溢流细颗粒浆液进入沉淀池(2010)排放或返回第三储浆槽(2011)进行再循环，
使二级旋流器(208)的底流浆液进入二级脱水振动筛(207)，
把二级脱水振动筛(207)的筛上物排出，
把透过二级脱水筛(207)的细颗粒物料送入第三储浆槽(2011)，以进行再循环和/或被排入沉淀池(2010)。
7.根据权利要求6所述的泥水分离方法，其特征在于：
一级脱水振动筛(203)的筛上物为2～4mm的物料，
透过一级脱水振动筛(203)的筛网的物料是粒度小于2mm的物料，
二级脱水振动筛(207)的筛上物为0.074～2mm的物料。
8.根据权利要求6所述的泥水分离方法，其特征在于进一步包括：
用减压箱(202)对泥浆进行减压，
用预分筛(201)对来自减压箱(202)的泥浆进行筛分，把预分筛(201)的筛上物送入渣场堆放，使透过预分筛(201)的筛网的物料依次进入第一储浆槽(2014)和与第一储浆槽(2014)连通的第二储浆槽(2013)。
9.根据权利要求8所述的泥水分离方法，其特征在于：
预分筛(201)的筛上物为粒度大于4mm的物料，被送入渣场堆放；粒度小于4mm的物料透过预分筛(201)的筛网依次进入第一储浆槽(2014)和与之连通的第二储浆槽(2013)。
10.根据权利要求6－9之一所述的泥水分离方法，其特征在于：
第一储浆槽与第二储浆槽通过密封垫(302)直接相连，具有弹性的密封垫(302)夹在第一储浆槽与第二储浆槽中间以防止浆液渗漏，
第二储浆槽与第三储浆槽由连通管(206、304)连通；
第一储浆槽、第二储浆槽和第三储浆槽被安装在共同的基座(306)上。
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