纬三路泥水处理方案

《纬三路泥水处理方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《纬三路泥水处理方案（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、南京纬三路 泥水分离设备及配套设备 方案介绍（南线）20122012年年0404月月1919日日一工程概况本工程线路穿越的地貌单元主要为长江高漫滩、长江河床。 地层岩性主要为淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粉砂、细砂、 中粗砾砂、卵砾石及部分中风化粉砂岩。本工程盾构盾构直径15m、掘进速度50mm/min、日掘进8 环；盾构机排浆流量3000m3/h，最大流量3200 m3/h；排泥 密度平均值为1.30t/ m3，最大为1.40t/ m3；隧道掘进工期 为500天。 二泥水处理系统.根据施工方提供的南京市纬三路过江通道工程SG-1标段S 线盾构地质概况可知：隧道全线以淤泥质粉质粘土、粉质粘 土、粉

2、砂、细砂、中粗砾砂、卵砾石及部分中风化粉砂岩为 主。根据招标文件要求及工程地质条件、地貌特征及不良地 质作用及特殊性岩土分布特征，本方案截取5个具有代表性的地 层断面，以此作为方案设计及设备选型的依据。C-21分层颗分曲线CF-1颗分试验曲线1颗分资料特征断面比例图S线盾构纵断面特征断面颗粒分析表二泥水处理系统.通过物质平衡计算，结合我们在过去的数 个过江隧道工程中泥浆处理及现场施工布局的经验， 特别是在西气东输南京三江口过江隧道及南京纬七路 公路长江隧道泥水处理系统工程的成功经验，我方设 计了该泥水处理系统。该系统由： 3000m3/h两级泥 水分离系统系统、调浆系统、制浆系统（含化学制浆

3、）及压滤系统组成。下面分别对系统的工作原理、性 能特点及现场布局予以说明。泥浆处理流程图现场布局（一）、ZX-3000泥浆处理系统 、ZX-3000泥浆处理系统工作原理ZX-3000泥浆处理系统由预筛分系统、一级处理系统、二级处理系统组成， 最大泥水处理量能达到3300 m3/h。系统工作原理如下：盾构机排出的污浆经分配器送入预筛分系统，经过预筛分器（双层筛）将粒 径在3mm以上的渣料筛出；筛余的泥浆进入一级处理系统,经过旋流除砂器分选 后，筛上渣料筛分脱水后排出；一级处理后的泥浆进入二级处理系统（二级处理 系统工作原理与一级处理系统工作原理相同）再次处理。经过两次处理后的泥浆 可通过闸门切换

4、流入调浆池或沉淀池。处理后的泥浆经过调整后重新进入盾构循 环使用。为避免筛下渣料落入下一级泥浆槽中，污染下一级的泥浆，筛下渣料经 收集槽流入底流收集槽内，进行压滤处理。经一级除砂净化处理后（74m粒级）泥浆能满足满足盾构施工需要时。可 将净化后的泥浆直接切换，自流入调浆池，经调配后返回井下。本系统可根据工程地质状况对盾构排除泥浆只进行一级或二级处理，以降低 施工电耗。当要求更高质量的泥浆时，可通过减少总进浆量，重复旋流除砂器中 的泥浆分选过程以达到目的；也可利用外接管路和阀门切换形成二次循环净化回 路。ZX-1000泥浆处理设备单元ZX-3000泥浆处理系统技术性能参数 1、最大泥浆处理量 3

5、300m3/h 2、预筛分离（mm） 3mm 一级旋流分离(mm ) d50=0.074 二级旋流分离(mm) d50=0.020 3、筛分出的渣料含水率(砂层) 小于25%。 4、达到分离指标时各次处理污浆的密度小于 1.3g/cm3， 最大1.4g/cm3；粘度30s以下(苏氏漏斗)，含砂 量小于20% 5、系统控制方式 PLC集中控制 6、系统功率（KW）：1732.8 7、系统外形尺寸（m）：33109。3000m3/h泥水处理系统特点 1、该泥水处理系统能满足3300m3/h的盾构泥浆的处理 并循环利用的要求。能对盾构施工中产生的废浆进行完全 处理，达到零排放要求； 2、泥水系统采用

6、模块化设计，整体结构简单，占地面 积小，除渣集中，设备操作简单、质量稳定可靠，故障率 低。系统处理能力的设计裕量较大，一级、二级系统间可 实现串、并联互换；系统以泥浆处理量为1000m3/h的设备 为基本单元，也可以根据其它工程的具体要求进行系统拆 分或重组，具有较强的工程适用性；整机设备噪音70分贝 ； 3、分离设备处理能力为3300立方米每小时，且留有 10%的能力富余量，能够满足一台15m盾构8环/天掘进进 度的需要；进浆管路采用500mm通径和大弯曲半径弯头， 能够有效防止300mm的块状物堵管。能够与盾构机相配 套。固相分离精度高，处理后的干净泥浆比重、含砂率低 ，有效地保证了盾构掘

