1前言
京津城际延伸线盾构掘进地层以淤泥质土和粉质土为主，成分复杂，颗粒细微，泥水盾构施工时，泥水处理是影响盾构正常掘进的重要因素之一，泥水能否有效分离直接影响了施工进度、成本和环境.如何快速有效地实施泥水分离，确保工程质量和进度，降低对环境的污染是本工程的技术难点.
对于细微颗粒泥水分离，国内外现有泥水分离设备和工法均存在不同程度的缺陷，主要表现在不能实现对细微颗粒有效分离，泥浆性能指标难以控制，调浆时间长等方面，对盾构的掘进影响很大.为此，我们通过将国内外现有的单项设备进行改造、组合，通过不断调试，完善了工艺流程，形成了“泥水居构细微颗粒泥水分离施工工法”.
经教育部科技查新工作对国内外文献资料查新，未发现本工法关键技术的报导.经中国铁建股份有限公司评审，其关键技术达到了国际先进水平.
2工法特点
2.1泥水处理效率高.对细微颗粒和水能实现有效分离，可保证大直径泥水盾构每天掘进5环以上的工效.
2.2施工质量易控.泥浆的充分净化，有利于控制泥浆指标，提高掘进质量.
2.3节约施工成本.泥浆的重复使用，以及水的循环利用，有利于节约造浆材料，降低施工成本.
2.4环保效果好.泥浆的闭路循环净化方式及较低的髓料含水率有利于减少环境污染，且滤液水可以循环使用.
2.5节约用地明显：全套分离设备采用立体式集成化设计，占地面积小.
3适用范围
适用于城市内泥水盾构工程中细微颗粒含量多的泥水分离系统.
4工艺原理
本工法泥水处理系统主要由泥水分离系统、调/制浆系统、余浆及废浆处理系统、
集中控制系统组成，以筛分、旋流为主要技术手段，采用离心、絮凝、浓缩、压滤等手段进行技术补充.
4.1筛分：利用筛板的振动，将渣土从浆液中抛起，浆液顺筛板缝隙向下透流，实现渣土和泥浆的初步分离.
4.2旋流：筛分分离出的泥浆在泵压力作用下沿切线方向进入旋流器壳体做高速回转运动，泥浆中的粗颗粒（或密度大的颗粒）因受到较大的离心力而进入回转流的外围，最终由底部排出成为沉砂，细颗粒所受离心力较小，处于回转流中心并随液流向上运动，最后由溢流管排出成为溢流.
4.3压滤利用压力泵将初步分离后的废泥浆压入密闭滤室中，将泥浆中的水压出，将渣料压成含水极低的泥饼排出.
4.4离心：浆液进入高速旋转的转鼓内，在离心力的作用下，利用固液两相的密度差，使固相颗粒迅速与水产生分离，沉积在转鼓内壁上，与转鼓作相对运动的螺旋叶片不断将沉积在转鼓内壁上的固体颗粒刮下并推出，分离后的清液溢流出转鼓.
5施工工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
图5.1-1泥水处理工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1泥水分离系统
1、主要组成本设备单元由4套YSC-750A预筛器、ZX-550/30泥浆处理装置单元、ZX-550/10泥浆处理装置单元组成，污浆处理能力为2200m²/h，d50=0.011mm.
（1）振动筛单元：由两台振动电机、一个振动筛箱、一付粗筛板或两付细筛板、四组隔振弹簧、两组调整垫板组成，可使振动筛产生直线振动.
①振动筛加装了偏心块和同时变频器，通过调整偏心块的夹角可实现激振力的变化，通过同时变频器来改变振动电机振次，可以更好地调整磕料含水率.
②振动筛箱为框架式焊接结构，由四组隔振弹簧支撑，通过双向斜面楔紧机构和标准件的联接紧固.
③租筛安装在预筛器内，细筛安装在脱水筛内.粗筛板为不锈钢条缝筛板，细筛板为组合筛板，一级筛为聚氨酯组合式筛板，二级筛为聚氨酯与不锈钢组合混用式筛板.筛孔尺寸：粗筛板为3×35mm，聚氨酯细筛板为0.5×12.5mm，不锈钢细筛板为0.3X12.5mm.通过调整垫板的高度可调整振动筛的倾斜度，振动筛的倾斜度根据渣料筛分效率及生产率的变化而调整.
④此振动筛筛分能力为80～480t/h，筛分出的料含水率小于30%.
（2）渣浆泵单元：渣浆泵单元由渣浆泵、驱动电机组成，为进入旋流器的浆液提供动力.
（3）旋流器：选用变锥角水力旋流器，并带有底流浓度调节及真空调节装置.在运行过程中，可以对旋流器的真空度进行调节，一经调定，不宜轻易改动.
2、泥水分离操作要点
（1）由盾构机排泥泵泵送出的污浆通过总进浆管经分配器分流后，输送到预筛器进行振动筛分，将粒径在3mm以上的颗粒及泥团分离出来，泥浆进入一级净化装置，储存在储浆槽.
