大型泥水盾构施工中的
泥
水
分
离
处
理
系
统
第一章绪论
一、泥水加压式盾构及其泥水分离处理系统概述
盾构法施工已有170余年历史，随着科学水平的不断提高，盾构技术也得到不断发展和完善。至今，盾构已发展成为软土地层修建隧道的一种专用施工机械，盾构施工法也已成为当今城市隧道和地铁工程中不可缺少的一种施工法。
为了满足城市隧道建设的地表沉降控制和加快施工速度，泥水加压式盾构逐渐发展并成熟，泥水加压式盾构用泥浆代替气压，用管道输送代替轨道出土，加快了掘进速度，改善了劳动条件和施工环境，能较好地稳定开挖面和防止地表隆陷，成为当今一种划时代的盾构新技术。
1996年，上海采用直径11.22m泥水加压式盾构，成功穿越7m 浅覆土河床和4.2m超浅覆土软土地层，完成延安东路南线水底公路隧道施工，标志着中国隧道施工技术已达到国际先进水平。
近来，上海市相继开始建设大连路和复兴东路越江隧道工程，并采用直径11.22m泥水加压式盾构施工，为该施工工艺在软土地基中施工提供了广阔的舞台。
泥水加压式盾构是在机械掘削式盾构的前部刀盘后侧设置隔板，它与刀盘之间形成压力室，将加压的泥水送入泥水压力室，当泥水压力室充满加压的泥水后，通过加压作用和压力保持机构，来谋求开挖面的稳定。盾构推进时由旋转刀盘切削下来的土砂经搅拌装置搅拌后
形成高浓度泥水，用流体输送方式送到地面。在地面调整槽中，将泥水调整到合适地层土质状态后，由泥水输送泵加压后，经管路送到开挖面泥水压力室，泥水在稳定开挖面的同时，将刀盘切削下来的土砂搅成浓泥浆，再由排泥泵经管路输送到地面。被送到地面的泥水，根据土砂颗粒直径，通过一次分离设备和二次分离设备将土砂分离并脱水后，排去分离后的水，经调整槽进行再次调整，使其成为优质泥水后再循环到开挖面。
二、泥水平衡机理及指标
1、泥水平衡机理
泥水平衡盾构是在切削刀盘与隔板之间形成的密封舱中，注入满足施工要求压力的泥浆，使其在开挖面形成泥膜，支承正面土体，并由安装在正面的大刀盘切削土体表层泥膜，由刀盘开口进入密封舱与泥水混合后，形成高密度泥浆，由排泥泵及管道输送至地面进行处理，整个过程通过建立在地面中央控制室内的泥水平衡自动控制系统统一管理。盾构掘进机设有操作步骤设定，各操作步骤间设有联锁装置，制约因误操作而引起事故，施工安全可靠。
在实际施工中，泥膜的形成是至关重要的。当泥水压力大于地下水压力时，泥水理论按达西定律渗入土壤，形成与土壤间隙成一定比例的悬浮颗粒，在“阻塞”和“架桥”效应的作用下，被捕获并积聚于土壤与泥水的接触表面，泥膜就此形成。随着时间的渐渐推移，泥膜的厚度不断增加，渗透抵抗力逐渐增强，当泥膜抵抗力远大于正面
土压时，产生泥水平衡效果。
2、泥水管理控制
（1）、进浆泥水指标
泥浆能否在渗入土壤时形成优质泥膜，能否稳定切口前方土体，除了采取其它施工技术措施外，对进浆泥水的质量管理也是十分关键的。在施工中，要加强对进浆泥水的以下主要指标进行控制。
泥浆配合比：
膨润土：CMC：纯硷：水＝300ｋｇ：２．２ｋｇ：１１ｋｇ：８７０ｋｇ
比重：1.15～1.20
粘度：20～23
含砂量：15～25
析水量：5％
PH值：8
3、排泥指标控制
比重
泥水的比重是一个主要控制指标。掘进中进泥比重不易过高或过低，前者将影响泥水的输送能力，后者将破坏开挖面的稳定。
泥水比重的范围应在1.15～1.30 g/cm3，下限为1.15 g/cm3，上限根据施工的特殊要求而定，在砂性土中施工、保护地面建筑物、盾
构穿越浅覆层等，可达1.30 g/cm3。甚至可达1.35 g/cm3。
黏度
泥水的粘度是另一个主要控制指标。从土颗粒的悬浮要求来讲，要求泥水的粘度越高越好，考虑到泥水处理系统的自造浆能力，随着推进环数增加，泥浆越来越浓，比重会呈直线上升，但比重的增加并非说明泥浆的质量越来越高，若在砂性土中施工，粘度甚至会下降，因此，泥水粘度的范围应保持在20～30s。
考虑到粘度的调整有一个过程，故在泥浆粘度为22s时（调整槽粘度），即可逐渐增加CMC，添加量的多少视粘度下降的趋势而定。
过分强调提高粘度而无限制地添加CMC，将提高工程费用，造成不必要的浪费。当然，在特种场合，为了开挖面的更加稳定，有可能将粘度指标提高到35s。
析水度和ＰＨ值
析水度是泥水管理中的一项综合指标，它们在更大程度上与泥水的粘度有关，悬浮性好的泥浆就意味着析水量小，反之就大。
泥水的析水量须小于5%，PH值须呈碱性，降低含砂量、提高泥浆的粘度、在调整槽中添加石碱，是保证析水量合格的主要手段。
在砂性、粉砂性土中掘进时，由于工作泥浆不断地被劣化，就需要不断地调整泥水的各项参数，添加粘土、膨润土、CMC；在粘土、淤泥质粘土中掘进时，由于粘性颗粒不断增加，使排放的泥浆浓度越来越高，添加清水进行稀释则成为主要手段。
第二章大连路越江隧道盾构施工中的
泥水分离处理系统
一、工程概况
上海市大连路隧道工程是市府为改善交通的重大通道工程之一，由引道段、矩形段、工作井、圆形隧道段、管理中心大楼和天桥六部分组成。设计起点位于杨浦区大连路霍山路口，沿大连路经杨树浦路、毛麻公司穿越黄浦江到浦东过其昌栈轮渡站东侧达浦东大道，沿东方路向南，设计终点为东方路乳山路口。设二条隧道，线路里程为K0+0.000～K2+565.88，全长2.565KM。主要施工方法为盾构法隧道，圆隧道隧道轴线平面呈反“S”形，纵剖面呈“U”形，东、西线线型基本一致。东线设计线路长度为1274.20m，盾构从浦东向浦西推进。浦西工作井位于大连路杨树浦路口，浦东工作井位于东方路昌邑路口。
二、工程地质概况
据地质勘察报告，工程范围内的地质资料从上至下依次为：①人工填土、②褐黄～灰黄色粉质粘土、③1灰色淤泥质粉质粘土、③2灰色粘质粉土、③3灰色淤泥质粉质粘土、④灰色淤泥质粘土、⑤1-1灰色粘土、⑤1-2灰色粉质粘土、⑥暗绿～草黄色粘土、⑦1-1草黄色砂质粉土、⑦1-2草黄色粉细砂。隧道主要埋置于⑤1-1灰色粘土、⑤
1-2灰色粉质粘土、⑥暗绿～草黄色粘土、⑦1-1层草黄色砂质粉土中。
大连路隧道出洞推进隧道主要穿越④灰色淤泥质粘土、⑤1-1灰色粘土、⑤1-2灰色粉质粘土的土层。各层土物理、力学性质指标如下表：
地基土的物理学性质指标表一
三、泥水分离处理系统设计原理
泥水处理系统主要由泥水控制室、沉淀槽、泥水槽、粘土溶解槽、调整槽、剩余槽、新浆配制槽、清水槽、和泥水分离旋流器等组成，起着处理由盾构开挖面排出的泥水和制造新鲜泥水的作用。利用黄浦江的天然水资源条件，将系统设置在浦东黄浦江边。
从施工地段土质构成来看，盾构主要穿越暗绿～草黄色粘土和草
黄色粉质砂土，其颗粒组成：0.25～0.074mm约占21.7％；0.074～0.035mm约占44.65％；≤0.035mm约占33.65％；由于<0.074mm的颗粒占了绝大多数，因此对泥水分离带来的相当大的难度，在总结了延安路隧道泥水处理的经验教训后，经过多种方案的筛选比较并辅之以实验室沉淀试验及工程旋流试验，最终方案定为二级泥水处理。
工艺流程图
一级泥水处理：
盾构排泥管排出的带有切削土质的泥水密度为ρ＝1.352T/m3,排入沉淀池，经沉淀池S形走道，泥水密度约降低0.022即ρ＝1.33T/m3，然后进入第一级旋流器，将≥0.074mm和部分<0.074mm的颗粒处理
