泥水盾构泥水系统技术
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泥岩地质中泥水平衡盾构施工技术摘要:文中以佛山地铁三号线镇安站~桂城站区间施工为例,在泥岩地层中采用泥水平衡盾构进行隧道施工,易遇到泥水滞排、掘进缓慢的问题,给区间施工带来极大困难和风险。
通过优化泥水盾构机刀盘配置,改造采石箱、泥浆管路,掘进过程中加强对泥浆指标参数的控制,并在有必要时开仓作业清理土仓,最终顺利穿越影响较大的泥岩复杂地层。
关键词:盾构泥水平衡泥岩泥浆指标开仓1工程概况佛山市城市轨道交通三号线镇安站~桂城站盾构从桂城站出发,沿南海大道由北向南延伸,依次下穿过街通道、下穿华阳桥A/C梯道、丰收水闸、东三电排站、华阳桥1号桥、侧穿华阳桥9号桥桩,到达镇安站。
本区间采用泥水盾构施工,区间左、右线均从桂城站南端头始发,在镇安站北端头接收。
镇安站~桂城站区间为地下6m直径双线盾构区间。
盾构段右线里程为YDK51+570.050~YDK52+879.427,长链2.696m,右线总长度为1312.073m;盾构段左线里程为ZDK51+571.058~ZDK52+879.427,长链0.165m,左线总长度为1308.535m。
区间右线最大坡度为-28.228‰,最小坡度为-2‰,左线最大坡度为-28.414‰,最小坡度为-2‰,隧洞顶板埋深8.60m~20.45m。
2施工难点及风险分析本区间沿城市主干道敷设,区间地面环境复杂,地下管线密集,同时盾构机需穿越多种建(构)筑物及河流,区间2/3地层为泥水盾构掘进困难的泥岩地层,泥岩的岩性使得盾构施工时时常泥水滞排、掘进缓慢,给本区间上软下硬的复合地层掘进带来极大施工困难和风险。
2.1建构物及管线引起的施工难点和风险镇桂盾构区间在南海大道正下方,南海大道车流量大,管线多,主要有电信光纤、雨水管线、给水管线、污水管线、电力管线。
管线分布主要是沿南海大道平行于隧道线路方向。
管线分布错综复杂,且比较集中。
掘进施工时应做好预防沉降的控制,以确保施工的顺利进行及管线的正常运行。
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION工 程 技 术传统的盾构施工法大多有赖于气压、降水、注浆加固等措施来对付不稳定地层的局面,而泥水加压式盾构是用泥浆加压来确保掌子面的稳定,用泥浆管路输送来代替有轨电车进行出土,在掘进完成后同时也完成了渣土的输出工作,加快了掘进速度,同时也避免了土压盾构因渣土改良不好而造成的喷涌,有效地改善了劳动条件和施工环境;由于泥水盾构通过泥水平衡来稳定掌子面,压力控制精度高,能较好地稳定开挖面和防止地表的隆沉,成为当今地下交通建设的新技术。
1 泥水盾构原理泥水加压式盾构是在机械削式盾构刀盘后侧设置了一道半隔板,它与刀盘之间形成泥水压力室,泥浆输送到泥水压力室后,在泥水压力室上半部分充以压缩空气,形成空气缓冲层,通过调节空气压力,来保持开挖面上相应的泥浆支护压力,由于泥浆中的颗粒受到压力的作用下在开挖面向地层中进行渗透,填充地层中的孔隙,在掌子面形成一层泥膜,对提高开挖面的稳定性起到极为重要的作用(如图1)。
2 泥水盾构适用范围地层渗透系数对于盾构的选型是一个很重要的因素,通过图2说明泥水平衡盾构机宜适用于渗透率在10-7m/s以上。
另由于泥水盾构具有土压力的控制精度高,地面沉降控制精度高,因此,泥水盾构适用于含水率较高,软弱的淤泥质地层、松散的砂土层、砂卵石等地层中。
