土压平衡盾构渣土处理系统

748 编辑：中冶有色技术网来源：河南锐实达分离设备科技股份有限公司

2023-12-07 16:35:06

权利要求书： 1.一种土压平衡盾构渣土处理系统，其特征在于：包括初筛分模块、双层滚筒筛、轮式洗砂机、双层振动筛、旋流器、溢流罐、分液模块、絮凝沉降模块、压滤脱水模块和循环水模块；

所述初筛分模块包括振动料斗和位于振动料斗下方的振动给料机，振动给料机出口物料输送至双层滚筒筛的进料口；

所述双层滚筒筛筛分后的粗砂输送至粗砂储存池，中砂输送至中砂储存池，泥浆进入轮式洗砂机的进料口；

所述轮式洗砂机洗出的细砂输送至双层振动筛的下层，筛分的细砂输送至细砂储存池，溢流泥浆经溢流管道进入双层振动筛下方的筛下罐中；

所述筛下罐中的泥浆由泥浆泵输送至旋流器的进料口，旋流器的底流物料进入双层振动筛的上层筛网，筛分的粉砂输送至粉砂储存池，旋流器的溢流物料进入溢流罐；

所述溢流罐中的泥浆由泥浆泵经分液模块输送至絮凝沉降模块中，絮凝沉降模块中溢流清水进入循环水模块，底部泥浆输送至压滤脱水模块进行脱水处理，滤液进入循环水模块。

2.根据权利要求1所述的一种土压平衡盾构渣土处理系统，其特征在于：循环水模块包括沉降罐、清水罐、高压水泵和低压水泵，沉降罐上部开设有溢流孔，沉降罐内的溢流水经溢流孔流入清水罐；

所述高压水泵将清水罐中的高压水通过高压清洗管道对双层滚筒筛内的砂石进行高压清洗；所述低压水泵将清水罐中的低压水通过低压清洗管道分别对双层滚筒筛内的砂石和轮式洗砂机内的砂石进行清洗。

3.根据权利要求1所述的一种土压平衡盾构渣土处理系统，其特征在于：还包括加药模块，所述加药模块包括加药罐，溢流罐和分液模块之间的管道上设有管道混合器；

所述加药罐中的药液和溢流罐中的泥浆在管道混合器内混合后进入分液模块。

4.根据权利要求1所述的一种土压平衡盾构渣土处理系统，其特征在于：所述分液模块包括圆柱形密封壳体，所述壳体内由外至内依次设有均分管和进液管，均分管和进液管的底部均密封连接在壳体底壁上，均分管和进液管之间形成有环形空间；

所述均分管的外壁与壳体内壁之间由隔板分隔为至少两个分配仓，分配仓的底部开设有泥浆排出口；

所述进液管在靠近壳体底部位置沿圆周方向均匀地开设有至少两个溢流孔，均分管的上部开设有连通所述环形空间和分配仓的通孔；

进液管内的物料依次经溢流孔、环形空间、通孔、分配仓和泥浆排出口排出壳体。

5.根据权利要求4所述的一种土压平衡盾构渣土处理系统，其特征在于：所述通孔为型孔。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种土压平衡盾构渣土处理系统，其特征在于：所述絮凝沉降模块包括絮凝沉降罐，所述絮凝沉降罐的罐体顶部设有沿罐体圆周方向分布的进液槽，罐体顶部中心位置设有中心管，中心管向下延伸至罐体下部，进液槽的出料口与中心管连接；