掉，使泥水密度约降低0.035，即ρ＝1.295T/m3，上液口泥水送入泥浆槽，再在泥浆槽内加水稀释使密度降为ρ＝1.255T/m3，便于经其后的二级旋流器处理的泥水可直接进入调整槽作为送泥水。
二级泥水处理：
经一级处理后的泥水在泥浆槽内用水稀释至ρ＝1.255T/m3，然后进入二级旋流器进行处理，大于0.030mm的颗粒将被处理掉，此时泥水密度约降低0.045，即ρ＝1.21T/m3，经二级处理后的泥水直接进入调整槽加上作为补充的少量新浆也被送入调整槽，由于新浆密度较小ρ＝1.05T/m3，二者混合后使送泥水密度达到ρ＝1.20T/m3的要求，直接供泥水盾构取用。
应急措施
为防止设备意外故障，影响盾构掘进，本系统设置三种应急模式：应急模式0－调整槽进浆发生故障，其内泥水将被用完影响到掘进时，启动应急模式0，将沉淀池浆水直接送入调整槽并同时向调整槽加水，临时应急；
应急模式1－1#泥浆槽进浆发生故障，其内水位降低至低1位时，启动应急模式1，将沉淀池浆水直接送入1#泥浆槽，临时应急；
应急模式2―2#泥浆槽进浆发生故障，其内水位降低至低1位时，启动应急模式2，将沉淀池浆水直接送入2#泥浆槽，临时应急；
四、泥水分离处理系统使用情况总结
大连路越江隧道施工已接近尾声，从隧道整个推进过程来看，泥水处理系统发挥了巨大的作用，事实证明是成功的，并且为复兴东路隧道泥水处理系统提供了技术参考，同时在泥水系统的使用过程中，也发现了一些系统设计及工艺设计中的不合理处。
1、不同土层都采用同一种处理模式，针对性不强；
据地质勘察报告，工程范围内的地质资料从上至下依次为：①人工填土、②褐黄～灰黄色粉质粘土、③1灰色淤泥质粉质粘土、③2灰色粘质粉土、③3灰色淤泥质粉质粘土、④灰色淤泥质粘土、⑤1-1灰色粘土、⑤1-2灰色粉质粘土、⑥暗绿～草黄色粘土、⑦1-1草黄色砂质粉土、⑦1-2草黄色粉细砂。隧道主要埋置于⑤1-1灰色粘土、⑤1-2灰色粉质粘土、⑥暗绿～草黄色粘土、⑦1-1层草黄色砂质粉土中。
在⑤1-1灰色粘土中小颗粒粘粒较多，⑥暗绿～草黄色粘土含较难搅碎的块状土，⑦1-1层草黄色砂质粉土中小砂粒较多，可见各土层参数不一样，故整个系统设计时，应充分考虑不同土层的特性。实际使用过程中泥水分离并没有有效的针对措施，而是主要采取沉淀池沉淀＋挖机挖掘，只适用于⑥较难搅碎的块状土，对于0. 2 以下⑦主要颗粒由于较难沉淀，挖机无能为力，故在⑦1-1推进时，挖机挖掘量较小，沉淀池尾部比重特别高，有时达1.50，还是主要靠旋流器分离，这样就增加了旋流器的负担，由于旋流器进口比重较高，影响了其工作效率，使系统处理量降低，而且比重无法降低到设计要求，不得不添加大量新浆予以稀释，增加了成本。
山西高层住宅2号楼
各项参数平均值统计数据
页脚内容
2、弃土方式存在问题，弃土效率低，浆液浪费严重；
弃土方式主要为挖机挖掘装车＋弃浆泵送，如前所述，在⑤1-1灰色粘土中小颗粒粘粒较多，⑦1-1层草黄色砂质粉土中小砂粒较多，挖机效率很低，主要靠弃浆排放，且挖机挖出的弃土含水量很高，真正挖出的土方量很小，且装车困难，污染环境，而弃浆排放同时带走泥浆中大量有用的粘土及CMC颗粒，材料损失严重，且弃浆量跟不上排放量，经常造成两条隧道同时停止推进，损失巨大。
3、未充分利用排出泥浆的自造浆能力及浆液回收利用，造成新
浆制备浪费，大大提高成本；
排出的泥浆含有大量的粘土颗粒，如合理利用排出泥浆的自造浆能力，并且使有用的颗粒能够不断地循环利用，将节省新浆拌制材料的使用，从而大大节约成本。但大连路泥水处理系统设计并未充分考虑这些，而是通过挖机挖掘及弃浆排放，将大量有用的泥水弃走，增加了排放量，同时整个系统循环量是恒定的，弃走多少废浆，必须加入多少新浆。
根据数据统计，大连路两条隧道推进使用的膨润土总量为7400吨，而延安路隧道相应的的使用量为2400吨，该数据充分说明大连路泥水分离系统在成本控制方面存在一定的问题。根据数据统计，大连路两条隧道推进使用的膨润土总量为7400吨，而延安路隧道相应的的使用量为2400吨，该数据充分说明大连路泥水分离系统在成本控制方面存在一定的问题。根据我们的统计，大连路泥水系统（东线）新浆拌制材料成本为近400万元，这只是其中的部分成本，系统的不合理造成的影响至少有以下几方面：
1、整个循环系统比重较高，推进速度明显减慢，拖延了工期；
2、泥浆中有害物质含量过高，设备负载加大，能源消耗过多，且
设备磨损较为严重；
3、泥浆排放量过大，增加外运成本；
4、泥浆外排造成的环境影响非常大；
。
第三章复兴东路泥水分离处理系统的方案优化
大连路泥水分离处理系统为复兴东路泥水系统的设计提供了技术准备，大连路的一些不合理处需要在复兴东路加以改进，同时通过对石油钻井行业的考察，使我们对复兴东路泥水处理的方案优化有了新的认识。
一、石油钻井泥水分离设备现场考察报告
2002年9月上旬，由于大连路泥水分离设备中砂泵损坏，我们与生产厂家广汉西部石油勘探装备有限责任公司取得联系，对方总经理同技术员立即赶赴上海，经现场踏勘，对方认为大连路泥水分离系统存在问题，同时向我们推荐他们厂生产的离心机，可直接分离出含水量很低的固体颗粒，且经处理后的泥浆可降至1.10以下，对方的介绍引起了我们浓厚的兴趣，因为泥水分离的效果不仅能减少废浆排放量，而且可大大提高泥浆循环使用率，减少新浆使用量，这样可大大节约成本，故我们决定对该设备进行现场考察。
9月18日，我们赶赴成都，在场区现场，厂方已经将该离心机放置在泥浆池上，应我们的要求，对方为我们进行了现场试验，即在泥浆池中预先拌制比重为1.12的膨润土浆液，然后开启该离心机，离心机的两个出口分别排出泥浆和面团状固状物，经测试，排出的泥浆比重为1.04，从现场试验的情况来看，该离心机分离效果确实不错。
附：LW450×1000-N离心机主要技术参数
由于该设备主要应用于石油钻井工程中的泥水分离设备，故厂家建议我们到油田现场考察该设备使用情况，而且石油钻井工程中的泥水分离与大连路及复兴路越江隧道工程中的泥水分离原理上基本相似，对我们应该有所启发，经厂方联系，我们于次日赶赴武汉江汉油田。
在江汉油田有关负责人的带领下，我们考察了一个钻井工地，该工地泥水分离系统流程如下：
附：现场抄录的设备技术参数
根据现场提供的资料，排泥口浆液比重1.30，粘度40″，处理后循环罐比重1.06，粘度不变。
此次成都武汉之行给我们带来很多启示，首先振动筛在泥水处理中应用广泛，特别是上海在71-2土层中砂性颗粒较大，振动筛分离效果较好，故复兴路泥水第一级处理建议使用振动筛；大连路除砂器、清洁器下液口直接当废浆处理，势必造成浆液浪费，油田中在除砂器、清洁器下液口安装振动筛再次分离，回收浆液，节约成本；用离心机可进一步分离浆液中较小颗粒，且整个系统全部分离出干土，不产生废浆，大大节约了成本。
为此，我们在大连路泥水施工现场对振动筛及离心机等设备进行了试验。试验数据如下表：
泥浆槽离心机试验
弃浆池离心机试验
盾构施工质量控制要点 一、盾构法隧道施工质量控制要点 （一）审查盾构施工总体方案，需重点注意的内容 1.施工场地总平面布置图； 2.盾构推进方案（始发、掘进、到站或掉头）； 3.盾构推进计划； 4.管片的质量控制； 5.施工测量方案、沉降监测方案； 6.同步注浆和二次补浆的质量控制； 7.盾构设备性能参数及操作方法； 8.出土方案和弃土安排； 9.端头和联络通道地层加固方案； 10.建筑物、管线等调查及保护方案； 11.补充地质勘探方案； 12.洞门密封及处理方案； 13.盾构设备组装调试； （二）进场设备检查 应对进入施工现场的各种设备进行检查，包括注浆设备、起吊设备、管片运输设备、管片防雨设施、给排水系统、供电设备等。在盾构始发井前，这些设备应处于可正常工作的状态。 （三）控制测量复核 盾构施工前，应对所使用的水准点和控制点进行复核，确认
