一种满足两台泥水盾构机同时施工的泥浆池配置使用方法

摘要

一种满足两台泥水盾构机同时施工的泥浆池配置使用方法，该泥浆池的基本配置含有拌浆池集成、膨化池集成、清水池、沉淀池集成、调整池集成、回浆池集成、设备池集成、移动搅拌装置、第一库房及第二库房，第一库房和第二库房中存储有拌制泥浆用的膨润土、纯碱和羧甲基纤维素钠CMC，两台泥水盾构机有各自的泥浆循环系统，其中每台泥水盾构机的泥浆循环系统之间可以互相切换使用，当第一台泥水盾构机的所述泥浆循环系统出现故障时可以及时切换至第二台泥水盾构机的所述泥浆循环系统。通过该方法能提高两台泥水盾构机同时施工的掘进效率，保证工期，节约施工成本，保护环境。

说明书

技术领域

本发明属于盾构施工技术领域，涉及一种满足两台泥水盾构机同时施工的泥浆池配置使用方法。

背景技术

泥水盾构机的施工原理是依靠适宜比重和粘度的泥浆在盾构机刀盘仓前方的掌子面形成泥膜，依靠充满刀盘仓的泥浆压力来平衡地层和地下水的侧压力，从而达到掌子面稳定，并通过泥浆将刀盘切削下来的渣土携带出地面，经泥水分离系统处理后达到固体渣土和泥浆分离，分离出的泥浆经沉淀池沉淀后，再经过泥浆比重和粘度的调整后再循环重复利用。

但当泥水盾构机穿越的地质情况以粘土、粉土、粉质粘土等细颗粒地层为主时，泥水盾构常常遇到泥水分离系统分离出的固体渣土量远远少于开挖出的渣土量，大量的细颗粒物质进入泥浆，造成泥浆比重和粘度不断上升。由于此种细颗粒物质多是由20μm以下的粘土颗粒物组成，即便是经长时间沉淀，此细颗粒物在泥浆中一直处于悬浮状态，无法彻底分离出去。当泥浆比重和粘度达到一定限值，比如比重达到1.3g/cm3，粘度达到30s以后，泥浆将无法正常使用。传统的泥水盾构机泥浆池使用方法的缺点存在以下问题：

1、两台泥水盾构仅配置一个共用的拌浆池和膨化池，在泥浆损失量大的情况下，新拌制的泥浆的速度无法满足两台泥水盾构正常施工的需求，且新拌泥浆膨化时间不足，无法保证泥浆质量。

2、每台泥水盾构仅配置有一套沉淀池、一个调整池和一个回浆池，随着泥浆比重和粘度的不断升高，泥水盾构的掘进效率会逐渐下降，当泥浆的比重和粘度上升到无法满足盾构施工需要时，只有停止盾构掘进，停工处理废弃泥浆，这样不但会影响施工工期，还会造成巨大的窝工损失。

3、调整池中只安装一台固定的泥浆搅拌装置，这种固定的泥浆搅拌装置的缺点有：其一是无法将调整池的每个方位的泥浆都搅拌到位，搅拌不到的地方的泥浆会逐渐沉淀，不但会减小调整池的容积，还会影响调整池泥浆的质量；其二是搅拌臂较长，当泥浆比重较大时经常会损坏搅拌臂，此时需要停工后将调整池里的泥浆全部抽排干净后再对搅拌臂进行修复，这样不仅耽误工期，还造成泥浆污染环境，浪费泥浆材料和水资源。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种满足两台泥水盾构机同时施工的泥浆池配置使用方法，通过该方法能提高两台泥水盾构机同时施工的掘进效率，保证工期，节约施工成本，保护环境。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种满足两台泥水盾构机同时施工的泥浆池配置使用方法，该泥浆池的基本配置含有拌浆池集成、膨化池集成、清水池、沉淀池集成、调整池集成、回浆池集成、设备池集成、移动搅拌装置、第一库房及第二库房，第一库房和第二库房中存储有拌制泥浆用的膨润土、纯碱和羧甲基纤维素钠CMC；其特征是：

