压滤机技术在越江隧道盾构施工中的应用

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1、压滤机技术在越江隧道盾构施工中的应用 压滤机技术在越江隧道盾构施工中的应用张树凯,陈清锁,廖潇,张娜中国石油天然气管道局第四工程分公司。河北廊坊,/,。.,嘲缸【摘 要】以西气东榆二线广州一南宁支干线北江盾构工程中遇到的泥质砂岩及黏土层为例,研究并解决了压滤机技术在泥水盾构施工中如何提高盾构掘进工效并处理泥质砂岩及黏土地层中掘进所产生的大量高浓度泥浆的难题,切实达到了“零排放。、“零污染”的环保要求.压滤机技术在泥质砂岩及黏土地层中的成功应用,对于类似工程施工都有一定的借鉴意义.【打 ,“”“.咒危如加.【关键字】压滤机;越江隧道;盾构施工;泥浆;环保【;【中图分类号】. 【文献标志码】 【文

2、章编号】母例,介绍压滤机的引进并与泥水分离、压滤机的系统有机结合前言有效的提高了盾构掘进工效和泥浆后期处理问题。盾构旌工作为目前世界上既安全又先进的隧道施工技概述术,已经应用到油气管道建设的江河穿越施工中。西气东输二线有条过江管道采用泥水盾构工法,现均已贯通。泥水盾构 北江盾构穿越工程是国家重点工程西气东输二线广州在含泥量较高地层中掘进时,会产生的高浓度泥浆不仅会降 南宁支干线的“卡脖子”工程,隧道全长.,成型隧道内低掘进工效目后期不易处理。文献【】阐述了泥水处理系统 径.,其中在泥质砂岩穿越、砂层穿越、卵石的原理及工艺流程,文献【,】介绍了压滤机在污泥处理中的 层穿越,黏土层穿越,工程采用德

3、国海瑞克公司应用,文献【】介绍了压滤机在越海隧道中的应用,但缺少在含 哪制造的泥水气压平衡盾构机。泥量较高地层中应用。下面以西气东输二线北江盾构工程为为了更好的在泥质砂岩和黏土层中掘进,盾构机在投入该工程前针对高含泥量地层进行了适应性改造:刀盘舱配【作者简介】张树凯一,男,河北廊坊人。工程师,从事隧道盾备高压冲洗装置;增加刀盘舱内泥浆喷嘴;增加?拖车供构施工技术研究。俺子信箱.。浆泵增大循环量,提高携渣能力;合理的刀具配置,优化刀万方数据具选型,增大刀盘开口率。分离左右的固相颗粒,导致泥浆循环系统携带渣土能力降低,需要补充和更换循环泥浆来降低密度和黏度,现场无原泥水处理系统大型泥浆沉淀池,直接

4、影响盾构机掘进速度,并产生大量废弃泥水平衡盾构是非开挖中的前沿技术,泥水处理系统作泥浆。为盾构机的主要系统之一,在泥质砂岩和黏土地层施工时,对压滤机的引入泥水处理系统的处理能力、效率和效果的要求更高。泥水分离系统为一、二级泥水处理,采用一台宜昌黑旋风泥水分离和由离心棚细成的三级分离系统在本工程中砂工程机械生产的泥浆处理系统对泥水进行 层和卵石层中也确可以将泥浆中的细小颗粒进行分离,但在分离,其最大处理能力/,分离粒径。为了保证最高含泥地质条件的盾构掘进中因设备处理能力及性能所限很大泥浆通过及处理能力,增加了?套二级处理装置,保证其最难将粒径。的颗粒进行分离,如果采用沉淀池沉淀或外大泥浆处理能力

5、达到/。 运处理将会影响盾构施工工效并增大成本投入,故将在本工程中将压滤机引入与泥水分离和离心机配套使用。.离心机设备离心机为三级处理设备,套采用成都西部石油装备有 .压滤机的选型及基本原理限公司和套采用天津海威水务工程的出来设备, 北江盾构新投使用的泥浆压滤系统见图,主要包括设备性能见表。泥水分离和离心机系统流程见图。搅拌捅、储气罐、空压机、型压滤机及其配套的.表离心机设备性能表 专用隔膜泵,搅拌叶轮偏心配置的矿浆搅拌器,全自动型助滤剂添加装置,滤饼专用破碎机组成,其中压滤机为核心设 . 备,其余为配套设备。压滤机主要包括头板、尾板、孔板、盲板 橡胶密封、主液压缸、主油缸、辅助液压缸、限位装

