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123冯俊北京铁路地下直径线盾构法隧道泥水处理技术

归档日期:07-16       文本归类:地下化      文章编辑:爱尚语录

  123冯俊北京铁路地下直径线盾构法隧道泥水处理技术_交通运输_工程科技_专业资料。北京铁路地下直径线盾构法隧道 泥水处理技术 (隧道工) 论 文 姓 单 名: 冯 俊 位:中铁隧道集团二处有限公司 隧道工高级技师结业论文 2012-5 北京铁路地下直径线盾构法隧道 泥水处

  北京铁路地下直径线盾构法隧道 泥水处理技术 (隧道工) 论 文 姓 单 名: 冯 俊 位:中铁隧道集团二处有限公司 隧道工高级技师结业论文 2012-5 北京铁路地下直径线盾构法隧道 泥水处理技术 冯 俊 中铁隧道集团二处有限公司 摘要:通过北京铁路地下直径线 标工程盾构施工实践经验,总结了泥水盾构在砂卵石地层中施工泥水处 理系统的选型及应用。 关健词:泥水盾构; 泥水处理系统; 泥水技术指标 0 引言 北京铁路地下直径线工程地处北京市繁华地段,地质情况复杂,采用泥水加 压平衡盾构施工, 对其配套的泥水处理系统要求较高, 需要满足泥浆分离能力高、 场地狭小、噪音控制等要求。 1 工程概况 北京铁路地下直径线 标工程盾构隧道全长 5175m, 采用一台全新的泥水加 压平衡盾构机施工。隧道完成后外径为 φ12.04m,内径为 φ10.5m。盾构机由天 宁寺桥北的 4#竖井始发,沿天宁寺桥、西便门桥、宣武门西大街,到达终点宣 武门地铁西端。 本工程沿线地层均为第四系全新统、上更新统冲洪积层和第四系人工堆积 层,下伏层基岩为上第三系中上新统砾岩,剥蚀面深在隧道口一带为 30-40m, 玄武门附近为 70 米。盾构隧道穿越的地层为:圆砾,卵石土层,杂色,密实, 湿~饱和, 一般粒径在 20~60mm, 大于 20mm 的颗粒含量约占总重 65℅, 亚圆形, 中粗砂充填,砾石主要成分辉绿岩、沙岩。 2 泥水盾构主要技术参数 盾构法施工采用法国 NFM 公司生产的泥水加压平衡盾构,对泥浆的控制通 过泥浆压力和气压来进行调节, 结构由开挖仓和气垫仓组成,开挖仓在正常状态 下充满泥浆,气垫仓内由半仓泥浆和半仓气体组成,通过调节空气压力,就可以 确定和保持在开挖面上相应的泥浆支护压力,这种形式的泥水压力控制,更加方 便,利于开挖面土层的稳定和地表沉降的控制。主要参数如下表-1: 1 隧道工高级技师结业论文 2012-5 表 1 盾构机主要参数 盾构刀盘直径 12m 盾构前盾直径 11.952m 管片长度 1.8m 最大掘进速度 4cm/min 每环切削渣土方量 247m3 最大排浆量 1500m3/h 3 泥水处理设备 3.1 泥水系统的作用 (1)及时向开挖面密闭舱提供掘进施工需求的泥浆,用优质膨润土配制的 泥浆的比重、 粘度等技术指标必须满足在高透水砂层中形成泥膜和稳定开挖面的 要求; 支护泥水作用:支护泥水在泥水盾构掘进中起着重要作用, 在开挖面土体表 面形成泥膜, 泥膜厚度随渗透时间增加而增加, 从而有效提高渗透抵抗力。 支承、 稳定正面开挖面土体。 盾构借助泥水压力与正面土压产生泥水平衡效果,有效 支承正面土体。对刀盘和刀头等切削设备有冷却和润滑作用。 (2)及时把切削土砂形成的混合泥浆输送到地面进行分离和处理,再将回 收的泥浆调整利用。 3.2 泥水处理系统的选型 泥水处理系统的选择, 由于盾构排浆管内存在大量的卵石颗粒和泥沙,要求 在选择泥水处理系统时必须充分考虑其处理能力和处理效果, 同时满足施工场地 周边环境要求。 通过招投标,选择台湾铂元生产的泥水处理系统,见图-1,其 1600 立方的 处理能力满足施工要求并满足施工噪音小,场地占用小的要求,具体设备配置如 下表-2。泥水主要性能参数如下表-3。 表 2 泥水系统主要设备组成 名称 泥水处理系统 震动筛选机 一次旋流分离 二次旋流分离 震动脱水筛 型号 800m3/h VDS-1833 SFR-800X160 SC-800/20 VD-1833 数量 2 2 2 2 4 功率 kw 410 7.5*4 75*2 100*2 7.5*4 表 3 泥水主要性能参数 处理能力 1600m3/h 分离前比重 1.30t/ m3 分离后其泥浆比重 1.1t/ m3 排送碴土能力 360m3/h 一级分离颗粒 74μm 二级分离颗粒 20μm 2 隧道工高级技师结业论文 2012-5 图 1 泥水系统系统 3.3 泥水处理系统工作程序 第一阶段: (1)预分筛先以“双层式震动筛选机”进行粗颗粒筛分,上层筛分 16mm 以上的砾石、砾砂、 大石块和粘土球块,下层筛分 16-4mm 颗粒,经预分筛筛 选出的颗粒直接装载运送。 (2) 振动筛选机安装在一级旋流桶槽上端, 经筛选出的小于 4mm 颗粒泥浆 直接进入一级旋流。 第二阶段:一级旋流 (1)经震动筛筛选后剩余的浆液经漏斗流进循环水箱里,水箱内的浆液经 渣浆泵进入“砂泥分离机”进行一级旋流分离,将浆液中 4mm~0.074mm 颗粒分 离出。 (2)一级旋流器下端排放出的 4mm~0.074mm 颗粒下落至脱水筛脱水至可 直接装载运送。 (3) 一级旋流器上端溢流出的泥浆颗粒小于 0.074mm 送至泥浆循环缓冲筒 箱, 循环箱设计弥补泥水量的波动和在盾构机因任何原因停止运作可让分离设备 以内部模式操作。 第三阶段:二级旋流 ( 1 )经砂泥分离机分离后之浆液经渣浆泵进入二级旋流,将泥浆中之 0.074mm~0.020mm 颗粒分离出。 (2)二级旋流器下端排放的颗粒分离出可以直接排放到脱水筛脱水至可直 接装载运送。 (3)二级旋流器上端溢流出的泥水颗粒(0.02mm-0.035mm)送至泥水循环 缓冲箱, 循环箱设计弥补泥水量的波动和在盾构机因任何原因停止运作可让分离 设备以内部模式操作。 第四阶段:二级旋流器上端溢流出的送至调整池供调制浆系统使用。 3 隧道工高级技师结业论文 2012-5 3.4 泥水处理系统改造 在使用过程中,随着地层的变化,地层中粉细沙含量增加,造成泥水分离 效果差、 浆液从脱水筛筛板溢出等现象,针对这一现象在原有的 1 套脱水筛的基 础上增加了 1 套脱水筛, 改造后分离效果得到明显改善。并根据地层中颗粒的变 化对预分筛筛板进行调整,将筛板孔径部分改小,减少脱水筛的压力。 3.5 泥水处理系统常见故障处理 故障现象 水柜溢流

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