所述拌浆池集成包括第一拌浆池及第二拌浆池，两个拌浆池的长×宽×高均相等；

所述膨化池集成包括第一膨化池及第二膨化池，两个膨化池的长×宽×高均相等；

所述沉淀池集成包括第一沉淀池、第二沉淀池、第三沉淀池、第四沉淀池、第五沉淀池、第六沉淀池、第七沉淀池、第八沉淀池、第九沉淀池、第十沉淀池、第十一沉淀池及第十二沉淀池，十二个沉淀池的长×宽×高均相等；

所述调整池集成包括第一调整池、第二调整池、第三调整池及第四调整池，四个调整池的长×宽×高均相等；

所述回浆池集成包括第一回浆池、第二回浆池、第三回浆池及第四回浆池，四个回浆池的长×宽×高均相等；

所述设备池集成包括第一设备池及第二设备池，各设备池的长×宽×高均相等；

将第一调整池、第二调整池、第三调整池和第四调整池按长度方向从左至右依次排列形成长形槽，按所述长形槽长度方向在其两端铺设两条钢轨，并分别在第一调整池、第二调整池、第三调整池和第四调整池两侧的钢轨上架设各自的移动搅拌装置，移动搅拌装置配有搅拌器、行走轮及钢轨轮，所述行走轮前后移动加上所述钢轨轮左右行走能使所述搅拌器在该调整池的任意位置实施搅拌；

在所述长形槽的前方从左至右依次排列有第三沉淀池、第二沉淀池、第一沉淀池、第十二沉淀池、第十一沉淀池、第十沉淀池、第九沉淀池、第八沉淀池、第七沉淀池、第六沉淀池、第五沉淀池和第四沉淀池，第三沉淀池、第二沉淀池和第一沉淀池构成第一组使用池，第十二沉淀池、第十一沉淀池和第十沉淀池构成第一组备用池，第九沉淀池、第八沉淀池和第七沉淀池构成第二组使用池，第六沉淀池、第五沉淀池和第四沉淀池构成第二组备用池，各组中的沉淀池均通过顶部配置的数个溢流口实现泥浆的相互连通；

在所述长形槽的后方正中配置清水池，在清水池的右侧后端配置有第二设备池，在清水池的右侧前端配置第三回浆池和第四回浆池，在第二设备池右侧配置第二膨化池，在第四回浆池右侧配置第二拌浆池，在第二膨化池和第二拌浆池右侧配置第二库房，在清水池的左侧后端配置有第一设备池，在清水池的左侧前端配置第二回浆池和第一回浆池，在第一设备池左侧配置第一膨化池，在第一回浆池左侧配置第一拌浆池，在第一膨化池和第一拌浆池左侧配置第一库房；在第一设备池和第二设备池中均配备有进浆泵；

所述第一组使用池、所述第一组备用池、第一调整池、第二调整池、第一回浆池、第二回浆池、第一设备池、第一拌浆池和第一膨化池形成第一台泥水盾构机的循环泥浆系统，所述第二组使用池、所述第二组备用池、第三调整池、第四调整池、第三回浆池、第四回浆池、第二设备池、第二拌浆池和第二膨化池形成第二台泥水盾构机的循环泥浆系统；清水池为两台泥水盾构机共用；

第一台泥水盾构机施工前，先利用第一库房中存储的膨润土、纯碱和羧甲基纤维素钠CMC和清水池中存储的清水在第一拌浆池中拌制新鲜泥浆，所述新鲜泥浆的比重是1.05g/cm3而其粘度控制在18～24s，然后将所述新鲜泥浆泵送至第一膨化池中进行膨化，所述新鲜泥浆膨化24小时后形成膨化泥浆，然后将所述膨化泥浆输送至第一调整池中存储并搅拌形成掘进泥浆；

