[發(fā)明專利]排水式渣土池及土壓平衡盾構(gòu)渣土多維滲流脫水方法

有效

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• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107587578B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發(fā)明（設計）人: 陽棟;譚立新;李水生;趙承豪;習智琴
• 申請（專利權(quán)）人: 中國建筑第五工程局有限公司
• 主分類號: E03F1/00
• 分類號: E03F1/00;E02D3/10
• 代理公司: 43211 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 劉宏

本發(fā)明公開了一種排水式渣土池及土壓平衡盾構(gòu)渣土多維滲流脫水方法。排水式渣土池，包括用于裝載渣土的池基體，池基體上部開口處設有密封結(jié)構(gòu)，用于封蓋裝滿渣土的池基體，并使池基體內(nèi)腔形成裝有渣土的封閉腔體，池基體內(nèi)腔底部設有用于從下部收集渣土向下滲出的水的底部管網(wǎng)，底部管網(wǎng)上接有用于將底部管網(wǎng)內(nèi)收集的水向外抽吸并使封閉腔體內(nèi)形成均衡負壓以壓迫渣土加速向外滲水的抽吸排水裝置。通過真空負壓作用迫使渣土加速向四周以及底部排水，進入抽吸排水裝置的通道的水分被抽吸排水裝置抽吸而向外排出，從而使封閉空間內(nèi)渣土含水量降低，實現(xiàn)無害化處理，并為資源化利用打下基礎。適用各種盾構(gòu)施工渣土、各種高含水量渣土的脫水處理。

技術領域

本發(fā)明涉及盾構(gòu)渣土處理技術領域，特別地，涉及一種排水式渣土池。此外，本發(fā)明還涉及一種包括上述排水式渣土池的土壓平衡盾構(gòu)渣土多維滲流脫水方法。

背景技術

地鐵開挖常采用土壓平衡盾構(gòu)法施工，土壓平衡盾構(gòu)渣土處理一直是地鐵建設面臨的難題。相比鉆爆等方法開挖的渣土，土壓平衡盾構(gòu)渣土顆粒更細小，含水率更高，危害性更大。傳統(tǒng)處理方式一般是將渣土運輸至指定的渣土消納場露天堆放或者在項目回填區(qū)進行填埋，存在一系列弊端。首先，渣土運輸過程中，經(jīng)常出現(xiàn)各種環(huán)境和交通安全問題。其次，隨著大規(guī)模建設的發(fā)展，渣土堆填場地已經(jīng)嚴重不夠用。再者，渣土含水率高、穩(wěn)定性差，如未做處理直接堆填容易發(fā)展成為安全隱患。最后，盾構(gòu)渣土處理費用遠高于普通建筑渣土，影響了地鐵建設成本。與此同時，隨著人力成本和環(huán)保成本的提高，砂石等建筑材料價格也日益上漲。因此，研究土壓平衡盾構(gòu)渣土脫水方法，開展其減量化和無害化處理，進而實現(xiàn)資源化利用，具有重要的社會效益和經(jīng)濟效益。

泥水平衡盾構(gòu)渣土的處理領域開展了廣泛的應用，其主要工藝為濕法篩分除石，旋流器分離細沙，然后用壓濾機將泥水分離，這個過程將盾構(gòu)渣土中的石子、砂、泥土和水分開，實現(xiàn)了無害化處理，并為資源化利用打下基礎。已有企業(yè)嘗試開展土壓平衡盾構(gòu)渣土處理，其方式沿用泥水平衡盾構(gòu)渣土處理方式。但是，與泥水平衡盾構(gòu)渣土相比，土壓平衡盾構(gòu)渣土流動性差，泥沙混合在一起，無法直接篩分，需要加水將渣土稀釋、攪拌，然后再采用濕法篩分及后續(xù)處理，如此將會產(chǎn)生大量泥漿，不但無法減量，還增加了待處理的渣土量，處理成本極高。同時，傳統(tǒng)的盾構(gòu)渣土處理方法還存在如下問題：第一，投資成本高，離心機和壓濾機都屬于大型設備，初期投資成本以及運營費用高；第二，設備占地面積大，盾構(gòu)施工始發(fā)位置和出渣口一般都設置在地鐵車站，而地鐵車站一般都位于道路交叉口附近，施工場地空間有限，通常沒有空間用于放置整套設備；第三，傳統(tǒng)工藝處理效率低，即便采用1000m²的壓濾機，每小時也只能處理十幾方干土，而盾構(gòu)機正常施工時，每半小時即可掘進一環(huán)，產(chǎn)生渣土量達60m³，因此采用壓濾機處理時，會產(chǎn)生大量的渣土積壓。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種排水式渣土池及土壓平衡盾構(gòu)渣土多維滲流脫水方法，以解決土壓平衡盾構(gòu)渣土處理沿用泥水平衡盾構(gòu)渣土處理方法，帶來的投資成本高、設備占地面積大和渣土處理效率低的技術問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種排水式渣土池，包括用于裝載渣土的池基體，池基體的上部開口設有用于封蓋在裝載渣土后的池基體開口上以使池基體內(nèi)腔構(gòu)成裝載有渣土的封閉腔體的密封結(jié)構(gòu)，池基體內(nèi)腔底部設有用于從下部收集渣土向下滲出的水的底部管網(wǎng)，底部管網(wǎng)上接有用于將底部管網(wǎng)內(nèi)收集的水向外抽吸并使封閉腔體內(nèi)形成均衡負壓以壓迫渣土加速向外滲水的抽吸排水裝置。

進一步地，底部管網(wǎng)采用沿縱向、橫向或斜向中的至少一個方向分布的多個排水濾管彼此連通構(gòu)成；排水濾管朝向渣土方向開設有用于收集渣土滲水的排水孔或排水槽。

進一步地，排水濾管外覆蓋有用于抵抗上部壓力以保護排水濾管并防止固體顆粒進入排水濾管內(nèi)的底管保護層。

進一步地，池基體底部布設有用于沉積渣土滲水并保護底部管網(wǎng)的砂墊層，底部管網(wǎng)埋設于砂墊層內(nèi)，抽吸排水裝置穿過砂墊層并通過接頭連通至底部管網(wǎng)。