6、置、进浆管系统、滤液收集系统、风路系统、液压系统、控制箱、旋转板、连杆组组成。经过泥水系统分离后的废弃泥浆,流搅拌箱添加药剂生石灰搅拌,压滤机主油缸带动移动板关闭各滤室,用液压传动的隔膜泵,把泥浆均匀注入相邻滤板形成的滤室中,在注满滤室后继续入料,给滤室内的泥浆施压,使得大部分滤液通泥水分离系统流程 离心机分离流程进行二次脱水,用高压空气均匀通过整个滤饼的断面进行气图泥水分离和离心机系统流程图水置换,带走滤饼内的残留水分。最后主液压缸开始工作,连.添加化学药剂增加泥浆沉淀速度杆带动移动板,打开压滤机放下滤饼,完成一次压滤过程。处在泥质砂岩和黏土地层时,经过泥水分离处理后的泥浆理能力见表。需要添

7、加絮凝剂,可以加速泥浆沉淀速度、降低泥浆黏度和含水量。通过对使用的絮凝剂进行了多次实验,针对北江泥质砂岩和黏土地层,最终选择了经济、适用的阴离子聚丙烯酰胺和聚季胺.絮凝剂产品,分子量为万。蕾北江工程泥质砂岩和黏土地层的地层总计长达,滤液桶掘进时刀盘切削下的原土有%以上的颗粒溶解到泥浆中,图压滤系统示意图造成泥浆的黏度和容重的不断增加,而现泥水处理系统只能万方数据表压滤系统处理能力表滤饼水分/% 循环时间/. 过滤容积,泥浆最大密度,/滤饼数量 滤饼尺寸,衄滤饼厚度,.压滤机改造泥浆压滤处理设备是盾构杌在黏土质地层施工中,泥水处理系统重要组成部分分。在黏土地施工时,由于黏土颗粒粒径小、吸水性强、

8、黏度大,造成泥浆压滤时间变长,压滤出的泥饼黏在滤板上不易脱落,需人工处理。因此对泥浆压滤处理设备根据现场情况进行了升级改造,将滤板数量由 片增加到片,经过溢流沉淀后的泥浆先泵送到搅拌箱个,通过添加助凝剂生石灰/,再泵送到离心机和泥浆处理设备。添加助凝剂后有效的降低了泥浆黏度,大大提高了设备净化能力和减少了泥浆压滤运行时间。图压滤机使用效果图实施效果结语通过统计及计算,在泥质砂岩及黏土地层中盾构机掘进北江盾构工程在原泥水分离系统基础上增加了一套泥浆量为环/,刀盘切削渣土量出约为./环环压滤系统,形成了一套复合型的泥浆分离压滤系统,用这套系./,废弃泥浆./环环./。根据当前地统将盾构机挖掘输送出

9、来的泥浆分离压滤,彻底将泥浆分离质条件进浆采用清水作为的循环泥浆,由于粉质黏土颗粒小、成清水和固态泥饼,达到泥浆零排放要求,有着良好的工程作黏性大,颗粒占绝大多数,泥水分离系统分离困难,泥用和经济效益,该系统已在西气东输二线东段北江盾构和绥浆压滤系统承担了%废弃泥浆处理量。泥水分离设备出渣江盾构工程中成功应用,为其他盾构施工的泥水处理起到了量约是./环,压滤系统出渣量约为 /环。压滤系统日一定的借鉴作用。最大处理量,每小时能够完成次压滤循环,废弃浆液处理量【参考文献】为./,出渣量约为,每天盾构施工计算,废弃【】薄利.泥水处理技术在泥水盾构隧道施工中的应用田.隧道建设,泥浆./,每天产生渣饼,

10、泥浆压滤系:.统满足盾构机在泥质砂岩及黏土层施工日掘进环的要筑机械化,:.求。将泥水处理系统分成泥浆分离处理和泥浆压滤处理两部调与水利科技,:.分进行管理,提高了泥水处理系统在复合地层的适应性,特别【】任延杰新型板框污泥脱水技术的应用阴.环境与可持续发展,是在黏土地层解决了泥浆黏度高、密度大的处理问题,降低了:.设备故障风险和系统设备噪声、解决了环境污染问题、减少泥水处理占地面积、降低了项目成本、保证了旖工进度等关键问新产品。:.题。泥浆经过分离压滤后的土砂含水率%,压滤出的液体呈一的碱性无色透明液体,达到泥浆零排放要求,分离设,:.压滤处理后的泥浆量和各项指标满足了盾构机正常掘进的要求。压滤机实际使用效果见图。【收稿日期.万方数据