专利名称：泥水盾构泥浆调制设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种泥浆调制设备，特别涉及一种泥水盾构泥浆调制设备，属于 隧道工程技术领域。
背景技术：
二十世纪90年代，泥浆调制工艺及其使用装置先后用于淤泥处理、废水回收和水 电、城建等正反循环成孔(槽)等领域，该阶段面临的工程条件简单、工程地点相对固定、泥 浆成分和消耗量都较少。随着二十一世纪地铁行业的兴起，泥浆调制技术开始广泛应用于地铁盾构施工。 由于地铁隧道工程里程较长、工程条件复杂、地质变化迅速且复杂，地铁施工一股都在城市 的繁华地段，对泥浆调制工艺及其使用装置还要求结构紧凑、性能环保。泥水盾构是隧道掘进的专用工程机械，集机、电、液、传感、信息技术于一体，具有 开挖切削岩土、测量导向、输送土碴、拼装衬砌砼管片等功能，目前已广泛用于铁路、公路、 地铁、市政、水利水电隧道工程。泥水盾构利用循环悬浮液的体积对泥浆压力进行调节和控 制，采用膨润土悬浮液(俗称泥浆)作为支护材料。开挖面的稳定是将泥浆送入泥水仓内， 在开挖面上用泥浆形成不透水的泥膜，通过该泥膜的张力保持水压力，以平衡作用于开挖 面的土压力和水压力。开挖的土砂以泥浆形式输送到地面，通过泥水处理设备进行分离，分 离后的泥水进行质量调整，再输送到盾构的开挖面。泥水处理设备分离后的泥浆经过沉淀后进入调整槽，在调整槽内对泥浆进行调 配，确保输送到盾构的泥浆性能满足使用要求。泥浆调制时，使用黏土提高密度，添加膨润 土(制浆剂)来增加黏度。黏性大的泥浆在砂砾层可是防止泥浆损失、砂层剥落，使开挖面 保持稳定。目前现有泥水盾构泥浆处理方式主要存在的问题有(1)、目前泥水盾构施工所产 生的废浆一股采用外排的形式，项目成本增高、对环境污染大；(2)、主要是利用钢筋混凝土 结构、化学材料和搅拌机等技术，工序复杂。在盾构施工中尚不能满足快速、大量的制浆，也 无法满足城市场地狭小和节能减排的要求。(3)、(3)、电气设备普遍采用分散控制，不利于 操作、维修，使用也很不便。因此，有必要设计一种能够克服上述缺点的泥水盾构泥浆调制设备，以解决上述 问题。
发明内容本实用新型的目的是提供一种泥水盾构泥浆调制设备，其目的在于解决现有泥水 盾构泥浆处理设备中存在的项目成本过高、工序复杂以及对环境污染大的缺点，而提供一 种构造简单、工序简单、环保节能的泥水盾构泥浆调制设备。本实用新型所采用的技术方案是一种泥水盾构泥浆调制设备，其特征在于，其主 要包括新浆池、调整池、过度沉淀池、压滤沉淀池、压滤设备、清水池、多个泵及电器控制系统，清水池连通至新浆池，新浆池制备好的浆液由泵送至调整池，调整池负责调整浆液的浓 度，经调整后的浆液被泵送至盾构机，盾构机排出的浆液连通至泥水分离设备，泥水分离设 备连通至过度沉淀池，其中过度沉淀池包括刮泥机，负责对浆液进行自然沉淀配合刮泥机 进行浆液浓缩；所述新浆池、调整池、过度沉淀池、压滤沉淀池及清水池均采用钢结构。由此 带来的技术效果至少是本发明在盾构施工领域首次采用了刮泥机配合沉淀池弃浆至压滤 机处理废浆，达到零排放，降低项目成本，促进环境保护，其次，泥浆池采用钢结构，增加了 抵抗地表沉降引起结构变形的适应能力，充分利用了地表空间、结构紧凑，克服了城市繁华 地段场地不足的难题；由于钢结构可以回收或再度利用，减少了建筑垃圾的产生，从而达到 了性能环保、节能减排的功效。如上所述的泥水盾构泥浆调制设备，其特征在于刮泥机主要由搅拌电机、提升电 机、减速箱、搅拌轴、搅拌叶片构成，搅拌叶片通过在锥形的罐体内缓慢旋转搅拌浆液，使自 然沉淀的浆液浓缩至罐底。由此带来的技术效果至少是通过刮泥机配合过度沉淀池，弃浆 至压滤机处理废浆，可以使泥浆重复使用，减少废浆排污量，环保节能。如上所述的泥水盾构泥浆调制设备，其特征在于所有的电气设备采用集中控制， 集中控制可以将启动柜以及电器开关集中在一起，有利于防护美观。由此带来的技术效果 至少是便于操作，使用简便、快捷，不易出错。如上所述的泥水盾构泥浆调制设备，其特征在于电器控制系统采用接触器、继电 器和操作按钮，实现本地集中控制、手动操作的完整功能，无论是加工制造还是操作维修都 节省了费用，同时最大限度的确保了控制系统的可靠性。由此带来的技术效果至少是对于 设备的使用便捷性及可靠性有极大提高。本实用新型的有益效果是本实用新型的主要优点至少体现在以下方面(1)、盾构施工领域首次采用了刮泥机配合沉淀池弃浆至压滤机处理废浆，达到零 排放，降低项目成本，促进环境保护，压滤机配合泥水盾构是未来泥水盾构施工必不可少的
