一种处理盾构泥浆的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及盾构泥浆处理领域，特别是涉及一种处理盾构泥浆实现泥水分离的方 法。
【背景技术】
[0002] 随着城市建设的迅速发展，地面交通的拥堵和对地上环境的破坏，占用人类正常 生活的土地等问题突出，因此人们对地下空间的开发利用需求越来越多。在开发地下空间 时，由于明挖施工法造成对地上交通的影响，并且施工过程中产生的噪声，振动，空气的污 染对环境带来极大的影响。因此，更加环保高效的盾构施工应运而生并且得到了广泛的应 用。20世纪60年代英国、日本、德国先后研宄开发了泥水加压盾构，该施工方法在盾构开挖 面的密封隔仓内注入泥水，通过泥水加压使内外压力平衡，以保证开挖面土体的稳定。盾构 推进时开挖下来的土渣进入盾构前部的泥水室，携带刀盘切削的泥土的高浓度泥水用泵送 到地面，泥水在地面经过分离然后进入地下盾构的泥水室，不断地排渣净化使用。目前对于 泥浆的处理多使用沉淀池法和机械分离法，沉淀池法占地面积大，难以满足城市施工的要 求。因此研宄开发满足紧凑和有效地处理要求，是今后盾构系统中泥水分离的新方向。
【发明内容】
[0003] 基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种处理盾构泥浆的方法，能对盾 构泥浆中微小颗粒进行分离，分离后的清液可以满足盾构回用水的要求。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供一种处理盾构泥浆的方法，包括：
[0005] 采用碟式离心系统作为处理系统，所述碟式离心系统包括：碟式离心机，所述碟式 离心机的进料口连接泥浆管路，所述泥浆管路上设有泥浆泵和流量阀；
[0006] 使所处理的盾构泥浆混合液经所述泥浆泵经泥浆管路泵入所述碟式离心机中，通 过所述泥浆管路的流量阀控制所述盾构泥浆混合液的进料流速，以及控制所述碟式离心机 的工作转速对泵入的盾构泥浆混合液进行泥水分离处理，分离出的水作为盾构回用水，分 离出的固体颗粒外排。
[0007] 本发明的有益效果为：通过使用碟式离心机，对盾构泥浆进行分离，利用碟式离心 机对混合液中细微颗粒去除作用良好，结构紧凑，可分离两种轻组分。分离后盾构泥浆中 的细微颗粒得到良好的去除，分离后的水可以满足盾构回用水的要求，该方法简单，易于实 现，使用碟式离心机分离占地面积小，适合城市施工使用，提高了盾构过程中水的使用效率 并且避免了直接排放带来的环境污染。
【附图说明】
[0008] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 附图。
[0009] 图1为本发明实施例提供的方法的碟片间分离过程示意图；
[0010] 图2为本发明实施例提供的方法中的泥浆混合液进料的粒径分布示意图；
[0011] 图3为本发明实施例提供的方法中的泥浆混合液出料的粒径分布示意图。
【具体实施方式】
[0012] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0013] 本发明实施例提供一种处理盾构泥浆的方法，是一种将碟式离心机应用于盾构泥 浆处理的方法，包括以下步骤：
[0014] 采用碟式离心系统作为处理系统，所述碟式离心系统包括：碟式离心机，所述碟式 离心机的进料口连接泥浆管路，所述泥浆管路上设有泥浆泵和流量阀；
[0015] 使所处理的盾构泥浆混合液经所述泥浆泵经泥浆管路泵入所述碟式离心机中，通 过所述泥浆管路的流量阀控制所述盾构泥浆混合液的进料速度，以及控制所述碟式离心机 的工作转速对泵入的盾构泥浆混合液进行泥水分离处理，分离出的水作为盾构回用水，分 离出的固体颗粒物外排。
[0016] 上述方法中，通过泥浆管路的流量阀控制所述盾构泥浆混合液的进料流速为： 0. 003 ?0. 054/L · s-1。
[0017] 上述方法中，控制所述碟式离心机的工作转速为：不低于IOOOOr/分钟。
[0018] 上述方法中，使用碟式离心机系统主要包括碟式离心机，泥浆泵，流量控制阀，泥 浆输送管路等；将含有粒径在630 μm以下颗粒物、具有一定浓度的盾构泥浆通过泥浆泵系 统泵送至碟式离心机中；碟式离心机在一定工作转速下，针对不同组分的泥浆在不同进料 流速下进行分离，分离过程中分离出两种轻物料组分，泥浆中的固体颗粒从混合液中被有 效的去除。分离出的轻物料主要为含有少量固体颗粒物的清水，根据施工要求回用或者继 续处理。该方法通过碟式离心机的离心分离作用对盾构泥浆中的细小颗粒进行分离，利用 浅池原理即在离心沉降槽分离悬浮液时生产能力正比于沉降槽的面积而与沉降槽的高度 无关，所以用一组碟片将转鼓内腔分成若干个间隙的分离通道，从而缩短了颗粒的沉降过 程，加速了离心分离过程。进料悬浮液由转鼓中心引入，向下通过碟片进入碟片和转鼓壁之 间的空间。然后液体以薄层形式再由碟片间沿径向向内流动，并流向位于转鼓顶部的出口。 沉渣沉积在碟片的下表面上，随后颗粒在下表面向离心方向滑动，沉降到转鼓壁上。在该分 离机内用碟片降低沉降高度增加沉降面积，碟片以一定的速度旋转，固体颗粒在分离力作 用下大大提高了沉降速度，很快地从液相中分离出来。
