陈忠章
广州市市政集团有限公司 510060
摘要：随着我国建筑行业近些年来快速的发展，在建筑施工过程中对环保的重视程度也逐渐提高，尤其在泥水平衡盾构施工过程中，更是对废弃泥浆的处理技术重视了起来，逐渐追求处理技术的环保和节能表现，本文就针对泥水平衡盾构施工废弃泥浆的环保处理技术研究进行简要的分析。
关键词：泥水平衡盾构施工；废弃泥浆；环保处理技术
引言
在泥水平衡盾构施工的开展过程中，施工所产生的渣土、泥浆等废料数量大且处理难度较高，而为了实现泥浆处理技术的环保性能，通常会对泥水处理设备的分离效率、分离设备是够完好、土层中颗粒的分布情况等因素进行分析，通常采用数学分析、统计处理等方式预测泥水盾构施工将要产生的泥浆和废渣排放量，从而实现对施工部署的优化。再者，通过研究泥水处理相关的技术，对相应的处理系统进行优化，并将三级沉淀处理系统中增加到系统中，增加压滤处理泥浆的设备，通过技术和相关措施的创新加以辅助，实现废浆处理量的提升，并对水资源进行有效的二次利用，最终实现泥浆处理效率的提升以及废浆排放率的降低。
1工程概况
以本公司负责的地处广州市区的交通14号线1期土建工程为例，具有8.07到13米的埋深、6.0米的盾构隧道外径、1525.048米的左线长度、1536.041米的右线长度，施工投入共计1.8亿元，在盾构隧道工程中属于大型工程。施工地段土层类型主要包括了砂层、黏土层、全风化花岗岩层以及砂卵石层等复合地层，土质上部土层较软下部较硬，并且在隧道两旁分布了较多的房屋和建筑，在一些地段更需要直接横穿房屋建筑的正下方一段距离，因此，需要严格的控制地表出现的沉降，总体来看施工具有较高的难度和风险。针对本工程所具有的各项特点进行分析，为了确保施工的质量和安全性，需要采用泥水平衡盾构机，并选择相关的高性能泥水分离设备进行配套使用。
该施工项目类型特殊，在本次施工中更是会产生大量的渣土和泥浆废料，因此对泥浆、渣土进行预测并研究泥水处理的成套技术是十分必要的。
2泥水分离系统的分离效果
在盾构隧道施工过程中，其最大的难点和重点就是施工中产生的废浆和渣土的处理问题，是否能够及时有效的处理直接影响着和施工的经济和环保两方面受到的压力。在城市地铁隧道项目应用盾构施工技术进行施工的过程中，其连续性能够由泥水盾构施工泥水处理方法的应用而得到有效的保证，同时还能减少盾构施工泥浆处理所产生的外排，对城市化进程和城市地铁建设事业而言具有重要的推动作用，发挥着极大的社会效益。同时，泥水分离系统的应用，也使得在城市市区的盾构施工过程中，不会由施工场地受限而造成渣土、废浆的堆放而造成的严重的污染，泥水处理效率的提升使得施工的质量和进度得到了充分的保证，并且泥水得到了有效的分析，实现了对水资源的二次利用，减少污染和泥水排放的同时，也降低了施工的投入，使企业的经济效益得到提升。
3泥水分离设备优化改进
3.1匹配旋流器负荷及增加一条二级旋流
就行业目前的现状来看，泥水处理系统的工作流程如下：先由预筛分器的两层粗筛震动对泥浆进行筛选，分离其中粒径在3毫米以上的颗粒物；再由一级储浆泵槽对余下的泥浆进行筛分，利用两套一级旋流器并使用两台渣浆泵进行辅助进料，旋流除砂器对泥浆进行分选，并由下端的沙嘴将粒径较小的泥砂排出，落入到下层的细筛中，一级中储箱用于分筛其余泥浆，可直接进行一、二级储浆槽也可经由排浆管排出，流入二级旋流器除砂器中，由其进浆泵泵入二级旋流除砂器组中，最终将流口流出的泥浆由上层的除泥筛细筛进行筛分，经过此过程，一、二级旋流器底的泥浆经过筛分和脱水后，可以在一定程度上分离渣料和浆液，筛分出的浆液由一级储浆槽池进行存储。
3.2预分筛优化
在正式开始泥水盾构隧道施工前，应对施工所能产生的泥浆量和废渣排放量运用数学分析、统计处理等方法进行预测。同时，对改造泥水处理系统，在系统中增设三级沉淀系统，并增加相对应的压滤设备，从而使泥水处理的效率得到提升。
3.3脱水筛优化