当第一台泥水盾构机开始掘进施工时，将第一设备池中所述进浆泵与第二回浆池的管路关闭，开启所述进浆泵与第一回浆池连接的管路，由所述进浆泵将第一回浆池中的掘进泥浆输送至第一台泥水盾构机的刀盘仓中，所述掘进泥浆再与刀盘仓切削下的渣土混合形成渣土泥浆，然后通过第一台泥水盾构机配置的排浆泵将所述渣土泥浆输送至泥水分离系统进行固液分离，所述泥水分离系统可以将渣土泥浆分离成直径20μm以上的固体颗粒物和分离泥浆，所述分离泥浆进入第一沉淀池进行沉淀并获得沉淀泥浆，所述沉淀泥浆再通溢流口分别流入第二沉淀池和第三沉淀池，对所述沉淀泥浆要进行比重和粘度检测：

当所述沉淀泥浆的比重在1.05～1.2g/cm3而其粘度在18～24s时，所述沉淀泥浆经第二沉淀池、第三沉淀池沉淀后流入第一调整池，由于泥浆在泥水盾构机掘进施工过程和泥水分离系统中会不断损失，为保证泥水盾构机正常施工，需要不断的向第一调整池中补充所述膨化泥浆，所述沉淀泥浆和补充的所述膨化泥浆混合后经移动搅拌装置充分搅拌后进入第一回浆池，再由第一设备池中所述进浆泵输送至第一台泥水盾构机循环使用；

当所述沉淀泥浆比重大于1.2g/cm3或是当所述沉淀泥浆粘度大于24s时，关闭第一设备池中所述进浆泵与第一回浆池之间的管路和所述泥水处理系统与所述第一组使用池之间的排浆管路，同时开启所述进浆泵与第二回浆池之间的管路和所述泥水分离系统与第一组备用池之间的管路，启用所述第一组备用池、第二调整池、第二回浆池，此时，从所述泥水分离系统分离出的所述分离泥浆进入第十二沉淀池，再经第十一沉淀池和第十沉淀池后流入第二调整池，所述沉淀泥浆与所述膨化泥浆在第二沉淀池经充分搅拌混合后进入第二回浆池，再经第一设备池中所述进浆泵输送至第一台泥水盾构机循环使用；与此同时，所述第一组使用池的所述沉淀泥浆通过离心机集成和压滤机集成进行离心和压滤处理，将所述沉淀泥浆的比重和粘度降至合理范围后备用；当第一组备用池的泥浆比重和粘度上升至无法满足第一台泥水盾构施工需要时，将所述泥水分离系统流入第一组备用池的排浆管路和第二回浆池的进浆管路关闭，同时开启所述泥水分离系统流入第一组使用池的排浆管路和第一回浆池的进浆管路，如此循环即可满足第一台泥水盾构机的使用；

第二台泥水盾构机所使用泥浆循环方式和第一台泥水盾构机的使用方式相同，当第一台泥水盾构机的所述泥浆循环系统出现故障时可以及时切换至第二台泥水盾构机的所述泥浆循环系统，也就是说，两个所述泥浆循环系统是可以任意切换使用的。

由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：

1、两台泥水盾构各自配置一个拌浆池和膨化池，且两个拌浆池和膨化池可以互相切换使用，因此拌制泥浆的数量可满足两台泥水盾构施工的需要，且泥浆膨化时间有保证，确保新拌制泥浆的质量。

2、两台泥水盾构机同时在以粘土、粉土、粉质粘土层等细微颗粒为主的地层中施工时不会因为泥浆比重和粘度升高而降低掘进效率，更不会因此而停机，可以确保两台泥水盾构机同时施工的掘进效率和施工的连续性，在保证工期的情况下，大大降低施工成本。

3、调整池中安装的可移动式泥浆搅拌装置可以全方位无死角将泥浆搅拌均匀，不会影响掘进泥浆的质量，且当一个调整池的泥浆搅拌装置出现故障时，立即切换至其他调整池继续施工，可以保证施工的连续性，在确保施工进度的基础下，不仅可以节约大量的制浆材料和水资源，而且保护环境不受泥浆污染。