一项重要环节。(2)、泥浆池采用钢结构，增加了抵抗地表沉降引起结构变形的适应能力；充分利 用了地表空间、结构紧凑，克服了城市繁华地段场地不足的难题；由于钢结构可以回收或再 度利用，减少了建筑垃圾的产生，从而达到了性能环保、节能减排的功效。(3)、所有的电气设备采用集中控制，集中控制可以很好的将启动柜以及电器开关 集中在一起，有利于防护美观。电器、操作控制方面取消了 PLC控制模式的远程监控功能， 充分发挥配套装置的选型和功能，控制系统采用了简单的几个接触器、继电器和操作按钮， 就实现了本地集中控制、手动操作的完整功能，无论是加工制造还是操作维修都节省了费 用，同时最大限度的确保了控制系统的可靠性。
图1是本实用新型实施例泥水盾构泥浆调制设备的单套调制浆布置图。图2是本实用新型实施例泥水盾构泥浆调制设备的过度沉淀池的结构示意图。图3是本实用新型实施例泥水盾构泥浆调制设备的调制工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详细说明。图2中的标记说明搅拌电机11、提升电机12、减速箱13、搅拌轴14、搅拌叶片15。如图1及图2所示，本实用新型实施例提供的一种泥水盾构泥浆调制设备，其主 要包括新浆池、调整池、过度沉淀池、压滤沉淀池、压滤设备、清水池、多个泵及电器控制系 统，清水池连通至新浆池，新浆池制备好的浆液由泵送至调整池，调整池负责调整浆液的浓 度，经调整后的浆液被泵送至盾构机，盾构机排出的浆液连通至泥水分离设备，泥水分离设 备连通至过度沉淀池，其中过度沉淀池包括刮泥机，负责对浆液进行自然沉淀配合刮泥机 进行浆液浓缩；所述新浆池、调整池、过度沉淀池、压滤沉淀池及清水池均采用钢结构。图1中，1#、2#、3#、4#、5#、6#是单台盾构的泥浆调制系统。泥水处理设备分离后的 泥浆经过1#和2#池两级沉淀后，进入3#调整池，在3#调整池内加入6#池的新浆或5#池 的清水对泥浆进行调配，性能合格后输送到盾构的。当1#、2#池的泥浆比重较大、需要弃浆 时，利用1#、2#池的渣浆泵排出底部较浓泥浆至4#压滤沉淀池进行压滤处理。当盾构在淤泥质土、粉质粘土地层施工时，利用5#清水池的水泵向各个泥浆池增 加清水来调整泥浆的比重，不需要6#调制新浆。当盾构在粉细砂、含砾中粗砂等土层施工时，利用6#新浆池的泥浆泵向3#池增加 新浆来调整泥浆的比重。所述泥浆调制使用装置主要部分功能是过度沉淀池功能主要是对分离处理后的浆液进行自然沉淀配合刮泥机进行的一 种浆液浓缩，从而使高比重浆液泵送至压滤沉淀池进行处理，合格浆液自流到新浆池。调整池功能主要是对浆液指标的一个改进，浆液比重高低通过增加清水或者新 浆来调整的，调整好的浆液泵送到的形式到盾构机上。清水池功能清水池主要是整个系统调制浆需要的的清水，含过度沉淀池、调整 池、新浆池的清水使用。新浆池功能新浆池主要是制拌盾构机所需要的浆液，泵送到调整池。刮泥机刮泥机主要由搅拌电机、提升电机、减速箱、搅拌轴、搅拌叶片构成。工作 原理刮泥机主要是在锥形的罐体内搅拌叶片和罐体很小的间隙进行慢速的旋转，使自然 沉淀的浆液浓缩的锥低，如沉淀的颗粒太多，刮泥机可以向上提升一定的高度。使用效果从配合工程使用效果来看，刮泥机在盾构施工中很好的解决了浆液沉 淀处理。刮泥机主要由搅拌电机11、提升电机12、减速箱13、搅拌轴14、搅拌叶片15构成， 搅拌叶片15通过在锥形的罐体内缓慢旋转搅拌浆液，使自然沉淀的浆液浓缩至罐底。所有的电气设备采用集中控制，集中控制可以将启动柜以及电器开关集中在一 起，有利于防护美观。电器控制系统采用接触器、继电器和操作按钮，实现本地集中控制、手动操作的完 整功能，无论是加工制造还是操作维修都节省了费用，同时最大限度的确保了控制系统的
