泥水平衡盾构用污水泥浆制备方法及盾构施工方法与流程

[0001]
本发明涉及泥水平衡盾构领域，尤其涉及一种泥水平衡盾构用污水泥浆制备方法及盾构施工方法。


背景技术：

[0002]
泥水平衡盾构及其控压方法对于城市盾构运行有较大的优势。当穿过城市的道路、管道或周边建筑物时候，泥水压力对掘进开挖面的稳定性具有控制作用。
[0003]
泥水仓的泥浆性质对于泥水盾构施工安全和稳定性至关重要，对于不同地层结构以及地质状况，混合泥浆应当根据相关工程进行不同的配比以达到相应的工程性质，满足工程所需的成膜质量的需求。
[0004]
现有的，根据不同泥浆在地层中形成泥膜的类型可分为三类，泥皮型泥膜、泥皮加渗透带型泥膜、渗透带型泥膜，其中以“泥皮加渗透带”型泥膜对开挖面的稳定性最好。
[0005]
对于城市来说属于缺水环境，缺少使用的良好水源。而与此同时，城市建设以及生活设施造成大量的污水，存在污水的排放污染环境，破坏城市生态的问题，污水的回收再利用缺乏相应的途径。
[0006]
基于城市中的污水处理及污水的利用，考虑到泥水平衡盾构用水量巨大，如果能够有效的改善污水的不良成分，并消除相应的臭气作用，能够形成有效的污水泥水效应，节省工程水量需求，并且能够为城市污水的处理提供一条新的解决方法。


