大直径泥水盾构泥浆绿色处理技术探讨

大直径泥水盾构泥浆绿色办理技术商讨

摘 要：本文以杭州望江经过江地道施工过程中对地

道泥浆办理绿色施工为背景，对当前国内大直径盾构地道泥

水办理绿色施工进行商讨， 联合杭州钱塘江两岸地质状况，盾构施工中荒弃泥浆从泥浆固化、压滤、离心等办理方法综

合剖析，废浆进行零排放无公害办理，为后续陆续开始的穿江大直径盾构地道泥水废浆办理方案供给参照，供给思路，做到盾构施工过程中“废浆零排放” 。

重点词：大盾构；泥浆；办理 DOI ： 1 国内现状

当前国内大直径盾构地道 （地道直径超出 10m 以上）在

建或已通车项目已经达到

20 余座，包括上海长江地道、南

京纬七路长江地道、武汉三阳经过江地道等一批超大直径盾 构地道，基本以复合式泥水均衡盾构机施工为主。当前杭州 市已经通车的有钱江通道过江地道、庆春经过江地道。望江 经过江地道、博奥过江地道等大直径过江地道项目已经陆续 动工。跟着城市的建设发展，土地不停开发利用，地道施工 所处施工场所将愈来愈趋势城市中心地带，周边环境要求也 会愈来愈高，对泥水盾构施工所产生的废浆办理要求也会越

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来越严格，怎样在有限的施工场所将施工产生的废浆进行无

公害化办理将会显得愈来愈重要。

杭州当前在建的大直径过江地道项目有杭州望江经过

江地道工程、博奥经过江地道工程，后期陆续地铁

1、3 号

线将采纳单洞双线，使用大直径泥水盾构陆续过江，本文以 杭州望江经过江地道施工过程中对地道泥浆办理绿色施工

为背景，对当前国内大直径盾构地道泥水办理绿色施工进行

商讨。

2 国内当前泥水办理方式

泥水盾构是利用泥水的携带碴土能力将盾构开挖下来 的碴土经过管道泵送至地面泥浆办理系统进行分别，分别出

来的干渣经过汽车或其方式运输至指定场所进行排放，节余

指标合格的泥浆则连续进行循环至盾构机用于下一循环的

掘进施工。泥水办理循环系统流程见图

1。泥水办理设施如

图2所示。

经过泥水分别设施筛分办理后，指标合格的泥浆则连续

进行循环至盾构机用于下一循环的掘进施工。当泥浆不达标

时，则需要进行弃浆办理。弃浆集中至废浆池，经积淀后捞

渣外运；节余的难以积淀的泥浆就需要经过特别的办理，满

足环保要求后方可外运。

当前国内废浆办理的方式主要有以下三种：压滤办理、

离心办理和固化办理。电渗、泥浆船运等其余办理方式本文

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将不再赘述。

2.1 压滤办理

泥浆办理过程分为以下几个步骤：泥浆采集→泥浆改性

→压滤（含送浆、建压）→排水→隔阂压迫→吹气脱水→卸

料→管路冲刷。

荒弃浆液泵送入待压泥浆罐， 用悬臂吊将生石灰提至待

耗嘟 ?罐上部，在搅拌桶中进行水化办理后进入待压泥浆罐。

泥浆泵将待压泥浆罐中的泥浆泵送至压滤机滤板间的

密闭腔室，泥浆中的固相颗粒被滤布拦截并渐渐富集形成滤

饼，滤液透过滤布流出进入滤液采集池。

2.2 离心办理

离心计由粉末储藏和加料系统、干粉计量投加系统、溶

解水系统、储藏搅拌系统和就地控制系统构成。

操作人员把药剂加到离心计药剂配制装置的药剂料箱

中，启动系统后， 进水阀门先翻开， 而后进料器会自动翻开，药剂与水预混淆后第一进入到第一组溶药箱，并在这里经过

搅拌器进行充足搅拌和混淆；当第一组溶药箱充满后便自行

推流至第二组溶药箱――熟化箱，在这里进一步混淆溶解；

经过两次搅拌混淆后的药液最后再到第三组溶药箱――成

品溶药箱，这时配置好的药液即可经过加药泵投入到加药点

上。

2.3 固化办理

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盾构泥浆固化稳固化办理技术第一对盾构泥浆进行分类，而后对盾构的弃浆进行固化稳固化办理，将办理后的泥浆排入保养区进行保养排水办理，进而使泥浆的含水率降低，机械强度增添，对保养区的泥浆进行追踪检测剖析，检测达标泥浆进行外运办理。