所述进液槽内设有相互交错分布的扰流板，罐体上部侧壁上开设有溢流口，溢流口通过管道与循环水模块连接，罐体底部设有排浆口。

说明书：一种土压平衡盾构渣土处理系统技术领域[0001] 本实用新型涉及盾构渣土处理设备技术领域，具体涉及一种土压平衡盾构渣土处理系统。背景技术[0002] 目前，土压平衡盾构施工技术已在地铁和隧道施工中得到广泛应用。在土压平衡盾构施工中，为使进入土仓的渣土具有较好的流动性，降低渣土粘度和土仓内的温度，要及时向土仓内注入一定的水和渣土改良剂，防止刀盘前部形成泥饼和刀具磨损，确保盾构顺利掘进。这就导致土压平衡盾构排出的渣土都会含有大量水分，甚至处于半流动状态。[0003] 目前，盾构渣土处理方式大多为外运堆放，由于这些渣土高含水的特点，给渣土外排运输带来极大不便，运输成本高、效率低、污染道路、严重破坏城市环境、影响周边居民生活，而且擅自堆放犹如人工沼泽的盾构渣土，还将产生严重的安全和环境隐患。因此，地方政府和环保部门对渣土的处置都有严格管控，如对渣土不能妥善处理，施工的正常进行将受到制约。发明内容[0004] 本实用新型的目的就是克服现有技术的缺点，提供一种土压平衡盾构渣土处理系统，其可将盾构渣土在线分离成粗砂、中砂、细砂、粉砂、泥饼和滤液水，实现资源化循环利用及污染物零排放。[0005] 为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种土压平衡盾构渣土处理系统，包括初筛分模块、双层滚筒筛、轮式洗砂机、双层振动筛、旋流器、溢流罐、分液模块、絮凝沉降模块、压滤脱水模块和循环水模块；[0006] 所述初筛分模块包括振动料斗和位于振动料斗下方的振动给料机，振动给料机出口物料输送至双层滚筒筛的进料口；[0007] 所述双层滚筒筛筛分后的粗砂输送至粗砂储存池，中砂输送至中砂储存池，泥浆进入轮式洗砂机的进料口；[0008] 所述轮式洗砂机洗出的细砂输送至双层振动筛的下层，筛分的细砂输送至细砂储存池，溢流泥浆经溢流管道进入双层振动筛下方的筛下罐中；[0009] 所述筛下罐中的泥浆由泥浆泵输送至旋流器的进料口，旋流器的底流物料进入双层振动筛的上层筛网，筛分的粉砂输送至粉砂储存池，旋流器的溢流物料进入溢流罐；[0010] 所述溢流罐中的泥浆由泥浆泵经分液模块输送至絮凝沉降模块中，絮凝沉降模块中溢流清水进入循环水模块，底部泥浆输送至压滤脱水模块进行脱水处理，滤液进入循环水模块。[0011] 作为本实用新型的一种改进，循环水模块包括沉降罐、清水罐、高压水泵和低压水泵，沉降罐上部开设有溢流孔，沉降罐内的溢流水经溢流孔流入清水罐；[0012] 所述高压水泵将清水罐中的高压水通过高压清洗管道对双层滚筒筛内的砂石进行高压清洗；所述低压水泵将清水罐中的低压水通过低压清洗管道分别对双层滚筒筛内的砂石和轮式洗砂机内的砂石进行清洗。[0013] 作为本实用新型的一种改进，还包括加药模块，所述加药模块包括加药罐，溢流罐和分液模块之间的管道上设有管道混合器；[0014] 所述加药罐中的药液和溢流罐中的泥浆在管道混合器内混合后进入分液模块。[0015] 作为本实用新型的一种改进，所述分液模块包括圆柱形密封壳体，所述壳体内由外至内依次设有均分管和进液管，均分管和进液管的底部均密封连接在壳体底壁上，均分管和进液管之间形成有环形空间；[0016] 所述均分管的外壁与壳体内壁之间由隔板分隔为至少两个分配仓，分配仓的底部开设有泥浆排出口；[0017] 所述进液管在靠近壳体底部位置沿圆周方向均匀地开设有至少两个溢流孔，均分管的上部开设有连通所述环形空间和分配仓的通孔；[0018] 进液管内的物料依次经溢流孔、环形空间、通孔、分配仓和泥浆排出口排出壳体。[0019] 作为本实用新型的一种改进，所述通孔为型孔。[0020] 作为本实用新型的一种改进，所述絮凝沉降模块包括絮凝沉降罐，所述絮凝沉降罐的罐体顶部设有沿罐体圆周方向分布的进液槽，罐体顶部中心位置设有中心管，中心管向下延伸至罐体下部，进液槽的出料口与中心管连接；[0021] 所述进液槽内设有相互交错分布的扰流板，罐体上部侧壁上开设有溢流口，溢流口通过管道与循环水模块连接，罐体底部设有排浆口。[0022] 本实用新型的有益效果是：一种土压平衡盾构渣土处理系统，用于土压平衡盾构施工中的渣土进行现场在线集中处理，将盾构渣土分离成粗砂、中砂、细砂、粉砂、泥饼和滤液水，可满足不同盾构渣土量的处理，提高了渣土处理效率。其中，粗砂主要用于路基回填使用，中砂主要用于配置混凝土，细砂主要用于盾构管片制作，粉砂主要用于盾构同步注浆，滤液水主要作为系统循环用水和现场冲洗水，节约了水资源，滤饼主要用于制砖、园林种植土或烧制陶瓷。上述处理系统实现了渣土的资源化循环利用及污染物零排放，避免了高含水量渣土对土壤的污染，节约了土地资源，绿色环保。[0023] 进一步地，循环水模块包括沉降罐、清水罐、高压水泵和低压水泵，沉降罐上部开设有溢流孔，沉降罐内的溢流水经溢流孔流入清水罐；通过沉降罐沉降保证清水罐中的水更加清澈，有利于后续的高压清洗和低压清洗作业。通过低压清洗主要用于清洗砂石表面的污泥，使砂石的含泥量减小；高压清洗主要用于清洗砂石黏附的黏土，有效减少砂石的含泥量，为砂石资源的再利用提供更好的条件。[0024] 进一步地，在分液模块前设有管道混合器，使药液与泥浆充分混合反应，保证后续泥浆的絮凝沉降效果。[0025] 进一步地，分液模块包括圆柱形密封壳体，所述壳体内由外至内依次设有均分管和进液管。进液管内的泥浆依次经溢流孔、环形空间、通孔、分配仓和泥浆排出口排出壳体进入絮凝沉降罐中进行絮凝沉降处理。通过分液模块可使泥浆均分地进入与其对应的絮凝沉降罐中，每个分配仓均能独立地工作，即提高了系统的灵活度又降低了系统的出错率。[0026] 进一步地，絮凝沉降模块包括絮凝沉降罐，絮凝沉降罐的罐体顶部设有沿罐体圆周方向分布的进液槽，罐体顶部中心位置设有中心管，中心管向下延伸至罐体下部，进液槽的出料口与中心管连接；进液槽内设有相互交错分布的扰流板，罐体上部侧壁上开设有溢流口，溢流口通过管道与循环水模块连接，罐体底部设有排浆口。通过设计扰流板可以减缓泥浆的流速，使泥浆和药液更加充分混合；通过中心管进料可以延长泥浆的沉淀时间，有助于泥浆中固体颗粒的沉降，提高絮凝沉降的工作效率，有利于后续压滤处理。附图说明[0027] 图1为本实用新型的一种土压平衡盾构渣土处理系统示意图；[0028] 图2为本实用新型的分液模块的结构示意图；[0029] 图3为本实用新型的絮凝沉降模块的结构示意图。[0030] 图中，1、初筛分模块；2、双层滚筒筛；3、粗砂储存池；4、中砂储存池；5、轮式洗砂机；6、旋流器；7、双层振动筛；8、粉砂储存池；9、细砂储存池；10、泥浆罐；11、加药模块；12、溢流罐；13、分液模块；131、进液管；132、支撑框架；133、均分管；134、通孔；135、闸阀；136、壳体；137、分配仓；14、絮凝沉降模块；141、罐体；142、溢流口；143、进液口；144、进液槽；145、中心管；15、压滤机；16、泥饼储存池；17、循环水模块；18、高压清洗管道；19、低压清洗管道。