技术实现要素：

[0007]
本发明的目的在于提供一种泥水平衡盾构用污水泥浆制备方法及盾构施工方法，能够使用城市污水进行泥水平衡盾构，实现绿色、节能的环保施工。
[0008]
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种泥水平衡盾构用污水泥浆制备方法，包括：
[0009]
将污水运输到工程现场，过滤其中废渣以及生活污秽物，在沉降池中沉淀；
[0010]
加入膨润土以及活性炭粉，在静置12小时后排入搅拌池进行泥浆配置；
[0011]
搅拌池中，触变泥浆质量比为：膨润土胶质价60～90kg、膨润土100kg、碱naco
3
1.5～3kg、预处理泥浆524或614kg，进行均匀搅拌，获得污水触变泥浆。
[0012]
所述“加入膨润土以及活性炭粉”的过程包括：
[0013]
加入膨润土以及活性炭粉质量比为：污水9：膨润土1：活性炭3。
[0014]
一种泥水平衡盾构施工方法，包括：
[0015]
将污水触变泥浆放入储浆罐备用；
[0016]
设定污水触变泥浆的初定参数：
[0017]
通过控制每节掘削量来保证开挖面的稳定；
[0018]
通过道土方转换泥方计算方法为掘削过程提供污水触变泥浆。
[0019]
所述“将污水触变泥浆放入储浆罐备用”中：
[0020]
污水触变泥浆需24小时的静置时间；
[0021]
需要至少2个3m
3
的储泥罐，且轮流使用。
[0022]
本发明所带来的有益效果为：本发明利用膨润土以及活性炭对过滤沉淀后的污水的预处理，成本低、效果好，能够确保改良的效果，有效减少污水中的酸性物质的污染施工空洞；同时，又利用活性炭对污水有效的杀菌以及除臭，提高了工程的可用性；本发明所述的污水触变泥浆的配方以及处理的方法，进一步降低了污水的酸性，提高了泥浆的成膜质量，有效的提升了泥浆的工程效应，提升泥浆的力学性能。
附图说明
[0023]
图1为本发明施工过程中的顶进操作流程。
具体实施方式
[0024]
下面结合附图对本发明进行进一步的说明。
[0025]
一种泥水平衡盾构用污水泥浆制备方法，包括：
[0026]
1.污水处理过程
[0027]
1.1污水由原始的城市市政管道运输到工程现场，首先进行相关的沉淀过滤处理，过滤其中废渣以及生活污秽物。
[0028]
1.2在沉降池过滤沉淀后，流入预处理池中，加入相关的预处理材料，主要采用泥水平衡常用的膨润土以及活性炭粉，对于污水中的臭气以及相关的酸类物质进行分解，并对水体进行消毒，危害工程现场工人以及造成二次污染的可能性，根据实验分析可知，按照质量比对污水进行配置成污水：膨润土：活性炭＝10：1：3，可以对污水水质有显著的提升，并形成预处理泥浆能够保持和易性，在静置12小时后排入搅拌池进行泥浆配置。
[0029]
2.触变泥浆系统
[0030]
(1)泥浆配比
[0031]
泥浆配制主要材料是膨润土，在货源上要优选颗粒细、胶质价高的膨润土，在制作过程中，搅拌要充分均匀，触变泥浆配比如下表：
[0032]
触变泥浆配表触变泥浆配表
[0033]
⑵
将污水触变泥浆放入储浆罐备用；
[0034]
预计每天顶进12m，需加浆液体积为：
[0035]
式中：d——顶管机外径；d——管外径
[0036]
渗入量按3倍加浆量计。
[0037]
储浆要保证24小时的静置时间，至少做2个3m
3
储泥罐，轮流使用。
[0038]
⑶
加浆压力
[0039]
触变泥浆以顶管机头的转速同步加浆。每次下管后顶进前，要开启触变泥浆与排泥管联通阀门5～15秒，以使管内触变泥浆由凝胶变成胶体，减少压力损失。计算触变泥浆用量时，理论用量为：缝隙填充量
×
3＝实际触变泥浆用量。
[0040]
如图1，一种泥水平衡盾构施工方法，包括：
[0041]
3.1顶进主要参数
[0042]
触变泥浆在整个顶管过程中起着关键作用，触变泥浆的压力、浓度影响挖掘面的稳定性。触变泥浆浓度流量影响到切削下土体能否正常送到地面。触变泥浆配比要在优选货源的前提下优化配比，并能根据土质变化及时变化。
[0043]
泥水初定参数：
[0044]
泥水比重
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
5.25t/m
3
[0045]
泥水仓压力
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
30-50kpa
[0046]
送泥水流量
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
q1≤0.66m
3
/min
[0047]
排泥流量
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
q2≤0.79m
3
/min
[0048]
机头顶进速度设定100mm/min，如要加大顶进速度，在保证泥水仓泥压的条件下，要先加大触变泥浆流量，再计算顶进速度，否则排泥管会堵塞。
[0049]
流量计设定0.8m
3
/min。
[0050]
3.2开挖面稳定的判断方法
[0051]
开挖面稳定是泥水平衡顶管顶进施工中最重要的管理项目之一，它直接影响着顶管施工质量。控制每节掘削量是开挖面稳定的必要保证。
[0052]
①
掘削量的控制
[0053]
根据地质情况进行理论掘削量计算：
[0054]
w＝v
×
(1-n)
×
r
[0055]
w：理论掘削量(m
3
/ring)
[0056]
v：砂性土在顶管机断面内所占的体积(m
3
)
[0057]
n：砂性土的孔隙度(％)
[0058]
r：砂性土的密度
[0059]
w
′
：实际掘削量(m
3
/ring)
[0060]
rs：土的比重
[0061]
q1：排泥流量(m
3
/min)
[0062]
p1：排泥密度(kg/m
3
)
[0063]
q0：送泥流量(m
3
/min)
[0064]
p0：送泥密度(kg/m
3
)
[0065]
t：掘削时间(min)
[0066]
实际掘削量直接显示在计算机屏幕上，它较真实的反映实际掘削过程中的掘削
量。
[0067]
实际掘削量w
′
(干砂量)与偏差流量δq的关系：
[0068]
偏差流量δq瞬时计算式：
[0069]
δq＝q1-(a
·
vs+q0)
[0070]
δq：偏差流量(m
3
/min)
[0071]
a：刀盘面积(m
2
)
[0072]
vs：顶进速度(m/min)
[0073]
上式变换可得到排泥流量计算式：
[0074]
q1＝(a
·
vs+q0)+δq
[0075]
②
掘削量的判别方法
[0076]
偏差流量为正值时，顶管机处于
″
超挖
″
状态，干砂量比标准值大；偏差流量为负值时，顶管机处于
″
溢水
″
状态，干砂量比标准值小。
[0077]
当发现掘削量过大时，应立即检查泥水密度、粘度和切口水压。在查明原因后应及时调整有关参数，确保开挖面稳定。
[0078]
③
管道土方转换泥方计算方法
[0079]
泥水浆方量等于5.5倍的管道土方量；
[0080]
外弃泥方量等于1/3的泥水浆方量。
[0081]
本发明所述的施工方法，通过完善的回收泥浆以及平衡支护动态顶进的工序，保证污水泥浆的回收，循环利用，有利于环境保护，并且防止了污水的二次污染。
[0082]
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易变化或替换，都属于本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围所述以权利要求的保护范围为准。