特别适用于地层含水量大的越江过海隧道,以及对地面沉降要求较高的地区适用。
3 泥水盾构构造泥水盾构结构主要包括刀盘、前体、中体、盾尾、主轴承、人仓、安装机轨道梁、管片安装机、拖车结构及在拖车上布置的设备包括控制室、空压机、电器设备、水泵水箱、泥浆管延伸装置等。
4 施工工艺4.1 始发洞门端头加固根据设计要求进行端头加固。
一般采用旋喷桩或三轴搅拌桩进行加固,加固深度为隧道顶3m至隧道底以下3m;加固宽度为隧道轮廓线外3m,加固长度根据盾构主机长度来进行加固,一般长度为9~14m。
大型泥水盾构节能环保型泥水处理施工工法大型泥水盾构节能环保型泥水处理施工工法一、前言大型泥水盾构是一种常用的地下隧道施工方式,它可以在城市地下进行快速、安全、高效的隧道开挖工作。
然而,传统的泥水处理方法存在着能源浪费、环境污染等问题。
为了解决这些问题,大型泥水盾构节能环保型泥水处理施工工法应运而生。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施和经济技术分析,以及一个工程实例。
二、工法特点大型泥水盾构节能环保型泥水处理施工工法的特点如下:1. 节能环保:采用高效的泥水处理设备和工艺,使废水净化处理率达到90%以上,实现了废水的高效再利用。
2. 降低成本:通过节约能源、减少废水排放等措施,能够显著降低施工成本。
3. 提高效率:工法采用先进的设备和技术,能够加快泥水处理过程,提高施工效率。
4.保护环境:工法能够有效减少废水排放,减少对周围环境的污染。
三、适应范围大型泥水盾构节能环保型泥水处理施工工法适用于各类地下隧道施工,包括公路隧道、铁路隧道、地铁隧道等。
四、工艺原理大型泥水盾构节能环保型泥水处理施工工法通过以下技术措施实现高效的泥水处理:1. 分段处理:将泥水处理过程分为粗处理和精处理两个阶段,分别采用不同的设备和工艺进行处理。
粗处理主要通过沉砂池、搅拌装置等设备去除较大颗粒的泥沙杂质,精处理主要通过过滤装置、活性炭吸附等设备去除微小颗粒和有机物。
2. 循环利用:将处理后的清水再次循环使用,减少新鲜水的使用量,并通过添加药剂消毒来保证水源的清洁。
五、施工工艺大型泥水盾构节能环保型泥水处理施工工法主要包括以下施工阶段:1. 开挖准备:清理施工现场,安装泥水盾构机和相关设备。
2. 泥水处理系统搭建:搭建泥水处理系统,包括泥水处理设备的安装和管道连通。
3. 泥水处理施工:将泥水从隧道内通过泥水系统送往泥水处理系统,经过粗处理和精处理后,再送回隧道内循环使用。
公路隧道泥水盾构施工技术指南一、工程前期准备1. 现场勘查:详细调查工程所在地的地质、水文条件,了解地层分布、地下水情况、土壤特性等。
2. 施工设计:根据勘查结果,制定详细的施工方案,包括隧道轴线、埋深、断面尺寸等。
3. 材料准备:根据施工设计,提前采购所需的盾构机、泥浆制备设备、管片等材料。
4. 人员培训:对施工人员进行技术培训和安全教育,确保施工过程中的安全和效率。
二、泥水盾构设备选型1. 盾构机选择:根据工程地质条件、隧道尺寸、施工要求等因素,选择合适的盾构机型号。
2. 泥浆制备设备:选择高效、稳定的泥浆制备设备,确保泥浆的质量和供应稳定。
3. 辅助设备:根据施工需要,选择适当的辅助设备,如注浆设备、管片拼装设备等。
三、盾构掘进工艺1. 掘进参数设置:根据地质条件和盾构机性能,设置合适的掘进参数,如推力、扭矩、掘进速度等。
2. 掘进过程控制:严格控制掘进过程中的各项参数,确保掘进稳定、安全。