没问题后才可使用。 （四）临时管片安装和盾构设备推进前的检查 应对以下方面进行检查，确认没问题后，才可以开始安装临时管片和进行盾构设备推进。 1.盾构设备定位； 2.反力架安装； 3.洞口橡胶密封条和端墙凿除； 4.临时管片固定方式； 5.盾构设备操作方式； 6.同步注浆和二次补浆方式； 7.垂直运输和水平运输设备及其运输方法； （五）盾构设备掘进与管片拼装检查 1.在盾构设备推进前，承包商应提交详细的施工进度安排 报监理和业主批准； 2.监理应通过承包商提供的施工进度报表和现场检查来判 断盾构设备的掘进与管片拼装的情况，出现异常情况时 须及时分析原因，必要时采取相应措施； （六）进场管片检查 1.要求承包商在管片安装之前，必须有专人对以下内容进 行检查，并填写检查表（检查表应有承包商提交给监理 备案）：（1）管片表面损坏情况；（2）管片生产日期；（3） 管片类型编号；（4）止水带封条的粘贴（位置和牢固性）；
盾构法地铁施工工艺流程 袁存防 1 前言盾构法作为目前最为安全有效、品质兼优的城市轨道施工工艺，已经被绝大多数市政工程所青睐，在21 世纪中国社会、经济高速发展的时代，全国范围内各大中型城市都倾向于城市地铁及类似的市政工程的修建，因此盾构法施工在目前国内的市场不可估量。 盾构法施工糅合了传统和现代的各项技术革新，有着固定的施工工艺流程，包含了诸多施工环节，每一个环节或工序都必须有技术含量较高的专项方案指导施工，并辅以经验丰富的管理操作人员，才能充分发挥盾构法施工的优越性，实现工程的最大收益。现将盾构法地铁施工工艺流程总结如下，各分部、分项工程施工应参考专项方案。 2 场地规划 2.1 临建设施根据项目所在地政府和业主等上级主管部门的要求，确定临建设施所需板材和样式，围挡等临建应当和项目所在地同类项目一致建设。 生活区和生产区应该严格区分，并在场地内各显著位置悬挂安全生产标语。生活区应该包括办公区和住宿区，应合理规划，办公区要划分会议室和办公室，同时还要单独确定食堂和厨房位置，绝对避免安全隐患。 生产区应该设置进出口，并用专用围栏和生活区隔断，在进出口位置悬挂安全生产标语。生产区内应该合理规划库房和材料堆放地等。 2.2 临时设施（1）碴坑碴坑设置于始发井旁边，原则是利于出渣用吊机倾倒渣土，并便于土方车外运。碴土坑 采用 C20砼，底板及侧墙厚不低于30cm。每个碴土场四周设置挡碴板，碴土场总存碴能力》1500m3。 （2）管片堆放场根据盾构施工龙门吊设置情况，管片堆放场设置在吊机轨道之间，原则是利于吊机吊放，同 时考虑管片运输车便于进场。正式管片堆放场的管片存放能力》210块（35环）。 （3）砂浆拌合站结合盾构施工列车编组情况及盾构施工预留口位置，将拌合站设置在始发井入口区域内。拌 合站包括拌合楼、砂石料场、水泥储存罐、粉煤灰储存罐及砂浆储存罐。 砂浆拌合站场地全部钢筋混凝土硬化，并施作储存罐基础。 （4）冷却塔及砂浆中转站冷却塔及砂浆中转站设置在始发井出口位置附近，用H 型钢或工字钢搭设冷却塔放置平台。 （5）通风机通风机临时设置在盾构始发井出口位置，根据掘进情况，在过站后可在车站口位置另行设置。
天津市津滨水厂排泥水处理工程介绍 李洪清．天津市华淼给排水研究设计院有限公司 摘要：介绍了津滨水厂排泥水处理工程的工艺流程以及构筑物设计。该工程采用重力浓缩和离心脱水处理技术，处理干泥量为34．24 t／d，同时回收利用上清液，节约了水资源。工程自动化程度高，运行管理方便，回用水紫外消毒处理工艺有效保证了水质安全。关键词：排泥水；处理；重力浓缩；离心脱水 天津市津滨水厂的生产排泥水主要来源于沉淀池排泥及滤池反冲洗排水，排泥水中的污泥主要由原水中的泥沙、腐殖质、藻类等悬浮杂质和水厂投加的絮凝剂、助凝剂组成¨J。津滨水厂排泥水处理工程采用浓缩与脱水结合的方法，力求做到工艺自动化程度高、流程简单、管理方便，占地少、节省投资和运行费用，同时回收利用上清液，节约水资源。该工程处理干泥量为34．24 t／d，浓缩后污泥的含固率为3％，脱水后泥饼的干固率在22％以上。 1 工艺流程该排泥水处理工程工艺流程如图1所示。 图1 工艺流程 2 构筑物设计2．1 排水池及回流泵房排水池起到既初步沉淀反冲洗水，又调节水量 的作用。排水池共1座，分为2格。平面尺寸为40 m×12 m，有效水深为 3 m，有效容积为1 440 m。，水力停留时间为1．15 h。排水池设泵吸泥机2台，单台跨度为11．15 m，N=0．75 kW。吸泥泵1台，泵性能参数：9=70 m ／h，H=15 m，N=7．5 kW。回流泵房选用潜水排泥泵4台(2用2备)，单泵性能参数：p=800 m ／h，H=10 m，N=37 kW，通过潜水泵将排水池内经紫外线消毒后的上清液输送 至调节池回用。紫外线消毒可防止回流到原水调节池中的上清液出现病毒、原生虫的富集，以确保再利用水的水质安全。 2．2 排泥池及排泥泵房排泥池间歇接纳高密度沉淀池的排泥及排水池的底泥，起到调节排泥量和排泥浓度的作用。排泥池共2组，单组平面尺寸为24 m ×12 m，有效容积为720 m ，有效水深为2．5 m，总排泥量为475．6 m ／h，水力停留时间为3 h。为保证后续污泥浓缩池进泥均匀，排泥池设潜水搅拌器调蓄搅拌。选用潜水搅拌器4台，单台性能参数：=400 mm，n=980 r／min，N=4．0 kW。排泥泵房选用潜水排泥泵6台(4用2备)，单泵性能参数：Q=140 In ／h，H=15 In，N=15 kW。 ·45 · 第4卷第3期供水技术2010年6月 通过潜水排泥泵将污泥输送至污泥浓缩池。2．3 污泥浓缩池浓缩池是污泥处理工艺的核心部分，对来自排泥池的排泥水进一步浓缩处理，以提高机械脱水效率，其底泥浓度将直接影响污泥脱水的效果。辐流式浓缩池共2座，单池面积为706．5 Ill ，直径为30 m，有效水深为4．5 Ill，有效容积为 3 180
地铁隧道盾构法施工质量控制重点及措施 摘要:盾构工法是我国城市地铁隧道建设的主要工法,施工人员熟悉和掌握地铁隧道的施工质量控制重点及方法,对保证隧道的安全生产及质量具有重大意义。 关键词:盾构工法;施工质量;控制重点;措施 引言 我国城市地铁隧道建设正步入快速发展的轨道,由于盾构工法具有工期短、造价低、施工领域宽、自动化程度高等特点,因此得到广泛应用。就沈阳地铁2号线土压平衡盾构的施工实践,论述盾构隧道质量的控制方法,并对一些质量控制重点及方法进行探讨。 1 盾构始发阶段 1.1 盾构端头井土体加固(始发)等相关质量控制 在盾构始发时,提高地基强度,防止沉陷,防止地下水突出及土砂等流入端头井内,需进行洞圈周围土体的加固和改良。常用方法有搅拌桩法、药液注入法、冻结法等。无论采取何种方法,加固和改良的效果是质量控制的关键。 (1)加固效果要通过在不同部位、不同深度钻心取样等手段进行验证,确保满足设计要求。 (2)降低地下水位。在始发期间,端头井周围地 下水位要降至洞圈以下1.5—2m,要实施实时监测,并有备用降水井和降水设备。
