[发明专利]一种盾构渣土固液分离系统及其分离方法

说明书

本发明公开了一种盾构渣土固液分离系统及其分离方法，包括振动筛分机、第一泵池、第一渣浆泵、一段旋流器、第二泵池、第二渣浆泵和沉降离心机，振动筛分机上设置有盾构渣土入口，振动筛分机的筛下出口与第一泵池的输入口连接，第一泵池的输出口与第一渣浆泵的输入口连接，第一渣浆泵的输出口与一段旋流器的输入口连接，一段旋流器的上部输出口与第二泵池的输入端连接，第二泵池的输出端与第二渣浆泵的输入口连接，第二渣浆泵的输出口与沉降离心机连接。本发明的固液分离工艺流程简单，可集成置于盾构机施工现场使用，且移动方便，易于转场；同时，不需添加药剂，不需浓缩设施，固液分离过程成本低、速度快。

技术领域

本发明涉及盾构工程技术领域，尤其涉及一种盾构渣土固液分离系统及其分离方法。

背景技术

随着城市隧道和地铁建设的快速发展，盾构渣土的处置问题日益突出。对于土压平衡盾构掘进中产生的盾构渣土，国内目前主要采用外运至消纳场集中堆存或处理的方式。但这种方式存在诸多缺点：消纳场不仅占用城市用地，且因含水率高堆体存在滑坡和其他安全隐患；消纳场一般远离隧道施工场地，不仅运输成本高，还需要专门的运输罐车；浆体中的微细粒级难以沉降，需要采用复杂工艺进行固液分离，且滤液无法回用。

同时，盾构渣土的组分主要有石块、砂砾、黏土和水，且含水率较高，一般为40％～60％，多呈半流动状态。此外，在掘进土层中会喷射泡沫剂等有机化合物，以改变土壤的流塑性，减少掘进过程对刀片的磨损。而泡沫剂等有机化合物的加入，不仅会在盾构渣土中残留，更会在水体中残留，加大了水体处置的难度。

目前，在现有盾构渣土的各种脱水分离方法中，筛分和水力旋流器的应用较为普遍。中国专利《一种盾构施工渣土处理系统》、《一种盾构渣土多相分级处理系统》、《盾构渣土处理系统及其处理设备》、《盾构渣土脱水设备》等专利采用筛分、水力旋流器实现粗粒固液分离，但对微细粒级浆体则需进行沉降和压滤处理。中国专利《盾构渣土脱水设备》对于旋流器底流的渣土泥浆采用离心脱水机进行脱水，离心脱水机脱除的泥浆水还需与旋流器溢流合并进入浓缩池浓缩，浓缩池底流(＜0.02mm)进入压滤机压滤，才能实现固液分离。

进一步的，上述方法中，盾构渣土需经筛分-旋流器分级-沉降浓缩-压滤处理，工艺流程较长，且浓缩-压滤难以在施工现场实施，浓缩过程需添加絮凝剂，回水无法利用。

发明内容

本发明目的在于提供一种盾构渣土固液分离系统及其分离方法，从而解决上述问题。

为实现上述目的，本发明首先公开了一种盾构渣土固液分离系统，包括振动筛分机、第一泵池、第一渣浆泵、一段旋流器、第二泵池、第二渣浆泵和沉降离心机，所述振动筛分机上设置有盾构渣土入口，所述振动筛分机的筛下出口与所述第一泵池的输入口连接，所述第一泵池的输出口与所述第一渣浆泵的输入口连接，所述第一渣浆泵的输出口与所述一段旋流器的输入口连接，所述一段旋流器的上部输出口与所述第二泵池的输入端连接，第二泵池的输出端与所述第二渣浆泵的输入口连接，所述第二渣浆泵的输出口与所述沉降离心机连接。

进一步的，所述沉降离心机为卧式螺旋沉降离心机，所述沉降离心机上设置有最终渣料出口和清水出口。

进一步的，所述振动筛分机的筛上出口与一带式输送机的输入端连接。

进一步的，还包括二段旋流器、第三泵池和第三渣浆泵，所述一段旋流器的上部输出口与所述第三泵池的输入端连接，所述第三泵池的输出端与所述第三渣浆泵的输入口连接，所述第三渣浆泵的输出口与所述二段旋流器的输入口连接，所述二段旋流器的上部输出口与所述第二泵池的输入端连接。

进一步的，所述振动筛分机为直线振动筛或圆振筛或圆筒筛中的一种，所述直线振动筛或圆振筛的筛网至少为一层。

然后，本发明公开了一种盾构渣土固液分离方法，包括上述任一方案所述的盾构渣土固液分离系统，包括如下步骤：