全地下式盾构渣土资源化利用系统及方法与流程

本发明属于盾构施工，尤其涉及一种全地下式盾构渣土资源化利用系统及方法。

背景技术：

1、随着城市建设和地下管线建设的不断推进，盾构机在地下隧道建设中得到了广泛应用。盾构机的使用不仅可以减少对地表环境的破坏，还可以提高施工效率、缩短工期。但盾构机掘进过程中会产生大量渣土，如何处理这些渣土已经成为隧道建设中的重要环节之一。

2、目前，对于盾构机掘进产生的渣土，一般采用传统的填埋、倾倒或外运处理方式，这些处理方式不仅浪费资源，而且还会对环境造成一定的污染。建设于地面的盾构渣土处理系统会占用一定的地上空间，且渣土输送会消耗人力物力。因此，寻找一种合理的盾构渣土处理方式，减少环境污染并实现资源的合理利用，是隧道建设盾构施工领域中亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对相关技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种全地下式盾构渣土资源化利用系统及方法，设置于地下并可以随盾构机掘进而同步移动，对盾构产生的渣土进行处理使其可以应用于盾构注浆或基础建设，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种全地下式盾构渣土资源化利用系统，包括：

4、化浆筛分系统，化浆筛分系统设有入料皮带机，入料皮带机设于盾构机渣土出口下方，以收集盾构渣土至化浆筛分系统，化浆筛分系统用以清洗并分离渣土中的粗颗粒；

5、洗砂回收系统，洗砂回收系统与化浆筛分系统的出浆口连通，洗砂回收系统用以分离细砂和泥浆；

6、细砂输送及暂存系统，细砂输送及暂存系统与洗砂回收系统的出砂口连通，细砂输送及暂存系统用以输送及暂存细砂；

7、浆液调整系统，浆液调整系统与洗砂回收系统的出浆口连通，浆液调整系统用以调整泥浆的浓度；

8、压滤系统，压滤系统与浆液调整系统的高浓度出浆口连通，压滤系统用以将泥浆压滤成泥饼；

9、砂浆混合系统，砂浆混合系统与细砂输送及暂存系统的出砂口连通，砂浆混合系统与浆液调整系统的低浓度出浆口连通，砂浆混合系统用以将细砂和浆水混合；

10、粉浆混合系统，粉浆混合系统用以混合保水增稠剂和清水；

11、制浆储浆系统，制浆储浆系统的进浆口分别连通砂浆混合系统的出浆口、浆液调整系统的低浓度出浆口和粉浆混合系统的出浆口，制浆储浆系统的出浆口连通盾构机，制浆储浆系统用以混合砂浆和粉浆；

12、控制系统，控制系统分别与化浆筛分系统、洗砂回收系统、细砂输送及暂存系统、浆液调整系统、压滤系统、砂浆混合系统、粉浆混合系统和制浆储浆系统电连接；

13、车体，化浆筛分系统、洗砂回收系统、细砂输送及暂存系统、浆液调整系统、压滤系统、砂浆混合系统、粉浆混合系统、制浆储浆系统设于车体上。

14、在其中一些实施例中,化浆筛分系统还包括电机、圆筒筛、喷淋机构、第一下水箱和第一渣浆泵，圆筒筛与电机的输出轴连接，喷淋机构设于圆筒筛内，第一下水箱设于圆筒筛的下方，第一渣浆泵设于下水箱的出口，化浆筛分系统的出浆口通过第一渣浆泵连通洗砂回收系统。

15、在其中一些实施例中,洗砂回收系统包括轮式洗砂机、脱水筛、第二下水箱、第二渣浆泵、旋流器和第一皮带机，轮式洗砂机的进料口与化浆筛分系统的出浆口通过第一渣浆泵连通，脱水筛设于轮式洗砂机的出料口下方，第二下水箱设于脱水筛下方，第二渣浆泵设于第二下水箱的出口，旋流器与第二渣浆泵连通，旋流器具有出浆口和出砂口，旋流器的出浆口连通浆液调整系统，第一皮带机的进砂口设于旋流器的出砂口下方，第一皮带机的出砂口连通细砂输送及暂存系统。

16、在其中一些实施例中,细砂输送及暂存系统包括依次连接的第一输入螺旋、细砂暂存斗和第一输出螺旋，第一输入螺旋的进砂口设于第一皮带机的出砂口下方，第一输出螺旋的出砂口连通砂浆混合系统。

