一、工程概况:
1.本工程为城市地下综合管廊盾构施工项目,采用泥水平衡式盾构机推进,施工过程中产生大量高浓度泥浆(含固率约20%-30%)泥浆处理设备。为满足环保要求,提高施工效率,降低运输成本,本项目采用天津嘉中移动式泥浆处理车结合泥浆调节设备的综合处理方案,实现泥浆的现场快速处理、资源化利用和无害化处置。
2.天津嘉中生产的泥浆处理设备包括:
1.泥浆调节系统、2.移动式泥浆处理车
3.主要用途:地铁盾构泥浆、旋挖钻机泥浆、打桩泥浆、非开挖顶管泥浆等高浓度泥浆等泥浆处理设备。
二、泥浆处理难点分析:
1.泥浆特点:泥浆泵抽不动;
2.泥浆浓度高:盾构推进产生的泥浆含固率高泥浆处理设备,传统沉淀法处理效率低;
3.成分复杂:含有黏土、细砂、盾构润滑剂、泡沫剂等多种成分;
4.处理量大:日产生泥浆量约200-300m³
5.环保要求严:施工现场位于城区泥浆处理设备,需避免泥浆外运过程中的跑冒滴漏;
6.场地受限:施工场地狭小泥浆处理设备,需紧凑型处理设备;
三、处理方案设计:
3.1 总体工艺流程:
盾构泥浆排出 → 泥浆暂存池 → 泥浆筛分系统→ 调节浓度、沙石分离 → 移动式泥浆处理车→ 泥浆脱水 → 泥浆固化 → 泥饼输送 → 渣土车转运泥浆处理设备。
3.2 主要设备配置:
1. 移动式泥浆处理车(型号:半挂式TJZ9401TWCF1)
- 处理能力:30-50m³/h
- 功率:70kW
- 尺寸:13.6m×2.5m×4m(可满足道路运输要求)
- 集成进料系统、沙石过滤、加药搅拌、入料泵、板框压滤机、输送带、发电机等等多级处理单元;
2.泥浆筛分系统(型号:TJZ9402-3TWCF2三件套)
- 挖机装料:高浓度泥浆
- 一次筛分:自动筛分5cm以上颗粒物、稀释、螺旋输出
- 二次筛分:稀释、自动筛分5cm以下颗粒物、泥浆泵输出
- 泥浆搅拌箱:容积:20m³、搅拌功率:22kW、泥浆泵输出
- 加药系统:PLC自动控制投加量
3. 泥饼输送系统
- 皮带输送机(长度8m泥浆处理设备,带宽650mm)
- 防漏收集装置
四、施工实施步骤:
4.1 泥浆收集与预处理
1. 盾构机排出的泥浆泥浆处理设备,通过管道输送至临时储浆池(2×10m³钢制容器)
2. 采用挖机将泥浆挖进泥浆筛分系统进行稀释、筛分、加药、搅拌、泥浆泵输出至移动式泥浆处理车进行减量化处理泥浆
3. 粗筛过滤(5cm)去除大颗粒杂质
4.2 泥浆调节处理
1. 稀释调节:
- 根据泥浆浓度自动添加清水泥浆处理设备,将泥浆比重控制在1.1-1.2
- pH值调节至7-8(采用碳酸钠溶液)
2. 絮凝处理:
- 添加阴离子型聚丙烯酰胺(PAM)泥浆处理设备,消泡剂、或者氧化钙,投加量0.3-0.5kg/m³
- 搅拌速度30rpm泥浆处理设备,反应时间≥5min
4.3 分级处理工艺
1. 一级处理(沙石分离):
- 通过高频振动筛(筛网目数20目)分离粒径>5cm颗粒
- 分离出的砂石含水率<15%泥浆处理设备,可直接装车外运
2. 二级处理(细颗粒分离):
- 旋流器组分离<5cm颗粒
- 底流含固率提升至40%-45%
3. 处理(压滤脱水):
- 泥浆处理车(车载压滤机)每小时处理30-50m³
- 出泥含固率达60%-75%可调
4.4 泥浆固化处理
1. 将脱水后的泥浆输送至渣土车
2. 按比例添加固化剂(水泥基材料泥浆处理设备,添加量8%-12%)