[0019] 分离过程如图1所示，假设从分离最不利处A点出发的颗粒，在到达B'点后能分 离出来的最小粒径，即为临界粒径d。，即所有大于d。的颗粒均将得到分离回收，而小于临界 粒径d。的颗粒，由于所处出发点位置的不同被部分回收，粒径越小的颗粒，必须在靠近B点 进入分离通道才能被分离，因而分离出的几率也越小。
[0020] 可以通过调节碟式离心的转速控制分离过程中所要分离出固体颗粒的临界粒径， 通过提高碟式离心机的工作转速可以使得更小粒径的固体颗粒物从混合液中分离出来，在 实际应用中碟式离心机的工作转速可达lOOOOr/min以上，对泥浆混合液可以达到很好的 分离效果。
[0021] 本发明与现有的盾构泥浆处理技术相比，可以大大的减少设备的占地面积，十分 有利于在城市施工中的应用，并且与普通的沉降池法相比，由于采用高效的机械分离方式， 可以大大减少泥浆处理过程中絮凝剂的使用，降低了泥浆处理的时间，节约施工成本。并且 由于碟式离心机的工作转速可以根据不同的工况进行调节，所以可以适应不同的地质条件 施工，保证施工过程的连续性和稳定性。
[0022] 本发明应用过程中分离出的轻物质组分为澄清度较高的清水，可以满足盾构施工 中回用水的要求，可以循环使用，减少了直接排放对环境的破坏，还可以节约施工成本。
[0023] 下面结合不同成分盾构泥浆混合液的分离效果对本发明的方法进行进一步说明。
[0024] 具体步骤为：按照124g膨润土，3. lgCMC，0. 93g纯碱，14. 4L清水的比例配置成盾 构泥浆。将50g和IOOg的粘土、细砂分别与泥浆混合配置成四种混合液，每种混合液进行 四次不同流速下的分离实验。每次实验均使用浊度仪对实验前后的混合液浊度进行测量， 实验结束后对混合液的固体颗粒物去除率进行计算。在泥浆分离实验中对进料和出料的混 合液进行取样，使用库尔特粒度仪分析分离前后混合液粒径分布。
[0025] 将50、100g的粘土与泥浆混合配置成混合液，在四种不同流速下使用碟式离心机 对混合液进行分离，并记录其浊度变化和去除率如表1。
[0026] 表I 50g、IOOg粘土与泥浆配置混合液分离测试结果
[0027]
【主权项】
1. 一种处理盾构泥浆的方法，其特征在于，包括： 采用碟式离心系统作为处理系统，所述碟式离心系统包括：碟式离心机，所述碟式离心 机的进料口连接泥浆管路，所述泥浆管路上设有泥浆泵和流量阀； 使所处理的盾构泥浆混合液经所述泥浆泵经泥浆管路泵入所述碟式离心机中，通过所 述泥浆管路的流量阀控制所述盾构泥浆混合液的进料流速，以及控制所述碟式离心机的工 作转速对泵入的盾构泥浆混合液进行泥水分离处理，分离出的水作为盾构回用水，分离出 的固体颗粒物外排。
2. 根据权利要求1所述的一种处理盾构泥浆的方法，其特征在于，所述通过所述泥浆 管路的流量阀控制所述盾构泥浆混合液的进料流速为：〇. 003?0. 054/L ? s'
3. 根据权利要求1或2所述的一种处理盾构泥浆的方法，其特征在于，所述控制所述碟 式离心机的工作转速为：不低于lOOOOr/分钟。
【专利摘要】本发明公开了一种处理盾构泥浆的方法，属于盾构施工领域。该方法包括：采用碟式离心系统作为处理系统，碟式离心系统包括：碟式离心机，碟式离心机的进料口连接泥浆管路，泥浆管路上设有泥浆泵和流量阀；使所处理的盾构泥浆混合液经泥浆泵经泥浆管路泵入碟式离心机中，通过泥浆管路的流量阀控制盾构泥浆混合液的进料流速，以及控制碟式离心机的工作转速对泵入的盾构泥浆混合液进行泥水分离处理，分离出的水作为盾构回用水，分离出的固体颗粒物外排。该方法简单，易于实现，且相比较其他方法来说在施工中占地面积小，无需添加絮凝剂，不会对环境造成二次污染，适合于在城市中施工使用。
【IPC分类】C02F11-00
【公开号】CN104529109
【申请号】CN201510025966
【发明人】周翠红, 杨长顺, 陈鹏, 曾萌
【申请人】北京石油化工学院
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月19日