(3)临时墙拆除。这是在盾构施工中最应引起注意的一道作业,有很大的危险性。国内外有多种始发掘进的方法:①根据地基改良等情况保持始发井前面土体稳定的同时,拆除临时挡土墙进行掘进。②将始发部位做成双层墙结构,边拔除前面的墙边掘进。③用盾构机边直接切削临时墙边掘进。现在多采用第一种方法。拆除临时墙时应掌握门封的具体结构,制定针对性的措施。拆除临时墙的时间应在盾构机调试达到稳定推进条件后。临时墙与盾构机间应预留不小于1.2m的作业空间。拆除临时墙前应钻梅花型探孔(不少于5点)观察,观察时间不少于12h。考虑到综合因素,始发推进尽量选在白天上午。目前正在开发一种盾构机刀盘直接切削的新材料来替代钢筋,可以不必拆除临时墙,无需释放土体应力,就可以使盾构机安全推进,值得关注。 (4)出洞止水密封装置安装。帘布橡胶板上的安装螺栓必须齐全紧固,防翻卷装置加工牢固,帘布橡胶板紧贴洞门,防泥水流失。 (5)始发出洞应做如下工作:①洞门凿除后,盾构机应迅速靠上洞口土体。②观察洞口有无渗漏,如有应及时封堵(应急封堵材料及排水设备)。③盾构机土仓内不得有砼块、钢筋等,临时墙周边钢筋不得伸入盾构切削圆周内。④第一正环拼装时检查最后一负环管片的位置、真圆度等。⑤控制推进千斤顶的使用情况,防止盾构机磕头或上飘。⑥严格控制负环管片的真圆度。 1.2 盾构始发设备 1.2.1 盾构机基座质量控制重点 (1)位置及尺寸。基座设置前,应对洞中的实际净尺、平面位置、直径及高程进行复核,确定基座的位置和高程。盾构姿态的调整,
净水厂排泥水处理工艺简析 发表时间：2019-06-24T16:03:37.863Z 来源：《基层建设》2019年第7期作者：梁证杰[导读] 摘要：文章主要从排泥水处理及其污泥处置必要性出发，分别阐述了净水厂排泥水处理技术设计要点，以及净水厂排泥水处理，以期相关行业提供参考与借鉴。 身份证号码：44190019910502XXXX 摘要：文章主要从排泥水处理及其污泥处置必要性出发，分别阐述了净水厂排泥水处理技术设计要点，以及净水厂排泥水处理，以期相关行业提供参考与借鉴。 关键词：净水厂；排泥水；处理工艺 一、排泥水处理及其污泥处置必要性 随着我国城市化进程的加快加深，越来越多的自来水厂建立，公众环保意识也在不断加强，政府对环境污染治理程度也逐渐加大，开始把对净水厂污泥的处理、处置方法和技术的研究提上日程。净水厂污泥对环境危害性相对较小，其处理处置也容易被忽略，大多数净水厂污泥被直接排入水体，其危害性主要表现在以下方面： （1）排泥水中大量泥沙、悬浮物会在河道产生泥沙淤积，影响其正常功能。室外给水设计规范也严格规定净水厂排泥水排放水质需要符合《污水综合排放标准》GB8978。 （2）排泥水中的大量悬浮物、有机物等污染物会造成水体污染。数据显示，2012年全国污水排放总量达到了684.6亿吨，对环境的冲击十分明显。 （3）净水厂产生的大量铝污泥，排入水体后会危害水中生物，破坏水体生态平衡。妥善处置水厂排泥水，也有助于缓解水资源短缺和创建节水型社会。近年来，随着人们用水量的增加，挖掘现有水处理构筑物的产水能力已成为一个热点方向，通过斜管（板）沉淀池的优化来提高澄清池产水能力。将排泥水处理回用也是一种利用现有构筑物产水的方式。我国新建和改造的净水厂均考虑了排泥水处理系统。如广州市南洲水厂、内蒙古某经济开发区净水厂均对排泥水进行了妥善的处置。 二、净水厂排泥水处理技术设计要点 1.调节池（排水排泥池）类型选择 分建式排水排泥池一般在下列情况下使用： （1）沉淀池排泥水和滤池反冲洗废水的污泥浓度相差较大，且滤池排放初滤水时，宜采用分建式，有利于滤池反冲洗废水的回收。 （2）净水厂先期建成投产，而排泥水处理系统后建，但回收滤池反冲洗废水的回流水池（即排水池）与净水厂构筑物同步建成。 （3）净水厂沉淀池排泥水送往厂外集中处理，而滤池反冲洗废水经排水池调节后，回流到净水工艺中重复利用，或因水质不宜回收而排放，一般应采用分建式调节构筑物。 但在下列情况下宜采用合建式排水排泥池 ①当净水厂污泥全部送往厂外集中处理，不考虑厂内回收生产废水时，一般宜采用合建式综合排泥池，接纳和调节沉淀池排泥水和反冲洗废水，均质均量输出。②当排泥水处理系统规模较小时，也可采用合建式调节构筑物。③生产废水不回收利用，需经沉淀处理后排放，也可采用合建式综合排泥池。 2.排泥水污泥量确定 在从自来水厂排出的污泥总污泥量的估计是有关工程和土木工程的规模、脱水机械和泵设备的容量配置，并确定项目的规模和投资成本的重要依据。污泥总量的估计包括污泥排放量和干污泥量，污泥排放量确定污泥处理工程的调节池、浓缩池的大小，和干污泥量决定了脱水设备的选择。因此，必须掌握水泥浆出水量、输出滤池反冲洗水沉淀池等数据，确定泥浆含量。干污泥量的计算方法较多，日本、英国、德国各有不同的计算公式，但大同小异。在实际运行中还需做好污泥量的实测工作，特别是SS与浊度的对应关系。因此，在排泥水处理项目建设时应根据水源情况、实际运行负荷和水厂运行经验，综合考虑地域、水质差异，修正干泥量计算方法，以期缩小设计和运行干泥量的差距，指导新建水厂。 3.脱水机械的选型 脱水机械的选择，需考虑泥饼含固率、污泥回收率、调质药剂用量、电耗、设备投资、运行管理条件、对进泥及场地等因素，并结合水厂规模、场地条件、管理条件等实际情况。水厂的污泥性质与规模对工艺的选择有很大影响。 三、净水厂排泥水处理 水厂排泥水处理工艺流程应根据水厂的具体情况来确定，一般来说处理工艺由调节、浓缩、脱水和泥饼处置4道工序或者其中某些组成。有研究者调查后列出了国内南北有代表性的排泥水处理工艺见表1，综合分析了各种工艺流程。 表1 国内典型排泥水处理工艺技术路线 2.调节工艺 根据滤池反冲洗水与沉淀池排泥水不同的水质情况特点，排泥水常规处理方式大致可分为下面几种：（1）共同处理滤池反冲洗水与沉淀池排泥水后再回用，适用于滤池反冲洗水不能满足回用要求或单独浓缩无法满足脱水机械的要求以及沉淀池排泥水沉降性能较差的水厂。虽然两者混合后能省却排水池，在一定程度上减少投资，但是由于滤池反冲洗水对沉淀池排泥水起了一个稀释的作用，反而不利于后面的污泥浓缩，后期处理费用会增加。
针对本项目的特性技术方案简述 施工技术篇 一、工程概述 二、总体施工部署及施工思路 2.1 初步施工安排 2.2 总体计划 2.3 工程管理目标 2.4 施工的前准备工作 2.5 施工组织管理 2.6 项目施工总体思路及工艺 2.7 施工总平面图布置规划 三、重点、关键和难点工程的施工方案、工艺及其措施简述 3.1 重点、关键和难点工程分析及应对措施 3.1.1 城市中心区的和谐施工 3.1.2 交通疏解、管线改迁及征地拆迁对工程前期推进影响大 3.1.3 盾构始发与到达施工难度大 3.1.4 基坑安全施工 3.1.5 顶管施工重难点分析及应对措施 3.1.6 泥水盾构刀盘、刀具设计 3.2 本项目主要工程施工方案及工艺简述 3.2.1 竖井（工作井）施工 3.2.2 顶管施工 3.2.3 盾构施工 3.2.4 管道功能性试验 3.2.5 其他附属及机电安装工程 四、交通疏导方案规划 4.1 交通疏导原则及规定 4.2 交通疏解实施程序 4.3 交通疏解方案