附图说明

图1是本发明的泥浆池配置平面示意简图。

图1中：1-第一沉淀池，2-第二沉淀池，3-第三沉淀池，4-第一调整池，5-移动搅拌装置，6-第一拌浆池，7-第一库房，8-第一膨化池，9-第一回浆池，10-第一设备池，11-第二回浆池，12-第二调整池，13-清水池，14-第三调整池，15-第三回浆池，16-第二设备池，17-第四回浆池，18-第二膨化池，19-第二库房，20-第二拌浆池，21-第四调整池，22-第四沉淀池，23-第五沉淀池，24-第六沉淀池，25-第七沉淀池，26-第八沉淀池，27-第九沉淀池，28-第十沉淀池，29-第十一沉淀池，30-第十二沉淀池。

具体实施方式

本发明是一种满足两台泥水盾构机同时施工的泥浆池配置使用方法。

本发明的泥浆池其基本配置含有拌浆池集成、膨化池集成、清水池、沉淀池集成、调整池集成、回浆池集成、设备池集成、移动搅拌装置、第一库房及第二库房，第一库房和第二库房中存储有拌制泥浆用的膨润土、纯碱和羧甲基纤维素钠CMC。

结合图1，所述拌浆池集成包括第一拌浆池6及第二拌浆池20，两个拌浆池的长×宽×高均相等。所述膨化池集成包括第一膨化池8及第二膨化池18，两个调整池的长×宽×高均相等。所述沉淀池集成包括第一沉淀池1、第二沉淀池2、第三沉淀池3、第四沉淀池22、第五沉淀池23、第六沉淀池24、第七沉淀池25、第八沉淀池26、第九沉淀池27、第十沉淀池28、第十一沉淀池29及第十二沉淀池30，十二个沉淀池的长×宽×高均相等。所述调整池集成包括第一调整池4、第二调整池12、第三调整池14及第四调整池21，四个调整池的长×宽×高均相等。所述回浆池集成包括第一回浆池9、第二回浆池11、第三回浆池15及第四回浆池17，四个回浆池的长×宽×高均相等。所述设备池集成包括第一设备池10及第二设备池16，各设备池的长×宽×高均相等。

将第一调整池4、第二调整池12、第三调整池14和第四调整池21按长度方向从左至右依次排列形成长形槽，按所述长形槽长度方向在其两端铺设两条钢轨，并分别在第一调整池4、第二调整池12、第三调整池14和第四调整池21两侧的钢轨上架设各自的移动搅拌装置，移动搅拌装置配有搅拌器、行走轮及钢轨轮，所述行走轮前后移动加上所述钢轨轮左右行走能使所述搅拌器在该调整池的任意位置实施搅拌。

在所述长形槽的前方从左至右依次排列有第三沉淀池3、第二沉淀池2、第一沉淀池1、第十二沉淀池30、第十一沉淀池29、第十沉淀池28、第九沉淀池27、第八沉淀池26、第七沉淀池25、第六沉淀池24、第五沉淀池23和第四沉淀池22，第三沉淀池3、第二沉淀池2和第一沉淀池1构成第一组使用池，第十二沉淀池30、第十一沉淀池29和第十沉淀池28构成第一组备用池，第九沉淀池27、第八沉淀池26和第七沉淀池25构成第二组使用池，第六沉淀池24、第五沉淀池23和第四沉淀池22构成第二组备用池，各组中的沉淀池均通过顶部配置的数个溢流口实现泥浆的相互连通。

在所述长形槽的后方正中配置清水池13，在清水池的右侧后端配置有第二设备池16，在清水池的右侧前端配置第三回浆池15和第四回浆池17，在第二设备池16右侧配置第二膨化池18，在第四回浆池17右侧配置第二拌浆池20，在第二膨化池18和第二拌浆池20右侧配置第二库房19，在清水池的左侧后端配置有第一设备池10，在清水池的左侧前端配置第二回浆池11和第一回浆池9，在第一设备池10左侧配置第一膨化池8，在第一回浆池9左侧配置第一拌浆池6，在第一膨化池8和第一拌浆池6左侧配置第一库房7；在第一设备池10和第二设备池16中均配备有进浆泵。