7、进时的泥浆指标。中层框架中层框架上层框架上层框架下层框架下层框架4、泥浆处理脱水筛面积达90平方米，预筛筛面面积达45平方米，脱水 率及出渣能力高，筛面装有防堵筛的冲洗水管，能够有效防止堵筛现象 的发生。经脱水后的渣料含水率小于25%。 振动筛采用拥有自主知识产权的国家实用新型专利技术（大筛面叠层网 多电机混列自同步新型振动筛专利号：ZL2007 2 0083802.9、长跨度 偏心激振自同步新型振动筛专利号：ZL2007 2 0083803.3、泥浆净化 装置专利号：ZL 01 2 40225.7、泥水多级处理装置专利号：ZL2006 2 0157306.9）；美国技术、意大利工艺制造的振动

8、电机防护等级高（ IP65）、噪音低，激振力无级可调。（3.1.1、3.3.5、3.3.6） 脱水筛下均设有筛下物收集装置，将筛下物集中导入污浆槽或待压泥浆 槽中进入压滤系统处理，不允许筛下物落入循环泥浆槽中。 5、泥浆处理采用两级旋流处理工艺对泥浆进行分离，一级旋流采用进 口大直径多锥500mm旋流器分离，清除74微米以上的颗粒；二级旋流 采用进口小直径多锥150mm旋流器带有底流浓度调节的鱼尾板及真空 调节装置，清除20微米以上的颗粒。经试验证明通过两级旋流处理后 的泥浆中值粒径能够达到11微米。分离精度及处理量均比普通旋流器 大20%以上，达到相同分离精度和处理量时的能耗降低30%。进口

9、旋 流器分离效率高、使用使用寿命长。脱水筛旋流器组底流浓缩装置真空调节装置6、选用国际知名品牌的外购零部件，振动电机为美国技术、意大利工 艺制造，各种传动用电动机采用西门子电机有限公司产品。PLC为西门 子S7-300系列产品，渣浆泵为引进法国技术制造。旋流器进浆采用三一 重工混凝土泵车配套的高耐磨胶管。 自有专利技术设计的振动筛抛掷指数高、振动强度大，先进的振动筛分 机理有效防止粘土於堵和筛面跑浆。美国技术、意大利工艺制造的振动 电机防护等级高（IP65）、噪音低，激振力无级可调。 7、采用数控加工及整体热处理先进制造工艺。采用有限元分析进行设 计，振动筛现代动态测试技术验证，箱板采用优质锰

10、钢材料，高强度螺 栓装配式结构无应力集中、互换性能好，振动电机焊接底座等关键部件 采用整体退火处理，消除残余焊接内应力。 6、渣浆泵的主要过流零件采用高铬合金铸造，耐磨性高，输送高浓度 渣浆的寿命长；各类渣浆泵吸口均设有格栅，以防止异物吸入渣浆泵， 对泵造成损害；同一功用的泥浆泵均采用同种泵型，减少备件存储量及 备件的通用性。如一、二级旋流器泵均采用同种型号；泵坑内的供浆、 补浆及循环泵也是采用同种型号，仅根据不同的输送长度选用不同电 机。部分关键件加工（二）、调浆系统 调浆系统由不同功用的泥浆池、泵组、管阀、自动检测仪器以及相关的控制部分 组合而成。其主要功能是对泥浆处理系统的泥浆进行分配、

11、循环、沉淀和调整。通 过集中控制室对泥浆的流向、比重和流量予以监控。调浆系统的特点： 1、各类泥浆池功能齐备、设置合理，容量可以满足盾构机对泥浆 的紧急需求。在地层出现大量浆液漏失、开挖面需要大量补充泥浆 的紧急情况下，可以通过集中控制室远程操作各类相关泵阀，将膨 化池、储浆池、应急沉淀池的泥浆和化学池的化学药剂直接送入回 浆池内。沉淀池设计有专门的清淤用挖机通道，确保无清淤死角。 若在泥水设备不能正常工作时，可将应急阀门打开，使泥浆经过应 急沉淀池将大颗粒沉淀后回流至调浆池，以保证正常的泥浆循环； 若泥浆指标恶化很快，需要大量置换泥浆时，此时可将调浆池内的 泥浆排放入应急沉淀池临时存储，以便