3. 渣土处理:掘进过程中产生的渣土应及时处理,避免对环境造成污染。
四、泥浆制备与管理1. 泥浆配方:根据地质条件和施工要求,制定合适的泥浆配方,确保泥浆的性能稳定。
2. 泥浆制备:按照配方要求,严格控制泥浆的制备过程,确保泥浆质量。
3. 泥浆管理:对泥浆进行定期检测和调整,确保泥浆的性能满足施工要求。
五、盾构机维护与保养1. 日常检查:定期对盾构机进行日常检查,发现问题及时处理。
2. 维护保养:按照制造商的要求,对盾构机进行定期维护保养,确保盾构机的正常运行。
3. 故障处理:对盾构机出现的故障进行及时分析和处理,避免影响施工进度。
六、安全监控与风险管理1. 安全监控:在施工过程中设置安全监控系统,实时监测施工过程中的各项参数和安全状况。
2. 风险评估:对施工过程中可能出现的风险进行评估,制定相应的应对措施。
3. 应急预案:制定详细的应急预案,对可能出现的突发事件进行快速、有效的处理。
七、质量控制与检测1. 质量控制:在施工过程中设置质量控制点,对施工质量进行严格控制。
泥水平衡盾构进、排浆系统技术发布时间:2021-11-12T15:05:16.092Z 来源:《防护工程》2021年23期作者:郝文文[导读] 对泥水平衡盾构进、排浆系统技术进行研究意义重大。
陕西华山路桥集团有限公司 710016摘要:泥水平衡盾构进、排浆系统技术的应用优势突出,能够解决隧道工程作业进行中的相关技术难题,对技术本身进行研究意义重大,便于提高系统控制的有效性。
本文通过对泥水平衡盾构进、排浆系统技术进行分析,更为明确泥水平衡式盾构参数的匹配方式,旨在对盾构进、排浆系统的管径加以优化,实现对压力的科学选择,提高压力参数的合理性。
关键词:泥水平衡;盾构进、排浆系统技术泥水平衡盾构早在国外得到了广泛应用,不仅可用技术已经成型,更在实践中积累起了较多的经验,我国最先在隧道工程中应用泥水平衡盾构是在1994年,大大提高了施工效率,成为了泥水平衡式盾构施工隧道工程中的先例,后续逐渐在隧道工程中被应用,目前我国的隧道工程技术在创新基础上不断发展,也达到了先进水平,实用价值高,技术效果强,对泥水平衡盾构进、排浆系统技术进行研究意义重大。
1泥水平衡盾构进、排浆系统技术的设备选择泥水平衡盾构的进、排浆系统技术操作中,需应用到进、排浆管及泵,这就需确保其管径及型号都符合施工要求,一旦管径及泵型选择上出现失误时,将导致技术能效的发挥受到直接限制,因此,应按照如下方对管径及泵型进行科学选择。
1.1进、排浆管径选择泥水平衡盾构进、排浆系统技术应用中,需以伸缩管为起点,延伸到作业面的侧方,进、排浆管的直径都应是相同的,一旦管径存在偏差,将因压力值的差异而出现施工质量不佳的情况。
在不同作业环境及要求下,管径的适应性标准不同,通常情况下,应以盾构切削断面为基准,根据进浆浓度、掘进速度及排浆浓度对进浆流量及排浆流量进行正确计算,而后再结合流体可输送块石的体积、排出土沉降界限速度基准上的流速,明确最为优化的排浆管径。
在作业中为了提高整个管路的畅通性,可根据盾构机选择对应型号的进、排浆管及旁通管,以确保施工中管路能够无阻碍利用。
盾构泥水处理系统施工方案1. 引言盾构工程中,泥水处理系统是非常重要的一部分。
它能够对盾构的泥浆进行处理,确保施工过程中的安全性和环境保护,减小对周围环境的影响。
本文档将介绍盾构泥水处理系统的施工方案,包括系统构成、工艺流程、设备选型等内容。
2. 系统构成盾构泥水处理系统主要包括以下几个部分:2.1 隧道内泥浆处理设备隧道内泥浆处理设备是盾构泥水处理系统的核心部分。