3. 充分搅拌混合(搅拌时间≥3min)
4.5 压滤脱水成型
1. 采用板框压滤机(压力1.2MPa)进行最终脱水
2. 压滤周期约1小时左右/次
3. 产出泥饼厚度4cm泥浆处理设备,含水率<70%
4.6 泥饼输送与装车
1. 压滤机自动卸料至输送带
2. 输送带设置防尘罩和防漏挡板
3. 直接装运至渣土车(10m³容积车型)
4. 每车装载时间<15min
五、关键控制要点
5.1 工艺参数控制
1. 进料泥浆比重:1.15-1.25
2. 絮凝剂配比:0.1%-0.2%溶液泥浆处理设备,或使用氧化钙替代
3. 压滤压力:分段加压泥浆处理设备,最终压力≥8MPa
5.2 质量控制标准
1. 泥饼含水率:≤70%
2. 分离水SS:≤200mg/L
3. 砂石含泥量:≤5%
4. 固化体无侧限抗压强度:≥0.3MPa(7d龄期)
5.3 环保控制措施(选装)
1. 全封闭式处理泥浆处理设备,设备配备防噪罩(噪声≤75dB)
2. 处理车间设置防渗托盘(HDPE膜)
3. 输送带全封闭设计泥浆处理设备,防止扬尘
4. 分离水可二次循环利用
六、实施效果分析
6.1 处理效率
1. 单日处理能力:240-300m³(按20h工作计)
2. 泥饼减容率:≥70%
3. 设备利用率:>85%
6.2 经济效益
1. 与传统外运相比节约成本约40%(仅作参考)
- 外运成本:120元/m³
- 处理成本:15元/m³(含药剂、能耗、人工泥浆处理设备,不含外运)
2. 泥饼运输车次减少50%
3. 设备均采用车载式泥浆处理设备,占地面积小,移动灵活方便
6.3 环境效益
1. 实现泥浆"零排放"
2. 避免道路污染
3. 分离水回用率>80%
4. 噪声、扬尘达标率100%
七、应急预案
1. 设备故障应急:
- 厂家均提供技术人员现场服务泥浆处理设备,确保设备24小时连续运转
- 临时储浆池提供8小时缓冲容量
2. 电力中断应对:
- 用电总功率85kW柴油发电机或备用电源
- 关键设备配备UPS电源
八、设备照片:
车型参数:
序号
功能
参数
备注
1.
底盘
半挂式
13.6米
2
处理能力
每次30-50立方
进料方量
3
运行动力
外接三相电
无发电机
4
处理效果
污水净化、泥浆固化泥饼
环保排放
5
整车尺寸
长:13.6米、宽:2.5米、高:4米
不含车头
6
材质
全车采用不锈钢材料
不锈钢
7
自重
整车自重36吨
36吨
8
操作人员
2人
不包括抽泥
9
主要成本
人工+电费+固化剂
10
整车保修
一年、电器三个月、免费培训
11
政策
整车当地上牌、免税
黄牌A1
政策
当地上牌、免征车辆购置税
九、结论:
本方案通过移动式泥浆处理车与配套设备的组合应用,实现了盾构泥浆的现场高效处理,形成"收集-处理-转运"一体化解决方案泥浆处理设备。实际应用表明:
1. 处理后的泥饼满足运输和处置要求泥浆处理设备,大幅降低运输成本
2. 全封闭处理流程杜绝泥浆处理设备了二次污染
3. 车载移动设备泥浆处理设备,占地面积小,移动灵活方便,模块化设计适应不同场地条件
4. 自动化控制减少人工干预泥浆处理设备,运行稳定可靠
该技术方案由天津嘉中科技厂家设计,特别适用于城市地下空间开发等环保要求高的盾构施工项目,具有显著的推广应用价值泥浆处理设备。后续可进一步优化药剂配比和能源消耗,提升处理效率和经济性。