荒弃泥浆泵送至系统，经阀门选择切换进入搅拌模块，当液位达到必定高度时，搅拌泥浆泵、循环阀门和搅拌器开启，对模块内泥浆进行循环搅拌；同时药剂称重输送系统开始将固化剂粉末平均投送至搅拌模块的混淆区，此时循环搅拌系统对泥浆与药剂进行充足混淆。当泥浆量达到液位上限，药剂投送量达到设定值后，再对泥浆进行设准时间的搅拌混淆，使泥浆与药剂平均混淆。达到设定搅拌时间后，开启外排阀门同时封闭循环阀门，使泥浆外排至保养池进行固化反响，系统进入下一流程。

3 废浆办理经济效益综合对照

三种荒弃泥浆办理均有各自的特色，从占地面积、设施 投入花费以及办理效率综合对照见表

1。

一套压滤设施占地约

100 平方（不考虑废浆池用地） ， 实质办理量能达到

500～ 700m3/d，依据不一样的泥浆含砂率或

者含泥量对废浆增添外加剂能提升压滤设施的办理效率，但

会增添整个废浆办理的成本。 压滤办理一般办理花费在

30～

50 元/方，关于办理出来的泥饼含水率能够进行调整，废浆

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经过虑室分别出来的清水经过导槽采集后可连续用于生产施工，以达到办理效率和经济花费的均衡，在知足渣土外运的同时，达到综合成效最优化。

废浆离心办理设施占地面积基本和压滤设施差不多，但

单套办理能力优于单套压滤设施， 能达到 2000～ 3000m3/天，但离心分别设施花费要远高于压滤设施，主要使用外国设

备，设施投入花费高，后续的保护成本高，办理

1m3 废浆的

成本综合核算在 50 元 /m3 以上，一般项目投入使用 1～2 台，设施一旦故障将对生产施工产生极大影响。在施工过程中要注意对噪音的控制，防备噪音污染。

废浆固化施工办理效率低，为知足废浆办理达到与盾构施工速度般配，所以场所要求高，场所的大小直接影响到废浆的办理量，可否知足废浆的办理要求，达到与盾构施工般配。一般采纳固化办理项目，办理场所按亩计算，在城市施工很难达到，基本在郊区或土地未开发地区成立办理池进行

施工，办理花费相对照较低，不足 30 元 /m3 ，场所越大，花费越低。 4 杭州钱塘江地层剖析

杭州钱塘江双侧沿线场所地貌主要为钱塘江河床及两岸的钱塘江冲海积平原。盾构地道穿越地为淤泥质粉质黏土夹粉砂、淤泥质粉质黏土、淤泥质粉质黏土、粉砂、粉质黏土、含砂粉质黏土、粉砂、粉砂、圆砾层。以杭州望江经过江地道为例区间穿越地层全线路包括黏土，因为黏土颗粒较