五、地下管线及其他地上地下设施的保护加固措施 5.1 地下管线保护措施 5.2 建构筑物保护措施 六、施工保障措施 6.1 施工质量保障措施 6.1.1 质量目标 6.1.2 质量保证体系 6.1.3 质量保证制度 6.1.4 主要工程施工质量控制措施 6.2 施工安全保障措施 6.2.1 安全目标 6.2.2 安全保证体系 6.2.3 安全保证制度 6.2.4 主要工程施工安全控制措施 6.3 应急预案 6.3.1 应急救援中心的职责 6.3.2 信息报告及处理 6.3.3 应急决策及响应 6.3.4 应急救援的资源配置 6.4 文明施工及环境保护措施 6.4.1 管理体系 6.4.2 文明施工措施 6.4.2 环境保护措施 七、本项目拟配备的机械设备情况
隧道盾构掘进施工主要工艺 1、盾构始发与到达掘进技术 1.1 始发掘进 所谓始发掘进是指利用临时拼装起来的管片来承受反作用力，将盾构机推上始发台，由始发口贯入地层，开始沿所定线路掘进的一系列作业。本工程中每台盾构机都要经过两次始发掘进，第一次是盾构机组装、调试完后从三元里站始发，第二次是盾构机通过广州火车站后二次始发。 1.1.1 始发前的准备工作 （1）始发预埋件的设计、制作与安装 盾构机始发时巨大的推力通过反力架传递给车站结构，为保证盾构机顺利始发及车站结构的安全，需要在车站的某些位置预埋一些构件。同时盾构机盾尾进入区间后为减小地层变形需要立即进行回填注浆，为了防止跑浆也需要在车站侧墙上预埋构件以实现临时封堵。 三元里车站始发预埋件大样及预埋位置如图：隧盾-施组-SD01、02所示。 （2）洞门端头土体加固 三元里车站隧道端头上覆2米厚〈8〉类土（岩石中等风化带），开挖后侧壁基本稳定。始发前不对端头进行加固。 （3）端头围护桩的破除 始发前需要对洞门端头围护桩予 以拆除，确保盾构机顺利出站。三元里 站端头围护桩厚1.1米，洞门预留孔直 径6.62米。计划对围护桩进行分块拆除 如图7-1-1。 环形及横向拉槽宽度50cm，竖向 拉槽宽度20cm，竖向槽沿围护桩接缝凿 除。 盾构机推进前割断连接钢筋，拉开 钢筋砼网片，清理石碴并处理外露钢筋 头，避免阻挂盾壳。围护桩拆除后，快 速拼装负环管片，盾构机抵拢工作面，避免工作面暴露太久失稳坍塌。拉槽 图7-7-1 凿除分块示意图
1.2 盾构机始发流程 盾构机始发前首先将反力架连接在预埋件的位置，吊装盾构机组件在始发台上组装、调试；然后安装400宽的负环钢管片，盾构机试运转；最后拆除洞门端墙盾构机贯入开挖面加压掘进。 盾构机始发流程见下图： 盾构机始发时临时封堵操作工艺流程如下： 安装反力架、始发台 盾构机组件的吊装 组装临时钢管片、 盾构机试运转 拆除端头维护桩 盾构机贯入开挖面加压掘进（拼装临时管片） 盾尾通过入，压板加 固、壁后回填注浆 端头地层加固 检查开挖面地层 始发准备工作 拆除端头围护桩 掘 进 安装螺栓、橡胶帘布板及钢压板 上拉压板，置于盾构机通过位置 盾尾通过始发口 下拉压板 盾尾同步注浆
3 盾构法施工 概述 盾构法是以盾构为核心在地面以下暗挖隧洞的一种施工方法。盾构法始于英国，自1925年布鲁诺尔(Brunel)在伦敦泰晤士河下首次用一台矩形盾构开挖水底隧洞以来，已有170余年历史。在一百多年中，世界各国制造了数以千计的各种类型、各种直径的盾构，盾构掘进机从低级发展到高级，从手工操作到计算机监控机械化施工，使盾构掘进机及其施工技术得到了不断发展和完善。现代盾构已经发展成为集机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧洞衬砌、测量导向纠偏等功能的大型的施工机械设备。 ●盾构法作为一种先进的隧洞施工工法具有： （1）对环境干扰少，对交通及居民生活影响小； （2）盾构推进、出土、衬砌等工序循环进行，易于管理，施工人员少； （3）施工不受地形地貌，江河水域等地表环境条件限制； （4）施工不受天气条件（雨雪等）限制； （5）出土量少，对周围环境及地表沉降影响小； （6）在土质差，地下水位高的地方建大埋深隧洞具有优越性。 由于这些优点，盾构法特别适宜于城市隧洞和穿江越海的施工，目前盾构工法已在城市隧洞的构筑中确定了稳固的统治地位。 ●盾构法是一项综合性的施工技术。构成盾构法的主要内容有： （1）先在隧洞某段的一端建造竖井或基坑，以供盾构安装就位。 （2）盾构机主机和配件吊装下井，在预定位置组装成整机并调试使其性能达到设计要求。 （3）盾构从竖井或基坑的墙壁开口处出发，在地层中沿着设计轴线推进。盾构推进中所受到的地层阻力，通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制衬砌，再传到竖井或基坑的后靠壁上。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装一环衬砌，并及时向盾尾后面的衬砌环外周的空隙中压注浆体，以防止隧洞及地面下沉，在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方。 （4）盾构到达预定终点的竖井或基坑时掘进结束，然后检修盾构或解体盾构运出。 ●盾构是进行土方开挖正面支护和隧洞衬砌结构安装的施工机具，它还需要其它施工技术密切配合才能顺利施工。主要有： （1）地下水的降低； （2）稳定地层、防止隧洞及地面沉陷的土壤加固措施； （3）隧洞衬砌结构的制造； （4）隧洞内的运输； （5）衬砌与地层间的充填； （6）衬砌的防水与堵漏； （7）开挖土方的运输及处理方法； （8）配合施工的测量、监测技术； （9）采用气压法施工时，还涉及到医学上的一些问题和防护措施等。 目前在我国主要使用的有土压平衡盾构和泥水平衡盾构。 （1）土压平衡盾构 土压平衡盾构是在机械式盾构的前部设置隔板，在刀盘的旋转作用下，刀具切削开挖面的泥土，破碎的泥土通过刀盘开口进入土仓，使土仓和排土用的螺旋输送机内充满切削下来的泥土，依靠盾构推进油缸的推力通过隔板给土仓内的土碴加压，使土压作用于开挖面以平衡开挖面的水土压力。破碎的泥土通过刀盘开口进入土仓，泥土落到土仓底部后，通过螺旋输送机运到皮带输
①地下施工，必须面对复杂的地质条件和敏感的地面环境。 ②所用设备集成度高，技术含量高。 ③涉及的专业领域较多，对复合型人才有较多需求。 2、盾构法施工的优点 （1）盾构法隧道施工不受地面自然条件的影响。 在盾构支护下进行地下工程暗挖施工，不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件的影响，能较经济合理地保证隧道安全施工。 （2）盾构法施工隧道机械化、自动化程度高。 盾构的推进、出土、衬砌拼装等可实行自动化、智能化和施工远程控制信息化，掘进速度较快，施工劳动强度较低。 （3）地面人文自然景观受到良好的保护，周围环境不受盾构施工干扰。 在松软地层中，开挖埋置深度较大的长距离、大直径隧道，具有经济、技术、安全、军事等方面的优越性。
