[发明专利]排水式渣土池及土压平衡盾构渣土多维渗流脱水方法

说明书

本发明公开了一种排水式渣土池及土压平衡盾构渣土多维渗流脱水方法。排水式渣土池，包括用于装载渣土的池基体，池基体上部开口处设有密封结构，用于封盖装满渣土的池基体，并使池基体内腔形成装有渣土的封闭腔体，池基体内腔底部设有用于从下部收集渣土向下渗出的水的底部管网，底部管网上接有用于将底部管网内收集的水向外抽吸并使封闭腔体内形成均衡负压以压迫渣土加速向外渗水的抽吸排水装置。通过真空负压作用迫使渣土加速向四周以及底部排水，进入抽吸排水装置的通道的水分被抽吸排水装置抽吸而向外排出，从而使封闭空间内渣土含水量降低，实现无害化处理，并为资源化利用打下基础。适用各种盾构施工渣土、各种高含水量渣土的脱水处理。

技术领域

本发明涉及盾构渣土处理技术领域，特别地，涉及一种排水式渣土池。此外，本发明还涉及一种包括上述排水式渣土池的土压平衡盾构渣土多维渗流脱水方法。

背景技术

地铁开挖常采用土压平衡盾构法施工，土压平衡盾构渣土处理一直是地铁建设面临的难题。相比钻爆等方法开挖的渣土，土压平衡盾构渣土颗粒更细小，含水率更高，危害性更大。传统处理方式一般是将渣土运输至指定的渣土消纳场露天堆放或者在项目回填区进行填埋，存在一系列弊端。首先，渣土运输过程中，经常出现各种环境和交通安全问题。其次，随着大规模建设的发展，渣土堆填场地已经严重不够用。再者，渣土含水率高、稳定性差，如未做处理直接堆填容易发展成为安全隐患。最后，盾构渣土处理费用远高于普通建筑渣土，影响了地铁建设成本。与此同时，随着人力成本和环保成本的提高，砂石等建筑材料价格也日益上涨。因此，研究土压平衡盾构渣土脱水方法，开展其减量化和无害化处理，进而实现资源化利用，具有重要的社会效益和经济效益。

泥水平衡盾构渣土的处理领域开展了广泛的应用，其主要工艺为湿法筛分除石，旋流器分离细沙，然后用压滤机将泥水分离，这个过程将盾构渣土中的石子、砂、泥土和水分开，实现了无害化处理，并为资源化利用打下基础。已有企业尝试开展土压平衡盾构渣土处理，其方式沿用泥水平衡盾构渣土处理方式。但是，与泥水平衡盾构渣土相比，土压平衡盾构渣土流动性差，泥沙混合在一起，无法直接筛分，需要加水将渣土稀释、搅拌，然后再采用湿法筛分及后续处理，如此将会产生大量泥浆，不但无法减量，还增加了待处理的渣土量，处理成本极高。同时，传统的盾构渣土处理方法还存在如下问题：第一，投资成本高，离心机和压滤机都属于大型设备，初期投资成本以及运营费用高；第二，设备占地面积大，盾构施工始发位置和出渣口一般都设置在地铁车站，而地铁车站一般都位于道路交叉口附近，施工场地空间有限，通常没有空间用于放置整套设备；第三，传统工艺处理效率低，即便采用1000m²的压滤机，每小时也只能处理十几方干土，而盾构机正常施工时，每半小时即可掘进一环，产生渣土量达60m³，因此采用压滤机处理时，会产生大量的渣土积压。

发明内容

本发明提供了一种排水式渣土池及土压平衡盾构渣土多维渗流脱水方法，以解决土压平衡盾构渣土处理沿用泥水平衡盾构渣土处理方法，带来的投资成本高、设备占地面积大和渣土处理效率低的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种排水式渣土池，包括用于装载渣土的池基体，池基体的上部开口设有用于封盖在装载渣土后的池基体开口上以使池基体内腔构成装载有渣土的封闭腔体的密封结构，池基体内腔底部设有用于从下部收集渣土向下渗出的水的底部管网，底部管网上接有用于将底部管网内收集的水向外抽吸并使封闭腔体内形成均衡负压以压迫渣土加速向外渗水的抽吸排水装置。

进一步地，底部管网采用沿纵向、横向或斜向中的至少一个方向分布的多个排水滤管彼此连通构成；排水滤管朝向渣土方向开设有用于收集渣土渗水的排水孔或排水槽。

进一步地，排水滤管外覆盖有用于抵抗上部压力以保护排水滤管并防止固体颗粒进入排水滤管内的底管保护层。

进一步地，池基体底部布设有用于沉积渣土渗水并保护底部管网的砂垫层，底部管网埋设于砂垫层内，抽吸排水装置穿过砂垫层并通过接头连通至底部管网。