所述第一组使用池、所述第一组备用池、第一调整池4、第二调整池12、第一回浆池9、第二回浆池11、第一设备池10、第一拌浆池6和第一膨化池8形成第一台泥水盾构机的循环泥浆系统，所述第二组使用池、所述第二组备用池、第三调整池14、第四调整池21、第三回浆池15、第四回浆池17、第二设备池16、第二拌浆池20和第二膨化池18形成第二台泥水盾构机的循环泥浆系统；清水池13为两台泥水盾构机共用。

第一台泥水盾构机施工前，先利用第一库房7中存储的膨润土、纯碱和羧甲基纤维素钠CMC和清水池13中存储的清水在第一拌浆池6中拌制新鲜泥浆，所述新鲜泥浆的比重是1.05g/cm3而其粘度控制在18～24s，然后将所述新鲜泥浆泵送至第一膨化池8中进行膨化，所述新鲜泥浆膨化24小时后形成膨化泥浆，然后将所述膨化泥浆输送至第一调整池4中存储并搅拌形成掘进泥浆。

当第一台泥水盾构机开始掘进施工时，将第一设备池10中所述进浆泵与第二回浆池11的管路关闭，开启所述进浆泵与第一回浆池9连接的管路，由所述进浆泵将第一回浆池9中的掘进泥浆输送至第一台泥水盾构机的刀盘仓中，所述掘进泥浆再与刀盘仓切削下的渣土混合形成渣土泥浆，然后通过第一台泥水盾构机配置的排浆泵将所述渣土泥浆输送至泥水分离系统进行固液分离，所述泥水分离系统可以将渣土泥浆分离成直径20μm以上的固体颗粒物和分离泥浆，所述分离泥浆进入第一沉淀池1进行沉淀并获得沉淀泥浆，所述沉淀泥浆再通溢流口分别流入第二沉淀池2和第三沉淀池3，对所述沉淀泥浆要进行比重和粘度检测：

当所述沉淀泥浆的比重在1.05～1.2g/cm3而其粘度在18～24s时，所述沉淀泥浆经第二沉淀池2、第三沉淀池3沉淀后流入第一调整池4，由于泥浆在泥水盾构机掘进施工过程和泥水分离系统中会不断损失，为保证泥水盾构机正常施工，需要不断的向第一调整池4中补充所述膨化泥浆，所述沉淀泥浆和补充的所述膨化泥浆混合后经移动搅拌装置5充分搅拌后进入第一回浆池9，再由第一设备池中所述进浆泵输送至第一台泥水盾构机循环使用。

当所述沉淀泥浆比重大于1.2g/cm3或是当所述沉淀泥浆粘度大于24s时，关闭第一设备池10中所述进浆泵与第一回浆池9之间的管路和所述泥水处理系统与所述第一组使用池之间的排浆管路，同时开启所述进浆泵与第二回浆池之间的管路和所述泥水分离系统与第一组备用池之间的管路，启用所述第一组备用池、第二调整池12、第二回浆池11，此时，从所述泥水分离系统分离出的所述分离泥浆进入第十二沉淀池30，再经第十一沉淀池29和第十沉淀池28后流入第二调整池12，所述沉淀泥浆与所述膨化泥浆在第二沉淀池2经充分搅拌混合后进入第二回浆池11，再经第一设备池10中所述进浆泵输送至第一台泥水盾构机循环使用；与此同时，所述第一组使用池的所述沉淀泥浆通过离心机集成和压滤机集成进行离心和压滤处理，将所述沉淀泥浆的比重和粘度降至合理范围后备用；当第一组备用池的泥浆比重和粘度上升至无法满足第一台泥水盾构施工需要时，将所述泥水分离系统流入第一组备用池的排浆管路和第二回浆池11的进浆管路关闭，同时开启所述泥水分离系统流入第一组使用池的排浆管路和第一回浆池9的进浆管路，如此循环即可满足第一台泥水盾构机的使用。

第二台泥水盾构机所使用泥浆循环方式和第一台泥水盾构机的使用方式相同，当第一台泥水盾构机的所述泥浆循环系统出现故障时可以及时切换至第二台泥水盾构机的所述泥浆循环系统，也就是说，两个所述泥浆循环系统是可以任意切换使用的。