它主要由泥浆分离器、刮泥机、清洗机等设备组成。
泥浆分离器用于将泥浆中的固体颗粒与液体分离,刮泥机用于清除管片上的泥浆,清洗机用于清洗分离出来的固体颗粒。
2.2 外部泥浆处理设备外部泥浆处理设备主要用于对隧道外的泥浆进行处理。
它包括泥浆调配装置、泥浆混合器、泥浆干燥机等设备。
泥浆调配装置用于将原始泥浆调配成所需的工艺泥浆,泥浆混合器用于将原始泥浆与添加剂进行混合,泥浆干燥机用于将泥浆中的水分蒸发并将泥浆固化。
2.3 辅助设备盾构泥水处理系统还包括一些辅助设备,如输送带、泥浆储存罐等。
输送带用于将隧道内的泥浆输送到外部处理设备,泥浆储存罐用于存储处理后的泥浆。
3. 工艺流程盾构泥水处理系统的工艺流程如下:3.1 泥浆处理原始泥浆经过泥浆分离器分离成固体颗粒和液体两部分。
固体颗粒经过刮泥机清除后,再经过清洗机进行清洗,得到干净的固体颗粒。
液体部分经过过滤处理后可再次循环使用。
3.2 泥浆调配原始泥浆经过泥浆调配装置调配成所需的工艺泥浆,根据工程要求添加相应的添加剂,如改性剂、消泡剂等。
3.3 泥浆混合原始泥浆与添加剂在泥浆混合器中进行混合,确保添加剂均匀分布在泥浆中,提高处理效果。
3.4 泥浆干燥混合后的泥浆通过泥浆干燥机进行干燥处理,蒸发掉泥浆中的水分并将泥浆固化,以便后续处理和处置。
4. 设备选型盾构泥水处理系统的设备选型需要考虑到以下几个因素:4.1 处理能力根据实际施工需要确定泥浆处理设备和外部处理设备的处理能力,确保能够满足工程要求。
公路隧道泥水盾构施工技术指南一、引言公路隧道是连接两地的重要交通设施,对于交通运输的发展和经济的发展起着至关重要的作用。
而泥水盾构技术作为一种先进的隧道施工技术,具有施工周期短、安全性高、对周边环境影响小等优点,因此在公路隧道施工中得到了广泛的应用。
本文将对公路隧道泥水盾构施工技术进行详细分析,旨在为相关施工人员提供一份实用的施工技术指南。
二、泥水盾构概述泥水盾构是一种利用液压举升系统来推进的隧道掘进机械。
其主要特点是采用土压平衡掘进的方式,能够适应不同地质条件下的隧道施工,在软土、泥土等复杂地质条件下有着很好的适应性。
同时,泥水盾构在施工过程中也可以有效地控制地下水位,降低隧道施工风险,因此在公路隧道工程建设中得到了广泛的运用。
三、泥水盾构施工工艺1.前期准备工作在进行泥水盾构施工前,需要进行充分的前期准备工作。
首先,需要对隧道地质情况进行详细的勘察和分析,了解地下水位、地层情况等重要信息。
其次,需要进行现场测量和定位,确定隧道线路和工程标高。
最后,需要进行现场环境的清理和整治,保证施工区域的安全和整洁。
2.施工设备准备泥水盾构施工需要用到一系列专业设备,如盾构机、液压举升系统、混凝土搅拌站等。
在施工前需要进行设备的检测和维护,确保设备运转正常和安全。
同时,对施工人员进行相关技术培训和安全教育,提高施工人员的专业素养和施工安全意识。
3.掘进施工泥水盾构施工的关键环节是隧道的掘进工作。
在进行掘进工作时,需要根据地质情况和施工进度进行合理的掘进方案设计,确保施工的顺利进行。
同时,需要不断监测和分析地质变化和地下水位变化,及时调整施工参数和掘进速度。
4.地下水位控制在泥水盾构施工中,地下水位的控制是非常重要的。
地下水位的过高会对施工造成较大的影响,因此需要采取适当的地下水位降低措施,如加固隧道围岩、使用地下水抽水系统等,确保地下水位在可控范围内。
5.环境保护在进行泥水盾构施工时,需要充分考虑周边环境的保护。