具体实施方式[0031] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。[0032] 需要说明的是，本实用新型实施例中的上、下、内、外、顶部、底部等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。[0033] 如图1所示，一种土压平衡盾构渣土处理系统，包括初筛分模块1、双层滚筒筛2、轮式洗砂机5、双层振动筛7、旋流器6、加药模块11、溢流罐12、分液模块13、絮凝沉降模块14、压滤脱水模块16和循环水模块17。初筛分模块1包括振动料斗和位于振动料斗下方的振动给料机，其中，振动料斗和振动给料机均属于现有已知设备，因此，对其结构不做详细介绍。上料装置如挖掘机，将渣土池中的渣土装到初筛分模块1的振动料斗内，由于振动料斗具有高频率振动的作用，因此，即可将渣土集中的送到振动给料机上，又能保证侧壁上不粘接渣土；振动给料机会打散物料，保证渣土量均匀，渣土特性松散，有利于后续的筛分处理，振动给料机出口物料通过皮带输送机输送至双层滚筒筛2的进料口。双层滚筒筛2将渣土筛分为粒径≥30mm的粗砂、5mm～30mm的中砂和≤5mm的细砂，其中，粗砂通过皮带输送机输送至粗砂储存池3，中砂通过皮带输送机输送至中砂储存池4，细砂、水和污泥等混合泥浆进入轮式洗砂机5的进料口，在轮式洗砂机5叶轮带动下大量细砂互相研磨，去除覆盖在细砂表面的杂质，同时破坏包覆细砂粒的水汽层，渣土的含泥率以及含水率能得到有效的降低。轮式洗砂机5洗出的细砂输送至双层振动筛7的下层，双层振动筛7下层筛网筛分的粒径为0.5mm～