12、于压滤机随时处理；在掘进 过程中，为了防止透过脱水筛的部分泥浆（筛下物）影响处理后泥 浆的质量，我们将筛下物进行了收集，收集后的泥浆排放入应急沉 淀池临时存储用于压滤或沉淀后用挖掘机清除。 （二）、调浆系统（二）、调浆系统 调浆场地布置调浆系统的特点： 2、充分利用设备所占用的地基基础空间，将清水池设计布置在其 中。减少了土建工程量，解决了大的清水容量需求与小的占地面积 要求之间的矛盾。 3、调浆池和应急沉淀池设计有二次循环净化回路，以充分利用掘 进间歇期，使泥浆进入泥浆处理系统反复循环，进一步提高净化质 量。 1）、在掘进间歇期，开启循环泵，可对沉淀池进行二次循环净化 2）、在掘进间歇期，可

13、通过开启P1泵及其出口相应的电动阀门， 将调浆池的泥浆重新送入泥浆处理系统进行二次循环净化处理。 在应急循环后使用本设计功能尤其重要，可以确保下井泥浆指标满 足盾构要求。 4、调浆系统的调浆池、储浆池、膨化池均配置有自动往复行走式 搅拌门架。“带脚走”的搅拌器比起传统成组使用的固定式搅拌器来 ，搅拌效果好、自动化程度高、无死角、能耗低。（二）、调浆系统调浆系统的特点： 5、可根据调浆池液位与密度的检测在线，通过PLC实现泥浆的自动 调整，其余浆池均有液位实时监控和自动补给、外送等调整功能。 1）、液位调整 当调浆池液面降至低液位设定值时，开启储浆池泵（补浆泵）向回 浆池（调浆池）送新制膨润土浆

14、, 直至达到液面设定值； 当调浆池液面升至高液位设定值时，开启循环泵向沉淀池排放。直 至达到液面设定值； 2）密度调整 在回浆池内还设有差压式密度计，可实时了解进入盾构的泥水比重 ，并根据比重情况，由控制系统自动按设置值对送泥水作出调整。 a)、比重低于设定值时，开启储浆池泵向回浆池送新制膨润土浆,直 至达到设定值； b)、比重高于设定值时，开启清水泵向回浆池送清水（或滤液）,直 至达到设定值；（二）、调浆系统控制系统监控界面调浆池设备及浆池 1、各种设备 循环泵（500M3/H）、补浆泵（500M3/H）、供浆泵（500M3/H）、 清水泵（450M3/H）、废浆泵（300M3/H）、化学泵

15、（36M3/H）、压滤 送浆泵（300M3/H）、压滤排水泵（300M3/H）各一套；机械式搅拌 器、移动行车及导轨3套、泥浆比重计1套、液位传感器若干、阀门及管 道若干。 2、各种池子 清水池（m）:871 膨化池（m）：1000 储浆池（m）：1000 调浆池（m）：1602 其中回浆池（288m） 沉淀池（m）：5512 作为应急池（二）、调浆系统调浆池设备及浆池（二）、调浆系统（三）、压滤系统（三）、压滤系统 、设备用途及主要特点分离精度再高的旋流分离设备也有其分离的极限。盾构机通过粘土地层 掘进时，由于泥浆粘度较高、其中的细颗粒较多，旋流器的分离指标会下降。 经二级分离设备处理后的泥

16、浆中细微的粘土颗粒逐渐富集，如果不及时予以去 除，则引起泥浆的比重和粘度上升，直接影响了泥浆的携渣能力及环流系统的 泵送能力进而影响到盾构机的掘进效率。因此，最为重要的就是控制进泥泥浆的比重，使其在某个地层掘进时保 持相对稳定。而不是等到整个循环泥浆比重恶化、环流泵超负荷、盾构机扭矩 过大推不动的时候，再不得不用清水置换，为避免泥浆循环体系容量超限的浆 液溢流而大量弃浆。压滤系统的功用就是在粘土层旋流筛分设备不能分离出足够的渣土，不 能将泥浆比重还原到掘进初期的低值（1.1-1.2g/cm3）时，进行彻底的固液分 离，通过分离出足够的低含水率（23-27%以下）干土、回收足够的低固含（ 50mg/l以下）滤液，将泥浆比重还原到掘进初期的所需值。 本系统是针对盾构废弃泥浆处理的设备，将盾构废浆集中处理为可堆积的渣 土与滤液。系统在进料、筛分、压滤、排水、卸料过程采用自动控制及监测。 具有应用范围广、自动化程度高，检修及维护方便的特点。根据地层条件及颗 粒分析所做出的物质平衡计算，为保证工程施工顺利进行，本系统采用三套 600m2