针对水的回收利用优化创新相关的技术措施，比如增设清水收集池到压滤设备，收集到的清水可以再次投入使用，从而降低资源的浪费。同时优化创新相关的管理措施，实行标准化的管理对压滤作业工作，通过作业流程和时间的固化，实现废浆处理量的提升，从而降低废浆的排放量。
图1泥浆筛分旋流处理
4泥浆的压滤分离
压滤系统主要用于在废弃泥浆不能够被泥浆处理旋流筛分设备有效的筛分处理时，实现对泥浆更大程度的分离。通过将压滤机对废浆存储设备中的泥浆进行压滤，压滤过后的泥浆参与物中水分的含量最低可以达到23%，运输起来更为方便；压滤过程后产生的滤液经由滤布过滤后产生的清水，可以得到二次利用，节省成本的同时减少了废弃浆液的排放量。
控制系统、空压机、压滤机、泥浆罐、泥浆泵是压滤系统的主要构成部分。使用者也可以根据自身的实际需求，选择配置絮凝剂、助滤剂等进行辅助，从而提升压滤系统的工作效率。对泥浆进行压滤处理的工作中，主流程分为：收集泥浆、改性泥浆、压滤泥浆、泥浆排水、隔膜压榨泥浆、泥浆脱水、卸料、冲洗管路。
图2压滤系统原理图
5泥浆的离心分离
调剂制浆处理和二级除砂处理是盾构掘进过程施工中泥水分离处理的两种主要方式。其中泥浆的离心分离主要是在一级泥水分离中，采用离心机和振动筛加以实现，对泥浆中的大颗粒进行分离，分离时利用振动筛的振动将泥浆中颗粒较大的土粒筛除，主要是去除粒径0.074 mm以上的颗粒；对于一级处理不能分离的74 mm以下的淤泥、黏土等的细颗粒进行二级泥水处理，主要是通过旋流器除去0.020 mm以上的颗粒。在压力作用下使泥浆流入旋流器，通过旋流器内部的高速旋转带动泥浆从而产生较大的离心力，质量和体积较大的颗粒逐渐移动到内壁，并在自身所受重力的作用下逐渐沿着内壁落到下方的溢口中排出，同时，在高速旋转的旋流中心处产生负压，经过净化后，比重较小的细微颗粒在负压的作用下从上溢口流出。经过一级处理和二级处理筛选出来的渣土颗粒，可由载运车量运送至指定的弃渣场。
6泥浆的沉淀分离
调浆制浆部分是盾构施工泥浆能循环使用的关键步骤，整个调整系统由调整槽、剩余槽、调整槽搅拌器、调整泵、剩余泵、密度泵、送浆泵、补浆泵等组成。经过一二级处理后的泥浆排入沉淀池进行溢流沉淀，溢流进入调浆池后的泥浆，若各项指标满足要求时，直接泵入到盾构机，若泥浆密度太大就加清水进行稀释或泵抽至压滤罐进行压滤处理，若密度太低，则用高速制浆机进行调节，加大泥浆密度后泵送到盾构机。
对泥浆性能的测试方法、各地层泥浆性能标准和要求对作业人员进行详细交底，施工过程中调节泥浆性能应满足各地层掘进施工要求，避免不当调节泥浆（掺入外界用水增加废浆量）或过早弃浆（直接增加废浆量）行为的出现。
同时加强泥水处理设备日常检查及维护，对损坏的旋流器部件及时进行更换处理，充分利用盾构停机时间清理罐内沉渣，保证设备总体分离效率能够稳定高效，从而提高整个泥水处理设备的分离效率。
结语
从上述分析可知，在泥水盾构施工过程中，为了有效减低废浆的排放量，提升泥浆的处理效率，开展了泥浆环保处理技术的研究工作并将研究的成果逐渐投入了应用，本文就对此进行了简要的介绍和分析，希望对相关人员有所帮助。
参考文献：
[1]王新新.泥水盾构施工中的新型泥浆应用研究[J].建筑施工，2015，37（05）：594-595.
[2]杨霞.泥水平衡盾构系统中废弃泥浆的减量化处理[J].山西建筑，2014，40（20）：196-198.
[3]苏清贵，翟志国，邓亨义.泥水盾构施工废弃泥浆的环保处理技术[J].隧道建设，2012，32（S2）：222-226.
[4]苏清贵.泥水盾构施工废弃泥浆的环保处理技术[A]..2012年中铁隧道集团低碳环保优质工程修建技术专题交流会论文集[C].：，2012：5.
论文作者:陈忠章
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第9期
论文发表时间:2018/11/15
标签：泥浆论文; 泥水论文; 盾构论文; 压滤论文; 系统论文; 渣土论文; 颗粒论文; 《建筑细部》2018年第9期论文;