①需要隧道衬砌管片预制、运输、衬砌、衬砌结构防水及堵漏、施工测量、场地布置、机械安装等施工技术的配合，系统工程协调复杂； ②施工过程变化断面尺寸困难；只能前进，不能后退，当隧道曲线半径过小或隧道埋深较浅时，施工难度大，在饱和含水的松软地层中施工，地表沉陷风险较大； ③盾构机制造周期长，造价较昂贵，盾构的拼装、转移等较复杂，建造短于750m的隧道经济性差。 4、盾构施工工艺流程 4.1大流程：盾构总体施工流程 大流程：盾构总体施工流程 始发井交付使用→盾构托架就位→盾构机下井、安装、调试→初始掘进（L=约100m）→负环拆除及其它调整→正常掘进→盾构机到达中间站→盾构机通过中间站→盾构机再次安装、调试→盾构机再次初始掘进→正常掘进→盾构机到达终点站→盾构机解体外运→隧道清理准备验收。 4.2小流程：盾构掘进流程 准备工作→转动刀盘→启动次级运输系统（皮带机）→启动推进千斤顶→启动首级运输系统（螺旋机）→停止掘进→安装管片→回填注浆→准备下一环掘进。 开挖→出土→拼装→注浆。
第8章排泥水处理技术 8.1基本理论概述 8.1.1污泥的分类 在给水排水领域，污泥从大的方面可分为污水处理厂污泥和净水厂排泥水所产生的污泥两大类。污水处理厂污泥以处理有机污泥为主，净水厂排泥水所产生的污泥则主要以无机成分为主。净水厂污泥又可根据原水性质及水处理工艺的不同分成絮凝污泥、地下水污泥、天然污泥、软化水污泥。在净水厂污泥中，目前最普遍存在的是絮凝污泥。 目前，以地表水为水源的水处理工艺主要采用混凝、沉淀、过滤工艺，这种水处理工艺的排泥水所产生的污泥称为絮凝污泥。主要来自絮凝池、沉淀池的排泥水，气浮池的浮渣和滤池的反冲洗排水。当滤池排放初滤水和进行深度处理时，还包括初滤水和深度处理的反冲洗排水。这些排泥水所产生的污泥其成分由原水中的悬浮物质，部分溶解物质和药剂所形成的矾花组成。它的主要成分是无机的，但也部分有机物，一般约占污泥重量的10％～15％。这些有机物主要来自原水中的色度、浮游生物和藻类等动植物残骸。近年来，随着江河、湖泊的污染及富营养化，有机物的比例呈上升趋势。特别是处理高藻水所产生的气浮池的藻渣，有机成分更高，根据《含藻水给水处理设计规范》第4.4.5条：气浮池藻渣必须全部收集，严禁直接排入水体，并应按照无害化的要求进行处理和处置。因此，对气浮池的藻渣，不仅不能排入水体，也不应排入城市排水管道。因为很高的藻渣浓度污泥进入污水处理构筑物，有可能破坏活性污泥法处理工艺的正常运行。 8.1.2净水厂排泥水的组成 净水厂排泥水主要来自于以下几个方面： 1）沉淀池排泥水。 2）气浮池浮渣产生的排泥水。 3）滤池反冲洗排水，包括滤池排放的初滤水；活性炭滤池反冲洗排水。 4）清洗池子产生的生产废水。 净水厂排泥水量主要是由前三项，即沉淀池（澄清池）排泥水、气浮池浮渣、滤池反冲洗废水组成。因为这三项不仅水量较大，而且有规律的发生，比较稳定。清洗池子的水量与所采用的工艺流程和运行管理有关，其量在一些水厂可能很小，在另一些水厂可能很大；在一些水厂可能是暂态的，临时性的，而在一些水厂有可能是常态的，具有冲击负荷的特点，很不稳定。 清洗池子所产生的生产废水，如果回收利用，一般排入排泥池。排泥池调节容积是由沉淀池最大一次排泥水量决定的，如果是一年半载才清洗1次，对排泥
精心整理大型泥水盾构施工中的 泥 水 分
第一章绪论 一、泥水加压式盾构及其泥水分离处理系统概述 盾构法施工已有170余年历史，随着科学水平的不断提高，盾构技术也得到不断发展和完善。至今，盾构已发展成为软土地层修建隧 施工提供了广阔的舞台。 泥水加压式盾构是在机械掘削式盾构的前部刀盘后侧设置隔板，它与刀盘之间形成压力室，将加压的泥水送入泥水压力室，当泥水压力室充满加压的泥水后，通过加压作用和压力保持机构，来谋求开挖面的稳定。盾构推进时由旋转刀盘切削下来的土砂经搅拌装置搅拌后
形成高浓度泥水，用流体输送方式送到地面。在地面调整槽中，将泥水调整到合适地层土质状态后，由泥水输送泵加压后，经管路送到开挖面泥水压力室，泥水在稳定开挖面的同时，将刀盘切削下来的土砂搅成浓泥浆，再由排泥泵经管路输送到地面。被送到地面的泥水，根据土砂颗粒直径，通过一次分离设备和二次分离设备将土砂分离并脱 在实际施工中，泥膜的形成是至关重要的。当泥水压力大于地下水压力时，泥水理论按达西定律渗入土壤，形成与土壤间隙成一定比例的悬浮颗粒，在“阻塞”和“架桥”效应的作用下，被捕获并积聚于土壤与泥水的接触表面，泥膜就此形成。随着时间的渐渐推移，泥膜的厚度不断增加，渗透抵抗力逐渐增强，当泥膜抵抗力远大于正面
土压时，产生泥水平衡效果。 2、泥水管理控制 （1）、进浆泥水指标 泥浆能否在渗入土壤时形成优质泥膜，能否稳定切口前方土体， 泥水的比重是一个主要控制指标。掘进中进泥比重不易过高或过低，前者将影响泥水的输送能力，后者将破坏开挖面的稳定。 泥水比重的范围应在1.15～1.30 g/cm3，下限为1.15 g/cm3，上限根据施工的特殊要求而定，在砂性土中施工、保护地面建筑物、盾构穿越浅覆层等，可达1.30 g/cm3。甚至可达1.35 g/cm3。
自来水厂排泥水处理技术 适用范围 自来水厂排泥水处理 主要技术内容 一、基本原理 在深入分析自来水排泥的污泥特性、排放规律和污泥浓缩与脱水工艺之间的内在联系的基础上，解决了排泥水收集、浓缩、污泥平衡和离心机脱水等一系列技术难点，首创：“斜板浓缩－污泥平衡池－离心机脱水“的优化组合工艺，且在采用阴离子型PAM和离心脱水机分离液回用等多个方面取得切实有效的创新，在上海闵行水厂一车间建成了一套占地少、处理效果好、自动化程度高、运行稳定、污泥脱水成本的排泥水处理系统，具有显著的社会效益、环境效益和经济效益。 二、技术关健 创造了国内外首次应用的“斜板浓缩－污泥平衡池－离心机脱水”优化组合工艺。斜板浓缩池和离心机脱水工艺均体现了污泥浓缩和脱水的高效、稳定及连续性；污泥平衡池更是妥善地适应浓缩池和离心机客观运行规律，起到了合理协调系统内固体总量的作用，确保整个处理系统不受排泥水量和浓度变化等因素的影响。 发现和首次应用适合于自来水厂排泥水污泥脱水的阴离子型PAM，取代习用的阳离子型PAM，可节约50%的药剂费，显著降低了污泥处理技术成本。 典型规模 处理能力为7万m3/日自来水厂 主要技术指标 脱水污泥泥饼含固率：＞40% PAM加注率范围：0.09%～0.12%（以干污泥量计） 浓缩池上清液ss ＜70㎎/L 污泥回收率：＞90% 投资效益分析 一、投资情况 1、总投资1754万元 2、其中设备投资873万元 3、运行费用237万元 二、环境效益分析 实施自来水排泥水处理工程，每年可削减悬浮物固体达3900吨、COD640吨，不但减少了水体的水质污染，而且将排泥水中的大量泥沙和垃圾等固体物质回收，避免了大量杂质沉积河底抬高河床，影响通航和泄洪能力；可将占水厂制水量5%以上的水量回收利用，节水节能；可综合利用脱水污泥，节约土壤资源。 推广情况及用户意见 一、推广情况 被上海市政工程设计研究院列入正在修编的《给水排水设计手册》和《水工业工程技术设计手册》，上海市建设科技推广中心已将本成果列入该中心的推广项目。上海市环保局规定，上海市（含郊区）在新建和改造水厂必须同步实施排泥水处理，上海市各水厂的排泥水处理工程都将应用本成果。在全国范围内、天津、广州、大庆、石家庄等地的众多水厂均应用本成果在作污泥处理工程的初步设计或技术方案。 二、用户意见
泥水盾构泥水系统技术 傅德明 上海申通地铁集团公司 2010.3 1 泥水盾构简介 ?1818年，英国的布鲁诺从蛀虫钻孔得到启示，提出盾构掘进隧道设想。 ? 1825--1843年，布鲁诺在伦敦泰吾士河下用盾构法修建458m长的矩形隧（11.4m× 6.8m）。 ? 1830年，英国的罗德发明“气压法”辅助解决隧道涌水。
