[发明专利]一种泥水盾构机在细颗粒地层中施工的泥浆多级分离方法

说明书

一种泥水盾构机在细颗粒地层中施工的泥浆多级分离方法，该泥浆多级分离方法使用到一套独立的泥水处理系统，其包括预分筛集成、一级旋流集成、二级旋流集成、存渣场、两组泥浆池集成、离心机集成及压滤机集成，两组泥浆池集成分为使用组和别用组并能相互切换使用，当满足需要的泥浆从泥水盾构机携带渣土排出后，经过预分筛集成、一级旋流集成、二级旋流集成处理后，直径20μm以上的细颗粒物被分离后进入存渣场，剩余的泥浆进入使用组泥浆池循环使用，当使用组的泥浆比重或粘度不满足施工需要时，关闭使用组泥浆池，开启备用组泥浆池，此时对使用组中的泥浆通过离心机集合和压滤机集成分离出20μm以下的固体颗粒物和清水，清水存储后循环使用。

技术领域

本发明属于盾构施工技术领域，尤其涉及到一种泥水盾构机在细颗粒地层中施工的泥浆多级分离方法。

背景技术

在泥水盾构机施工中主要依靠适宜比重和粘度的泥浆来保证掌子面稳定，并通过泥浆来携带渣土，经泥水分离系统处理后达到固体渣土和泥浆分离，分离出的泥浆经沉淀池沉淀后，再经过泥浆比重和粘度的调整后再循环重复利用。但当泥水盾构机穿越的地质情况以粘土、粉土、粉质粘土等细颗粒地层为主时，泥水盾构机常常遇到其泥水分离系统分离出的固体渣土量远远少于开挖出的渣土量，使其大量的细颗粒物质进入泥浆并造成泥浆比重和粘度不断上升。由于此种细颗粒物质多是由20μm以下的粘土颗粒物组成，即便是经长时间沉淀，该细颗粒物在泥浆中也一直处于悬浮状态而无法彻底分离出去。当泥浆比重和粘度达到一定限值，比如比重达到1.3g/cm3或其粘度达到30s时，泥浆将无法正常使用。

对此，传统的做法通常有以下几种处理方式：

1、若施工场地足够大可以修建一个泥浆晾晒场，先将废弃泥浆排到晾晒场内临时存放，当泥浆全部晾晒成干土后，再运至渣土消纳厂。此方式的不足之处主要是占地面积非常大，并且泥浆晾晒受季节和天气影响非常大，当泥浆晾晒场全部充满泥浆后，将直接影响后续施工。

2、施工场地比较大可修建大量的沉淀池，将废弃泥浆进行沉淀，然后挖出沉淀物，在剩余的泥浆中加入清水来稀释泥浆，从而达到降低泥浆比重和粘度之目的。但此种方式的不足是修建大量沉淀池且需要增加大量施工成本，而且细颗粒物质在泥浆中长时间处于悬浮状态且很难沉淀下来。随着时间的累积，当所有的沉淀池均注满泥浆后，也将会影响盾构的正常施工。

3、若施工场地狭小且沉淀池容量较小时则无法满足施工需求，需要及时将废浆运输出施工场地进行处理，这样不仅会大大增加施工成本，而且会造成环境污染。

发明内容

为了使泥水盾构机能够在以粘土、粉土、粉质粘土层等细微颗粒为主的地层中快速掘进，本发明提供了一种泥水盾构机在细颗粒地层中施工的泥浆多级分离方法，该泥浆多级分离方法通过泥水处理系统可以将20μm以下的细颗粒物质分离出来，在确保泥浆的比重、粘度以及保护环境的基础上大大提高泥水盾构机的施工进度。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种泥水盾构机在细颗粒地层中施工的泥浆多级分离方法，该泥浆多级分离方法使用到一套独立的泥水处理系统，所述泥水处理系统包括预分筛集成、一级旋流集成、二级旋流集成、存渣场、两组泥浆池集成、离心机集成及压滤机集成，其特征是：

在每组泥浆池集成中均包含有新浆池、清水池、三个沉淀池、回浆池、调整池，在新浆池和调整池中均配置有全方位无死角移动到位的搅拌器，三个沉淀池按其长度方向并排设置并区分为第一沉淀池、第二沉淀池及第三沉淀池，第一沉淀池和第二沉淀池通过溢流口连通，第二沉淀池和第三沉淀池通过溢流口连通，第一沉淀池、第二沉淀池和第三沉淀池共用一个全方位无死角移动的渣浆泵，第三沉淀池和调整池连通，调整池和回浆池连通，新浆池既与调整池连通也与清水池连通；