5mm的细砂通过皮带输送机输送至细砂储存池9，轮式洗砂机5内溢流泥浆经溢流管道进入双层振动筛7下方的筛下罐10中。筛下罐10中的泥浆由泥浆泵输送至旋流器6的进料口，旋流器6的底流物料进入双层振动筛7的上层筛网，筛分的粒径为0.074mm～0.5mm的粉砂通过皮带输送机输送至粉砂储存池8，旋流器6的溢流物料进入溢流罐12。优选地，为防止筛下罐

10抽干，延长泵的使用寿命，溢流罐12中设有自循环仓，自循环仓内设有液位浮球开关，当筛下罐10的液位不够时，浮球落下，自循环仓中的泥浆会优先进入筛下罐10中，当筛下罐10的液位满足要求时，浮球上升，自循环箱中的泥浆会沿着管道进入溢流罐12中。溢流罐12中的泥浆由泥浆泵经分液模块13输送至絮凝沉降模块14中，溢流罐12和分液模块13之间的管道上设有管道混合器（未图示），加药模块11的加药罐中的药液和溢流罐12中的泥浆在管道混合器内混合后进入分液模块13。絮凝沉降模块14中溢流清水进入循环水模块17，底部泥浆通过泥浆泵输送至压滤脱水模块的压滤机15进行脱水处理，滤液进入循环水模块17，压滤后的滤饼进入泥饼储存池16中，滤饼主要用于制砖、园林种植土或烧制陶瓷。

[0034] 循环水模块17包括沉降罐、清水罐、高压水泵和低压水泵，沉降罐和清水罐的数量可根据实际需要设置，在本实施例中，沉降罐和清水罐的数量均为两个。沉降罐上部开设有溢流孔，沉降罐内的溢流水经溢流孔流入清水罐，通过上述设计，可保证清水罐中的水更加清澈，有利于后续的高压清洗和低压清洗作业。高压水泵将清水罐中的高压水通过高压清洗管道18对双层滚筒筛2内的砂石进行高压清洗；低压水泵将清水罐中的低压水通过低压清洗管道19分别对双层滚筒筛2内的砂石和轮式洗砂机5的后部内的砂石进行清洗，至于高压清洗管道18和低压清洗管道19端部的清洗喷嘴的具体位置，本实施例不作限制。低压清洗主要用于清洗砂石表面的污泥，使砂石的含泥量减小；高压清洗主要用于清洗砂石黏附的黏土，有效减少砂石的含泥量，为砂石资源的再利用提供更好的条件。[0035] 如图2所示，分液模块13包括圆柱形密封壳体136，壳体136安装在支撑框架132上，壳体136内由外至内依次设有均分管133和进液管131，均分管133和进液管131的底部均密封连接在壳体136底壁上，均分管133和进液管131之间形成有环形空间。均分管133的外壁与壳体136内壁之间由隔板分隔为至少两个分配仓137，分配仓137的数量应根据絮凝沉降模块的絮凝沉降罐的数量确定，在本实施例中，通过隔板均匀地分隔为六个分配仓137，分配仓137的底部开设有泥浆排出口。进液管131在靠近壳体136底部位置沿圆周方向均匀地开设有至少两个溢流孔，均分管133的上部开设有连通所述环形空间和分配仓137的通孔134，作为优选，通孔134为型孔，泥浆流通顺畅，不易堵塞。进液管131内的物料依次经溢流孔、环形空间、通孔134、分配仓137和泥浆排出口排出壳体136。每个分配仓137底部泥浆排出口处均安装有闸阀135，通过闸阀135的控制使每个分配仓137均可以单独工作，互不影响，即提高了系统的灵活度又降低了系统的出错率，结构简单，制造成本低廉。

[0036] 如图3所示，絮凝沉降模块14包括絮凝沉降罐，絮凝沉降罐的罐体141顶部设有沿罐体141圆周方向分布的进液槽144，罐体141顶部中心位置设有中心管145，中心管145向下延伸至罐体141下部，进液槽144的出料口与中心管145的进料口连通。进液槽144内设有相互交错分布的扰流板，罐体141上部侧壁上开设有溢流口142，溢流口通过管道与循环水模块17的沉降罐连通，罐体141底部设有排浆口，罐体141内比较清的液相通过溢流口142经管道进入循环水模块17的沉降罐中；比较重的泥会在罐体141中下沉，然后在罐体141的锥形底部上堆积，由泵抽出输送到压滤脱水模块的压滤机15中，滤液进入循环水模块17的沉降罐中，压滤后的滤饼进入泥饼储存池16中。[0037] 以上是对本实用新型所提供的一种土压平衡盾构渣土处理系统进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的结构原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

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