1874年Greathead提出泥浆盾构专利 1896年，开始应用刀盘式盾构掘进机 不 ?20世纪60年代初，穿越不稳定和含水地层的隧道工程辅助技术有：降水法、气压 法、地层加固法和冻结法。 ?气压法最经济有效，由于安全和健康等原因，希望有一种能不干扰地面和使工人不 在气压下施工的隧道掘进机，欧洲国家提出“局部气压方法”，但这种对工作面不能提供不变的和有规则的支护。 ?英国隧道专家建议在隔舱板前用喷水“水力盾构”，但水不能支护开挖面，无法阻 止开挖面不停地流动。这种情况与充满水的挖槽相类拟，从而提出在开挖面用类同槽壁法的支护，这样就诞生了泥水加压盾构掘进机。 ?1967年，英国开发成功首台泥水加压平衡盾构。 ?1974年，日本开发成功首台土压平衡盾构。 ?1987--1991年，英国、法国采用11台盾构掘进深50km长的英法海峡隧道，创造单 台盾构连续掘进21km的记录。 ?1989--1996年，日本采用8台世界最大直径14.14m泥水加压盾构，掘进东京湾海 峡隧道，2条隧道各长9.4km。 英国体系泥水盾构
?1964年英国Mott, Hay和Anderson的John Bartlett 申请了泥水加压平 衡盾构掘进机原理专利(英国专利号1083322)。 ?1971年开挖直径4.1m、长140m的试验段。英国体系泥水加压平衡盾构掘 进机与同类德国体系相对照，其研制的特征是有长槽的鼓轮状的切削头、提取来自压力室的泥浆，有粗和细两套分离装置，以及以控制弃土出口压力(阀或泵)的方法保持开挖面的压力。当时，英国由于缺乏能适合促进这种技术的隧道工程，这种技术的发展受到了限制。 日本体系泥水盾构 ?日本工程师相信液体支护隧道开挖面的原理、他们称为“泥水加压平衡盾 构”(即泥水加压平衡盾构)。 ?1970年日本铁建公司在京叶线森崎运河下，羽田隧道工程中采用了直径 7.29m的泥水加压盾构施工，土质为冲积粉砂土层和洪积砂层，N值为2-50，施工 长度为865× 2条=1712延米，见图1。 ?直径7.29m泥水加压盾构掘进机，在隧道施工中获得了极大的成功，它是 当代时最大直径的泥水加压平衡盾构。 ?纵观日本在近30年的泥水盾构发展，自日本泥水盾构问世以来，泥水盾 构一直持续发展。
掌握土压仓内土砂塑性流动性的方法 塑流化改良控制是土压平衡式盾构施工的最重要要素之一，要随时把握土压仓内土砂的塑性流动性。一般按以下方法掌握塑流性状态。 1．根据排土性状 取样测定（或根据经验目视）土砂的坍落度，以把握土压仓内土砂的流动状态。采用的坍落度控制值取决于土质、改良材料性状与土的输送方式。 2．根据土砂输送效率 按螺旋输送机转数计算的排土量与按盾构推进速度计算的排土量进行比较，以判断开挖土砂的流动状态。一般情况下，土压仓内土砂的塑性流动性好，盾构掘进就正常，两者高度相关。 3．根据盾构机械负荷 根据刀盘油压（或电压）、刀盘扭矩、螺旋输送机扭矩、千斤顶推力等机械负荷变化，判断土砂的流动状态。一般根据初始掘进时的机械负荷状况和地层变化结果等因素，确定开挖土砂的最适性状和控制值的容许范围。 泥水平衡盾构掘进中泥浆的作用 泥水平衡式盾构掘进时，泥浆起着两方面的重要作用： 一是依靠泥浆压力在开挖面形成泥膜或渗透区域，开挖面土体强度提高，同时泥浆压力平衡了开挖面土压和水压，达到了开挖面稳定的目的；二是泥浆作为输送介质，担负着将所有挖出土砂运送到工作井外的任务。 因此，泥浆性能控制是泥水平衡式盾构施工的最重要要素之一。 泥水平衡盾构掘进对泥浆的性能指标要求 泥浆性能包括： 物理稳定性、化学稳定性、相对密度、黏度、pH值、含砂率。
土压平衡式盾构出土运输方法与排土量控制 土压平衡式盾构的出土运输（二次运输）一般采用轨道运输方式。 土压平衡式盾构排土量控制方法分为重量控制与容积控制两种。重量控制有检测运土车重量、用计量漏斗检测排土量等控制方法。容积控制一般采用比较单位掘进距离开挖土砂运土车台数的方法和根据螺旋输送机转数推算的方法。我国目前多采用容积控制方法。 泥水平衡式盾构排土量控制方法 泥水平衡式盾构排土量控制方法分为容积控制与干砂量（干土量）控制. 容积控制方法如下，检测单位掘进循环送泥流量Q1与排泥流量Q2，按下式计算排土体积Q3：Q3= Q2－Q1 对比Q3与Q，当Q＞Q3时，一般表示泥浆流失（泥浆或泥浆中的水渗入土体）；Q＜Q3时，一般表示涌水（由于泥水压低，地下水流入）。正常掘进时，泥浆流失现象居多。 干砂量表征土体或泥浆中土颗粒的体积 干砂量控制方法是，检测单位掘进循环送泥干砂量V1与排泥干砂量V2，按下式计算排土干砂量V3，V3= V2－V1 对比V3与V，当V＞V3时，一般表示泥浆流失；V＜V3时，一般表示超挖。 盾构管片拼装成环方式 盾构推进结束后，迅速拼装管片成环。除特殊场合外，大都采取错缝拼装。在纠偏或急曲线施工的情况下，有时采用通缝拼装。 盾构管片拼装顺序 一般从下部的标准（A型）管片开始，依次左右两侧交替安装标准管片，然后拼装邻接（B型）管片，最后安装楔形（K型）管片。
5.1盾构机选型 5.1.1盾构机的选型原则和依据 盾构机选型是盾构隧洞能否优质、安全、快速建成的关键工作之一，选型时主要遵照以下原则： （1）选择的盾构机机型和功能必须满足本标段线路条件、工期、施工条件和环境等要求。 （2）选用的盾构机按本标段的地质条件，进行有针对性的设计与制造，要求其性能与本标段内的工程地质、水文地质条件相适应。 （3）选用的盾构机应具有良好的性能和可靠性。 （4）类似地质、施工条件下盾构选型、施工实例及其效果。 （5）盾构机制造商的知名度、业绩、信誉和技术服务。 （6）依据南水北调中线一期穿黄工程上游线隧洞土建及设备安装施工招标文件及第三卷图纸，为选用盾构机机型的重要依据。 5.1.2盾构隧洞线路条件及混凝土管片 （1）隧洞由邙山隧洞段和过黄河隧洞段组成，最大开挖直径9030mm，总长4250m的直线隧洞。 （2）线路纵坡有三：邙山隧洞约4.91%，过河隧洞段有0.1%和0.2%两种，变坡点竖曲线半径为800m。见5.1-1南水北调中线穿黄隧洞示意图
图1 南水北调中线穿黄隧洞示意图 （3）过河段隧洞围土有单一粘土结构、上砂下土结构和单一砂土结构三种。 （4）主要地质问题有： —砂层中石英颗粒含量高40%-70%，刀具磨损加剧； —刀具检查地点和检查方式； —换刀地点及加固方式选择； —常压下换刀作业和气压下的换刀作业； —遇到枯树和大孤石的处理； —局部有抗压强度达16.5MPa砂岩等。 （5）隧洞外层采用通用环混凝土楔形管片衬砌，每环的楔形量为34.8mm。管环外径8.7m，内径7.9m，管片宽度1.6m，由7块管片组成，错缝拼装，每块管片所对应圆心角51.4286度。管片重量约6.2t。 5.2土压平衡式盾构机与混合式盾构机的基本掘进构成 5.2.1土压平衡式盾构机的基本掘进构成 盾构法施工从气压式盾构机开始到当今广泛使用土压平衡式盾