泥水盾构泥水系统技术傅德明上海申通地铁集团公司2010.31 泥水盾构简介⏹1818年,英国的布鲁诺从蛀虫钻孔得到启示,提出盾构掘进隧道设想。
⏹ 1825--1843年,布鲁诺在伦敦泰吾士河下用盾构法修建458m长的矩形隧(11.4m×6.8m)。
⏹ 1830年,英国的罗德发明“气压法”辅助解决隧道涌水。
1874年Greathead提出泥浆盾构专利1896年,开始应用刀盘式盾构掘进机不⏹20世纪60年代初,穿越不稳定和含水地层的隧道工程辅助技术有:降水法、气压法、地层加固法和冻结法。
⏹气压法最经济有效,由于安全和健康等原因,希望有一种能不干扰地面和使工人不在气压下施工的隧道掘进机,欧洲国家提出“局部气压方法”,但这种对工作面不能提供不变的和有规则的支护。
⏹英国隧道专家建议在隔舱板前用喷水“水力盾构”,但水不能支护开挖面,无法阻止开挖面不停地流动。
这种情况与充满水的挖槽相类拟,从而提出在开挖面用类同槽壁法的支护,这样就诞生了泥水加压盾构掘进机。
⏹1967年,英国开发成功首台泥水加压平衡盾构。
⏹1974年,日本开发成功首台土压平衡盾构。
⏹1987--1991年,英国、法国采用11台盾构掘进深50km长的英法海峡隧道,创造单台盾构连续掘进21km的记录。
⏹1989--1996年,日本采用8台世界最大直径14.14m泥水加压盾构,掘进东京湾海峡隧道,2条隧道各长9.4km。
英国体系泥水盾构⏹1964年英国Mott, Hay和Anderson的John Bartlett 申请了泥水加压平衡盾构掘进机原理专利(英国专利号1083322)。
⏹1971年开挖直径4.1m、长140m的试验段。
英国体系泥水加压平衡盾构掘进机与同类德国体系相对照,其研制的特征是有长槽的鼓轮状的切削头、提取来自压力室的泥浆,有粗和细两套分离装置,以及以控制弃土出口压力(阀或泵)的方法保持开挖面的压力。
当时,英国由于缺乏能适合促进这种技术的隧道工程,这种技术的发展受到了限制。
日本体系泥水盾构⏹日本工程师相信液体支护隧道开挖面的原理、他们称为“泥水加压平衡盾构”(即泥水加压平衡盾构)。
⏹1970年日本铁建公司在京叶线森崎运河下,羽田隧道工程中采用了直径7.29m的泥水加压盾构施工,土质为冲积粉砂土层和洪积砂层,N值为2-50,施工长度为865× 2条=1712延米,见图1。
⏹直径7.29m泥水加压盾构掘进机,在隧道施工中获得了极大的成功,它是当代时最大直径的泥水加压平衡盾构。
⏹纵观日本在近30年的泥水盾构发展,自日本泥水盾构问世以来,泥水盾构一直持续发展。
⏹在20世纪70年代,还不到十年的时间里,日本就用直径的泥水盾构施工了20km隧道。
⏹就当时技术发展水平来说,认为日本对于一切的细颗粒土地层较丰富的经验,日本泥水盾构常利用开挖出来的泥土作为开挖泥浆,并只要加上膨润土或其它材料就可调制成用于泥水盾构的泥浆性能、而当时英国的经验仅仅局限于膨润土这一种泥浆材料。
⏹1986年日本研制世界上第一台双圆泥水加压式盾构,由日立造船株式会社为日本熊谷组承包商制造。
⏹这台双圆泥水加压式盾构是由两个直径为7.42m的盾构组合而成,盾构横向总宽度为12.19m,刀盘呈半重叠状。
⏹1988年用于日本新建京叶线的京桥双线隧道施工,长度约620m,这是日本首次使用MF Multi-ple Facc ) 盾构修建隧道。
⏹90年代中,日本又研制成世界上第一个三圆泥水盾构,并成功地作大阪市地铁7号线“商街公园”车站工程施工。
⏹商街公园地铁车站(Bsaka Business Park) 是大阪地铁7号线工程中施工难度最大的一个车站,深约32m,长155m。