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小， 50μ m 以下细颗粒所占比率高达

50%以上，泥水分别设

备没法完整筛分，跟着掘进距离的增添，泥浆比重会连续增 高，进而影响正常的泥浆循环携渣能力，所以泥水盾构施工

过程中泥浆的荒弃办理是没法防止的问题。

经过泥水分别设施筛分办理后，指标合格的泥浆则连续

进行循环至盾构机用于下一循环的掘进施工。当泥浆不达标

时，则需要进行弃浆办理。弃浆集中至废浆池，经积淀后捞

渣外运；节余的难以积淀的泥浆就需要经过特别的办理，满

足环保要求后方可外运。

5 杭州望江经过江地道泥浆办理工艺

杭州市望江经过江地道项目依据地质资料盾构在两头 工作井处主要以粉砂夹粉土、砂质粉土夹淤泥质粉质黏土为

主，进入钱塘江下后以粉质黏土为主，下侧有少许粉砂，在

ZK1+633 前后段有圆砾出现， 江底段地层为淤泥质粉质黏土

夹粉砂。参照本文表一的颗粒剖析结果，在联合考过去工程

施工经验，当前采纳二级旋流分别的泥浆办理系统，同时引

进 4 套压滤系统，对循环中的剩余泥浆进行办理，直接将荒弃泥浆压滤成干渣和清水，干渣直接经过运输车辆进行外运弃置，进而达到废浆零排放的要求。

5.1 泥水办理系统设设计理念

该工程盾构机参数开挖直径： φ，横断面：

，最大掘进速度： 50mm/min ，，日掘进速

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度： 10 环 /天，日最大掘进速度： 12 环 /天，即 24m/天；采纳

预筛分、一二级旋流分别，实现盾构循环泥浆中砂、泥的良

好分别。采纳脱水筛高频振动脱水，实现对外弃渣含水率≤

25%，合适自卸汽车直接运输而不漏浆。采纳制调浆系统，

实现盾构环流系统的流量均衡、物质均衡及环流泥浆调理与

迅速赔偿。采纳压滤方式对施工中的废浆、剩余泥浆进行处

理，实现工程施工外弃泥浆零排放。

采纳 PLC 集中控制室远

程控制模式，实现地面泥水办理系统的远程集中控制及及时 监控。

5.2 荒弃泥浆办理方案

项目联合项目场所状况，综合必选，采纳四套压滤设施

对荒弃泥浆进行办理，达到泥浆所有办理，废浆零排放的效

果。

压滤机工作时，有以下参数对压滤的效率有直接影响：

影响压滤机工作循环周期的要素有：物料过滤状态下的温度

和粘度、 压滤参数、 泥浆物理和化学特征、 单位时间办理量，

滤饼含水率，泥浆中的固体含量，滤饼的清洗程度等。压滤

系统的能力计算是成立在压滤机的能力获得充足发挥的前

提下，联合施工过程中的物质均衡计算，以单台压滤机出土

能力进行得出压滤机数目。

表 3 中是从 10 种土样中预选 5 种有代表性的土样 （③ 4、

⑥ 2、⑧ 1、⑨ 2、?4）做出的计算。从第 8 项能够看出，选 2

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台压滤机（单线）时，按每台压滤机每小时一个循环计，每

台压滤机每日的工作时间分别为

、、、、 ?颉 ?

5. 小时，即在⑨ 2 地层时是不够用的，其余基本足

以上的物质均衡计算忽视了预筛的影响，依据在近似地 层的出渣状况，能够初步设定预筛能出渣

30%左右，所以以

上数据能够进行 0.7 的系数折算。同时计算中没有考虑脱水 筛的透筛底流，经过实质数据测算，大概需进行

1.3 的系数

折算。

综合考虑，双线泥水盾构配置

4 台压滤机，压滤设施管

路进行并联，单线顶峰期压滤相互分配，即便是在施工顶峰 期（ 12 环 /天 /线），也能知足工程要求。

6 总结

本文经过对当前国内大盾构直径地道废浆办理工艺进 行剖析，依靠杭州望江经过江地道项目对杭州钱塘江地层进

行剖析，并对该项目压滤设施对盾构施工废浆进行零排放无

公害办理能力计算，为后续陆续开始的穿江大直径盾构地道

泥水废浆办理方案供给参照， 供给思路， 盾构施工过程中 “废

浆零排放”，防止对周边施工环境污染，切合现在社会对环

保意识、环保标准日趋增高的主潮流。

参照文件：

[1] 张广伟，吕明纪 .非开挖穿越施工的泥浆污染办理 [J].

建筑机械化， 2006， 24（ 04）： 49-50.

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[2] 党凯 .浅谈荒弃泥浆办理方法的技术应用[J]. 科技信

息， 2013（ 20）

： 360.

[3] 苏清贵，翟治国，邓亨义 .泥水盾构施工荒弃泥浆的环保办理技术 [J]. 地道建设， 2012，32（ s2）： 222-226.

[4] 梁宁 .荒弃泥浆固化办理技术的研究与应用[J]. 中国石

油和化工标准与质量，

2011， 31（6）： 74.

作者简介：袁永学（ 1977-），男，山东东营人，本科， 工程师，杭州望江经过江地道项目，土木匠程专业。

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