盾构机主要部件组成及施工工艺 雷宏 盾构是一个具备多种功能于一体的综合性设备，它集合了隧道施工过程中的开挖、出土、支护、注浆、导向等全部的功能。盾构施工的过程也就是这些功能合理运用的过程。 盾构在结构上包括刀盘、盾体、人舱、螺旋输送机、管片安装机、管片小车、皮带机和后配套拖车等；在功能上包括开挖系统、主驱动系统、推进系统、出碴系统、注浆系统、油脂系统、液压系统、电气控制系统、自动导向系统及通风、供水、供电系统、有害气体检测装置等。 1、刀盘和刀具 刀盘：根据北京地铁特殊地质条件设计。辐条式刀盘，开口率约为50%。6个刀梁。刀梁及隔板上有5路碴土改良的注入孔（泡沫、膨润土、水注入管路）。刀盘表面采用耐磨材料或堆焊耐磨材料，确保刀盘的耐磨性。刀盘具有正反转功能，切削性能相同。 刀具：中心鱼尾刀1把，先行刀36把、主切刀82把（高64把、低18把），保径刀24把；合计：143把。另配超挖刀2把。 2、盾体 盾体钢结构承受土压、水压和工作荷载（土压3bar）。 盾体包括：前盾、中盾、盾尾。 ●前盾 前盾又称切口环，它里面装有支撑主驱动和螺旋输送机的钢结构。隔板上面设人舱、球阀通道、四个搅拌器。前盾上有液压闭合装置，可以关闭螺旋输送机的前闸门。前盾的隔板上装有土压传感器。 ●中盾和盾尾 中盾又称支承环，前盾和中盾用螺栓联接，并加焊接联接。 中盾内布置有推进油缸、铰接油缸和管片安装机架。中盾的盾壳园周布置有超前钻孔的预留孔。
中盾和盾尾之间通过铰接油Array缸连接，两者之间可以有一定的 夹角，从而使盾构在掘进时可以 方便的转向。 盾尾安装了三道密封钢丝刷 及8个油脂注入管道、8根内置 的同步注浆管道（4根正常使用4 根注浆管为备用）。 3、主驱动系统 主驱动机构包括主轴承、八个液压马达、八个减速器和安装在后配套拖 车上的主驱动液压泵站。刀盘通过螺栓与主轴承的内齿圈联接在一起，刀盘 驱动系统通过液压马达驱动主轴承的内齿圈来带动刀盘旋转。 主轴承采用大直径三滚柱轴承，外径2820mm。 4、推进系统 盾构的推进机构提供盾构向前推进的动力。推进机构包括32个推进油缸 和推进液压泵站。推进油缸按照在圆周上的区域分为四组，顶部3对油缸一 组、左侧4对油缸一组、右侧4对油缸一组、底部5对油缸一组。油缸的后
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/ed14654223.html, 自来水厂排泥水处理技术的若干问题 作者：黄申杨琳 来源：《山东工业技术》2016年第07期 摘要：自来水对于当下的人们而言，扮演者非常重要的作用。一直以来水都是人们的生 命之源，早在几千年以前人们在选择居住地时都会傍水而居。当下，随着经济的不断发展，自来水逐渐的开始普及，除少数地区以外，我国很多地区和城市都早已家家户户安装了自来水，并且成为了现代人们生活中不可或缺的重要组成部分。本文通过分析当下我国自来水厂排泥水处理技术，对其中存在的一些列问题进行探讨和研究。 关键词：自来水厂；排泥水处理技术；存在问题 DOI：10.16640/https://www.doczj.com/doc/ed14654223.html,ki.37-1222/t.2016.07.038 0 引言 如果没有处理妥当自来水厂排泥水，将其随意的排放到江河湖海中，就会严重污染到水质，而却所排放的淤泥也会促使河床变高，对江河的航运自己行洪排涝能力造成严重影响。做好自来水厂排泥水处理工作，不仅能够让水环境得到有效改善，还能够对占水厂水量的百分之二到百分之四水量做到回收再利用，让我国水资源短缺的问题得到一定程度的改善。随着我国科技的不断进步，我国很多自来水厂都开始着手研究排泥水处理技术，但是由于排泥水工程较为复杂，致使其技术依旧还存在诸多问题。 1 平流沉淀的排泥手段 当下我国诸多自来水厂中平流式沉淀池中机械排泥，大都是运用对吸泥机进行定时启动和沿池长全程吸除池底积泥的全自动排泥手段。因为平流沉淀池的池底沉泥大都是在絮凝池后端三分之二范围中集中，所以爱这个范围中将泥水排除，能够形成较低的含固率，从而致使自来水厂平流沉淀池存在较多排泥水量[1]。介于此可以将机械排泥方法改成另一种方法，如结合 池底积泥规律实施智能化自动分段有效排泥方法来实现排泥效率。首先，在离池底相对高度的吸泥机下端处，将超声波污泥界面监测仪安装好，当池底积泥在沉淀池前端到达相应厚度的时候，则超声波污泥界面监测仪自动将吸泥机开启，使其进行吸除任务；其次，由于积泥在沉淀池后端存在较少，则可以将其设定成先对前端进行反复吸泥，吸泥工作持续两到三次，然后在沿着整个沉淀池，进行总体排泥工作。这样实施智能化自动分段排泥的方法，能够在很大程度上让排泥水量、节水、节能得到减少，同时还能够让排泥水调节池和浓缩池等基建和运行费用得到一定程度降低[2]。不过，在设定智能化排泥中前段池底积泥厚度的过程中，应该重点对 积泥由于过长时间而造成池底泥质腐烂和对沉淀池水质造成影响问题进行防范，并以此为排泥的基础和原则。
大型泥水盾构施工中的 泥 水 分 离 处 理 系 统
第一章绪论 一、泥水加压式盾构及其泥水分离处理系统概述 盾构法施工已有170余年历史，随着科学水平的不断提高，盾构技术也得到不断发展和完善。至今，盾构已发展成为软土地层修建隧道的一种专用施工机械，盾构施工法也已成为当今城市隧道和地铁工程中不可缺少的一种施工法。 为了满足城市隧道建设的地表沉降控制和加快施工速度，泥水加压式盾构逐渐发展并成熟，泥水加压式盾构用泥浆代替气压，用管道输送代替轨道出土，加快了掘进速度，改善了劳动条件和施工环境，能较好地稳定开挖面和防止地表隆陷，成为当今一种划时代的盾构新技术。 1996年，上海采用直径11.22m泥水加压式盾构，成功穿越7m 浅覆土河床和4.2m超浅覆土软土地层，完成延安东路南线水底公路隧道施工，标志着中国隧道施工技术已达到国际先进水平。 近来，上海市相继开始建设大连路和复兴东路越江隧道工程，并采用直径11.22m泥水加压式盾构施工，为该施工工艺在软土地基中施工提供了广阔的舞台。 泥水加压式盾构是在机械掘削式盾构的前部刀盘后侧设置隔板，它与刀盘之间形成压力室，将加压的泥水送入泥水压力室，当泥水压力室充满加压的泥水后，通过加压作用和压力保持机构，来谋求开挖面的稳定。盾构推进时由旋转刀盘切削下来的土砂经搅拌装置搅拌后
形成高浓度泥水，用流体输送方式送到地面。在地面调整槽中，将泥水调整到合适地层土质状态后，由泥水输送泵加压后，经管路送到开挖面泥水压力室，泥水在稳定开挖面的同时，将刀盘切削下来的土砂搅成浓泥浆，再由排泥泵经管路输送到地面。被送到地面的泥水，根据土砂颗粒直径，通过一次分离设备和二次分离设备将土砂分离并脱水后，排去分离后的水，经调整槽进行再次调整，使其成为优质泥水后再循环到开挖面。 二、泥水平衡机理及指标 1、泥水平衡机理 泥水平衡盾构是在切削刀盘与隔板之间形成的密封舱中，注入满足施工要求压力的泥浆，使其在开挖面形成泥膜，支承正面土体，并由安装在正面的大刀盘切削土体表层泥膜，由刀盘开口进入密封舱与泥水混合后，形成高密度泥浆，由排泥泵及管道输送至地面进行处理，整个过程通过建立在地面中央控制室内的泥水平衡自动控制系统统一管理。盾构掘进机设有操作步骤设定，各操作步骤间设有联锁装置，制约因误操作而引起事故，施工安全可靠。 在实际施工中，泥膜的形成是至关重要的。当泥水压力大于地下水压力时，泥水理论按达西定律渗入土壤，形成与土壤间隙成一定比例的悬浮颗粒，在“阻塞”和“架桥”效应的作用下，被捕获并积聚于土壤与泥水的接触表面，泥膜就此形成。随着时间的渐渐推移，泥膜的厚度不断增加，渗透抵抗力逐渐增强，当泥膜抵抗力远大于正面