位于IMP 摩天大楼及盾构施工大断面下水道隧道的正下方,处在深度大、水压高易塌方地层中。
全用球墨铸铁管片,共计105环(105m),日掘进2~3环,于1994年1月~4月就完成了约107m在完成一次衬砌,立柱的托换亦于同年10~11月顺利完工。
法国NFM公司 FramatomeØ14.87名泥水气平衡盾构,⏹泥水盾构,带有泡沫空气⏹主要参数:⏹盾构1900 tons 直径 = 14,87 m⏹后挂系统1420 tons, 总计3320 tons, 长度 120 m⏹盾构功率3,500 kW, 扭矩= 136 000 KNm⏹总顶进压力184,000 ton⏹泥水流率2,500 m³/hr2 泥水系统的作用和组成2.1泥水系统的作用⏹一是及时向开挖面密闭舱提供掘进施工需求的泥浆,用优质膨润土配制的泥浆的比重、粘度等技术指标必须满足在高透水砂层中形成泥膜和稳定开挖面的要求;⏹二是及时把切削土砂形成的混合泥浆输送到地面进行分离和处理,再将回收的泥浆调整利用。
⏹泥水系统与盾构机的选型、掘进速度、地质条件等紧密联系在一起的,不同的地质工况条件取决了不同的泥水系统模式。
支护泥水作用支护泥水在泥水盾构掘进中起着重要作用:⏹在开挖面土体表面形成泥膜,泥膜厚度随渗透时间增加而增加,从而有效提高渗透抵抗力。
⏹支承、稳定正面开挖面土体。
⏹盾构借助泥水压力与正面土压产生泥水平衡效果,有效支承正面土体。
⏹对刀盘和刀头等切削设备有冷却和润滑作用。
泥膜形成基本要素支护作用的好坏,泥水形成的泥膜质量至关重要⏹泥水最大粒径对泥膜形成效果有很大影响,根据土层渗透系数K的不同要求,泥水最大颗粒粒径也不同,其间需互相匹配⏹颗粒级配⏹泥水浓度提高能使泥水屈服值升高,稳定性增强⏹增加泥水压力可提高开挖面的稳定性泥水配比设计主要由膨润土、CMS、纯碱和水组成,⏹膨润土的作用提高泥水粘度、比重、悬浮性、触变性⏹CMS(缩甲基淀粉)的作用降低失水率、增加粘度⏹纯碱(碳酸钠)调节PH值、分散泥水颗粒泥水的技术指标⏹泥水比重为达开挖面上的稳定,须将开挖面的变形,要控制在最低限度以内,希望泥水比重要相当高。
但比重高的泥水使得送泥泵处于超负荷状态,将招致泥水处理上的困难;而比重低的泥水虽具有减低泵的负荷等优点,但却产生了逸泥量的增加、推迟泥膜的形成。
一般的泥水比重γd在1.05~1.3范围内较适宜。
⏹泥水的粘度可通过将泥水从漏斗形容器流出的时间来判定泥水的粘性,表示出外观的粘性(在清水中500cc漏斗形粘性是19秒)。
通常是采用25~40秒/500cc左右值的泥水。
泥膜形成机理⏹类型1:几乎不让泥水渗透过,仅形成泥膜。
⏹类型2:地层土的间隙较大,仅让泥水渗透过去,没有形成泥膜。
⏹类型3:是上述两种类型的中间状态,边让泥水渗透过,边形成泥膜。
泥膜试验装置上海越江隧道新浆常用配比表(以m3计):膨润土% CMS%纯碱%υ(s)γ(g/cm3)适应土层10~16 0.1~0.480.2~0.4820~120 1.065~1.205、7控制泥水成本途径新浆⏹控制膨润土掺入比⏹控制CMS掺入比⏹控制纯碱掺入比调整浆⏹新浆+回收浆⏹新浆+回收浆+CMS⏹新浆+回收浆+HEF⏹回收浆+CMS⏹回收浆+HEF⏹回收浆+膨润土+碱控制泥水成本途径新浆⏹控制膨润土掺入比⏹控制CMS掺入比⏹控制纯碱掺入比调整浆⏹新浆+回收浆⏹新浆+回收浆+CMS⏹新浆+回收浆+HEF⏹回收浆+CMS⏹回收浆+HEF⏹回收浆+膨润土+碱2.2泥水系统的组成泥水盾构的泥水系统由四大部分组成⑴造浆分系统⑵输送分系统⑶处理分系统⑷泥水监控分系统2.3 泥浆伴制和浆液调整分系统2.3.1 泥水拌制分系统⏹当盾构在掘进过程中,需要进行新旧泥浆交替补充到盾构刀盘面,形成一定厚度的泥膜便于刀盘切削。