可靠性。参见图3，此泥浆调制设备的工作流程主要是新浆池一调整池一盾构机一泥水 分离设备一过度沉淀池1—过度沉淀池2—压滤沉淀池一压滤设备一渣场/清水池。[0037]从盾构机排出的浆液采用逐级自流的方式，其主要流程是泥水分离设备一过度 沉淀池1—过度沉淀池2 —调整池/压滤沉淀池一P泵一盾构机。施工清水都是泵送的方式，其主要流程是清水池一新浆池/过度沉淀池1、过度 沉淀池2 —调整池一盾构机一泥水分离设备。新浆池主要采用清水和盾构制浆剂来调制盾构所需的泥浆。过度沉淀池的刮泥机对浆液进行自然沉淀后刮泥使高比重的浆液通过泵送的形 式打入压滤沉淀池，压滤沉淀池进行浆液的絮凝处理，絮凝处理好的浆液通过隔膜泵泵入 压滤设备上进行压滤，压滤后一部分是渣土，另外一部分是清水，清水可以重复使用。本实用新型在实际使用中，采用两台Φ6. 52米的泥水盾构，单台盾构日掘进环数 最高为10环，其中掘进时间为60分钟/环，管片拼装及其它工序时间为30分钟/环，盾构 穿越的地层主要为淤泥质土、粉质粘土、粉细砂及含砾中粗砂等土层。本实用新型的有益效果是本实用新型的主要优点至少体现在以下方面(1)、盾构施工领域首次采用了刮泥机配合沉淀池弃浆至压滤机处理废浆，达到零 排放，降低项目成本，促进环境保护，压滤机配合泥水盾构是未来泥水盾构施工必不可少的 一项重要环节。(2)、泥浆池采用钢结构，增加了抵抗地表沉降引起结构变形的适应能力；充分利 用了地表空间、结构紧凑，克服了城市繁华地段场地不足的难题；由于钢结构可以回收或再 度利用，减少了建筑垃圾的产生，从而达到了性能环保、节能减排的功效。(3)、所有的电气设备采用集中控制，集中控制可以很好的将启动柜以及电器开关 集中在一起，有利于防护美观。电器、操作控制方面取消了 PLC控制模式的远程监控功能， 充分发挥配套装置的选型和功能，控制系统采用了简单的几个接触器、继电器和操作按钮， 就实现了本地集中控制、手动操作的完整功能，无论是加工制造还是操作维修都节省了费 用，同时最大限度的确保了控制系统的可靠性。
权利要求一种泥水盾构泥浆调制设备，其特征在于，其主要包括新浆池、调整池、过度沉淀池、压滤沉淀池、压滤设备、清水池、多个泵及电器控制系统，清水池连通至新浆池，新浆池制备好的浆液由泵送至调整池，调整池负责调整浆液的浓度，经调整后的浆液被泵送至盾构机，盾构机排出的浆液连通至泥水分离设备，泥水分离设备连通至过度沉淀池，其中过度沉淀池包括刮泥机，负责对浆液进行自然沉淀配合刮泥机进行浆液浓缩；所述新浆池、调整池、过度沉淀池、压滤沉淀池及清水池均采用钢结构。
2.根据权利要求1所述的泥水盾构泥浆调制设备，其特征在于刮泥机主要由搅拌电 机、提升电机、减速箱、搅拌轴、搅拌叶片构成，搅拌叶片通过在锥形的罐体内缓慢旋转搅拌 浆液，使自然沉淀的浆液浓缩至罐底。
专利摘要本实用新型公开了一种泥水盾构泥浆调制设备，其特征在于，其主要包括新浆池、调整池、过度沉淀池、压滤沉淀池、压滤设备、清水池、多个泵及电器控制系统，清水池连通至新浆池，新浆池制备好的浆液由泵送至调整池，调整池负责调整浆液的浓度，经调整后的浆液被泵送至盾构机，盾构机排出的浆液连通至泥水分离设备，泥水分离设备连通至过度沉淀池，其中过度沉淀池包括刮泥机，负责对浆液进行自然沉淀配合刮泥机进行浆液浓缩；所述新浆池、调整池、过度沉淀池、压滤沉淀池及清水池均采用钢结构。所述泥水盾构泥浆调制设备具有构造简单、工序简单、环保节能的优点。
文档编号C02F11/12GK201722263SQ20102021122
公开日2011年1月26日 申请日期2010年6月1日 优先权日2010年6月1日
发明者侯建军, 刘文祥, 叶忠, 孙宏伟, 李勇军, 石小政, 赵生荣, 黄平华 申请人:中铁隧道股份有限公司