17、在其中一些实施例中,浆液调整系统包括沉淀槽和调整槽，沉淀槽的进浆口与旋流器的出浆口连通，沉淀槽的出口设有第三渣浆泵，浆液调整系统的高浓度出浆口与压滤系统通过第三渣浆泵连通，沉淀槽具有与调整槽连通的溢流口，调整槽具有进料口和进水口，调整槽的出口设有第四渣浆泵，浆液调整系统的低浓度出浆口分别与砂浆混合系统的进浆口和制浆储浆系统的进浆口通过第四渣浆泵连通。

18、在其中一些实施例中,砂浆混合系统包括第二输入螺旋和第一浆混器，第一输出螺旋的出砂口通过第二输入螺旋连通第一浆混器，第一浆混器具有进浆口和出浆口，第一浆混器的进浆口与浆液调整系统的低浓度出浆口连通，第一浆混器的出浆口与制浆储浆系统的进浆口连通。

19、在其中一些实施例中,车体设有行驶系统和传感器，行驶系统与控制系统电连接，传感器用以检测车体与盾构机的距离并生成距离信号，传感器与控制系统信号连接，以使控制系统接收并根据距离信号判断车体与盾构机之间的距离，并根据判断结果发送指令给行驶系统，行驶系统根据指令自动控制车体运动。

20、一种全地下式盾构渣土资源化利用方法，采用上述的全地下式盾构渣土资源化利用系统，方法包括如下步骤：

21、s1、盾构渣土由入料皮带机进入化浆筛分系统，化浆筛分系统将盾构渣土清洗并筛分为泥浆和粗颗粒，泥浆由化浆筛分系统的出浆口进入洗砂回收系统，盾构渣土中的粗颗粒被分离；

22、s2、洗砂回收系统将泥浆筛分为细砂和泥浆，细砂由洗砂回收系统的出砂口进入细砂输送及暂存系统，泥浆由洗砂回收系统的出浆口进入浆液调整系统；

23、s3、细砂输送及暂存系统中的细砂由细砂输送及暂存系统的出砂口进入砂浆混合系统；浆液调整系统中的泥浆沉淀分层，上层液由浆液调整系统的低浓度出浆口进入砂浆混合系统或制浆储浆系统，下层浓浆由浆液调整系统的高浓度出浆口进入压滤系统；

24、s4、砂浆混合系统将细砂和浆液混合为砂浆，砂浆由砂浆混合系统的出浆口进入制浆储浆系统；进入压滤系统的浓浆被压滤成泥饼；

25、s5、粉浆混合系统中的粉浆由粉浆混合系统的出浆口进入制浆储浆系统，制浆储浆系统将砂浆和粉浆混合，并将混合后的浆液输送至盾构机。

26、在其中一些实施例中,在进行步骤s1-s5的过程中，传感器检测车体与盾构机的距离并生成距离信号，控制系统接收并根据距离信号判断车体与盾构机之间的距离，控制系统根据判断结果发送指令给行驶系统，判断结果为车体与盾构机之间的距离小于设定距离范围时，发送停止行进指令给行驶系统，判断结果为车体与盾构机之间的距离大于设定距离范围时，发送行进指令给行驶系统，行驶系统根据指令自动控制车体运动。

27、在其中一些实施例中,步骤s3中，压滤过程中产生的清水进入浆液调整系统以调整上层液的浓度，上层液调整至设定浓度后由浆液调整系统的低浓度出浆口进入砂浆混合系统或制浆储浆系统。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

29、1、本发明提供的全地下式盾构渣土资源化利用系统及方法可以对盾构产生的渣土进行资源化处理，使处理后的渣土应用于盾构注浆或基础建设，节约材料成本，保护环境。

30、2、本发明提供的全地下式盾构渣土资源化利用系统及方法中的各系统均设于车体上，可以进入地下并随盾构机掘进而同步移动，不会占用额外的地面空间，减少了渣土输送周转对人力物力的消耗。

31、3、本发明提供的全地下式盾构渣土资源化利用系统及方法所包括的控制系统可以对盾构渣土的处理过程实时监测与控制，保证了渣土处理的安全性，自动化程度高。