⏹当旧浆液浆量不足使需要及时补充新鲜浆液,造浆系统根据浆液的粘度、比重等技术指标进行调整。
及时向盾构正面刀盘面补充浆液,使刀盘正面快速形成泥膜,便于盾构顺利进行掘进施工。
⏹伴制泥浆的主要材料是膨润土、CMS等。
⏹泥水拌制系统由新浆槽、新浆泵、新浆搅拌器、新浆贮备槽、CMS搅拌槽、CMS搅拌器、CMS泵、分配阀和加水设备组成,⏹CMS搅拌槽贮存化学浆糊、新浆槽贮存膨闰土等材料,分别由搅拌器进行搅拌,将搅拌后的CMS化学浆糊送入新浆槽进行混合搅拌制成新鲜浆液⏹调整槽分系统具有新旧浆液搅拌调整功能,同时也起到贮存浆液作用.⏹回收的浆液经过盾构机反复应用后,浆液的比重、粘度指标会不断发生变化,需要再次把切削土砂形成的混合泥浆通过新浆分系统分配的新浆重新进行浆液技术指标的调整。
⏹浆液调整系统由调整槽、剩余槽、调整槽拌器、剩余槽搅拌器、调整泵、剩余泵、密度泵、送浆泵、补液泵、分配阀和加水设备组成,⏹调整槽对新旧浆液进行调整、剩余槽贮存新旧浆液,分别由搅拌器进行搅拌,由密度泵进行密度检测,而后由送浆泵将调整好的浆液送往盾构机,⏹当盾构处于停止掘进模式进行管片拼装时,为了确保刀盘面正面土压力平衡,由补液泵进行循环补液。
⏹泥水输送系统是将新浆和调整浆通过泵与管道输送至盾构开挖面;⏹刀盘切削下来的干土和水合成的泥浆,通过泵与管道将泥水送往地面的处理系统进行调整。
⏹旋流处理分系统的主要功能是将经过分离以后的中细颗粒浆液再次进行细化处理,逐次降低浆液粒径,处理系统一般采用多级旋流器进行处理。
⏹旋流器的工作原理是依据水动力高速旋转产生的离心力达到处理目的,利用旋流泵在旋转过程使旋流器产生负压力,迫使旋流器内部悬浮的细微颗粒,通过离心作用产生螺旋式上升,通过上溢口被负压力挤出,浆液中粗重颗粒在自重的重力作用下落入下溢口弃浆槽内。
⏹旋流器不同的内径和颈长比以及不同的工作压力,会起到不同的处理效果。
⏹调整槽和剩余槽均有减速搅拌器、液位计、搅拌叶、差压式密度计、密度泵、循环泵以及相应的泵(调整泵、剩余泵)组成 .⏹槽内的浆液由搅拌器搅拌,调整的浆液技术指标由密度计进行检测,。
⏹为了防止槽内浆液的满溢及浆液虚空,安置高低液位计来控制浆液液位,⏹调整槽与剩余槽之间采用溢流管连通,以确保泥水系统由足够的送浆量,当两个槽体内的浆液指标不能满足技术要求时,利用调整泵和剩余泵互相进行补充再次进行调整。
⏹调整槽结构与剩余槽结构一致,调整槽(剩余槽)结构示意图处理系统软件界面的分成。
所有泥水处理系统的监控系统都由PLC程序实现。
通过泥水监控系统的运用,随时为盾构施工中央控制室提供可靠的信息和采集泥水系统的技术数据。
同时通过控制系统中的显示屏和触摸屏及时了解和掌握相关的泥浆处理技术指标。
采用中央集中控制和就地控制两级控制的模式,即自动、半自动和手动操作相结合的监控系统。
根据泥水处理系统工艺流程及各分系统、进行现场设备的合理布置及简便操作。
根据泥水分离和处理系统模式,对主循环系统设备控制、调整分系统和取水分系统;优先考虑采用中央自动/中央手动控制,弃浆分系统设置为自动运行中央控制手动开启、停止,为了考虑工程成本,在处理过程中的加水、加浆控制则采取操作人员根据泥浆配比要求进行人工判断操作;制浆分系统设计为就地手动控制配料配方,自动制浆。