（2）由渣浆泵从储浆槽内抽吸泥浆，从水力旋流器进浆口切向射入，经过旋流分选，形成粒径微细的泥砂粒和底流.
（3）粒径微细的泥砂落入细筛，进行脱水筛选后，较干燥的细渣料被分离出来并排到渣场，透筛的泥浆由底流收集槽收集至底流池后进入压滤，避免再次提高泥浆比重.
（4）旋流后泥浆进入中储箱，进行二级处理（原理与一级处理相同），二级旋流后溢流出的泥浆进入到调浆池.
（5）储浆槽内设置有专用的冲沙回路，可以扰动槽内沉淀颗粒，使储浆槽不致因长期使用而激积.
（6）在中储霜与储浆槽之间设置一个液位浮标，保持泥浆净化装置储浆槽内的液面高度恒定.一旦储浆槽内输出的浆量大于供给的，那么液位浮标将随液面的下降而下
落，此时中储箱的泥浆就通过开启的补浆管转送到储浆槽内，液面因此上升直至恢复原状，液位浮标也随之上升并封住中储箱补浆管：此时如果供给浆量大于输出的，储浆槽的溢流管将会溢流以防止浸浆.
（7）考虑到系统设备运行时的故障，为尽可能减少对应急池的污泥挖掘，在预筛器下面设置了应急阀，可以在旋流脱水设备故障时单独开启预筛，使泥浆中的泥团和大的石块被分离出来后，泥浆再进入应急池进行沉淀处理.
（8）旋流器工作状态恶化时，细微颗粒不能有效分离，会加大溢流出泥浆指标，会使调浆池泥浆指标快速恶化，底流浓度低，加大调浆难度和时间.因此，设备运行时，应时常检查压力表的稳定性、溢流及沉砂流量大小、排料状态，并定时检测溢流、底流浓度、细度等指标.
3、性能调整
（1）给科压力波动调整：给料压力应稳定在生产要求压力上，不得产生较大波动.给料压力波动有损设备性能，影响旋流器的分级效果.压力波动通常是泵槽液位下降和由泵磨损造成的.调整措施：
①若是泵槽液位下降引起的压力波动可以通过增加液位调整.
②若是由泵堵塞或磨损引起的压力波动，则检修泵.
（2）堵塞调整：检查运行中的旋流器溢流和沉砂排料是否通畅，如果旋流器溢流和沉砂的流量减少或沉砂断流，则表明旋流器发生堵塞.调整措施：
①若是溢流、沉砂流量均减小，则可能是旋流器进料口堵塞，可将旋流器的进料口拆下，清除堵塞物.
②若是底流流量减小或断流，则是沉砂口堵塞，可将螺母拧下，清除沉砂口中杂物.
（3）底流参数分析：经常观察旋流器排料底流状态，并定期检测底流浓度和细度.底流浓度波动或“底流夹细”均应及时调整.旋流器正常工作状态下，底流排料应呈“拿状”.如底流浓度过大则沉砂呈柱状”或呈断续“块状”排出.调整措施：
①底流浓度大可能是由给料浆液浓度大或沉砂口过小造成的.可以先在进料处补加适量的水，若底流浓度仍大，则需更换较大的沉砂口.
②若底流呈“伞状”排出，但底流浓度小于生产要求浓度，则可能是进料浓度低造成的，应提高进料浓度.
③“底流夹细”的原因可能是沉砂口径过大、溢流管直径过小、压力过高或过低.
可以先调整好压力，再更换一个较小规格的沉砂口，逐步调试到正常生产状态.
（4）溢流参数分析：定时检测溢流浓度及细度，溢流浓度增大或“溢流跑租”可能与给料浓度增大和沉砂口堵塞有关.调整措施：发现“溢流跑粗”可以先检测沉砂口是否堵塞，再检测进料浓度，并根据具体情况调整.
5.2.2压滤系统
1、主要组成：本工法采用厢式自动拉板压滤机，能够实现滤板压紧、过滤、压榨、反吹、洗涤、滤板松开、卸料等各道工序的自动化控制.其结构见图5.2.2-1：
图5.2.2-1压滤机的结构图
1、机架部分2、过滤部分3、自动拉板部分4、电气控制部分5、液压部分
（1）机架部分
机架是整套设备的基础，它主要用于支撑过滤机构和拉板机构，由止推板、压紧板、机座、油缸体和主梁等组成.设备工作运行时，油缸体上的活塞杆推动压紧板，将位于压紧板和止推板之间的滤板及过滤介质压紧，以保证带有一定压力的泥浆在滤室内进行加压过滤.
（2）过滤部分
由整齐排列在主梁上的滤板和夹在滤板之间的过滤介质所组成的.
滤板为增强聚丙烯滤板，选用优质聚丙烯、使用独特配方压制而成.
（3）自动拉板部分
由变频电机及减速机、拉板小车、链轮、链条等组成，在PLC的控制下，变频电机转动，通过链条带动拉板小车完成取拉板动作.除程序控制外，还可手动控制，能随时控制拉板过程中的前进、暂停、后退动作，以保证卸料的顺利进行.
（4）电气控制部分
电气控制部分是整个系统的控制中心，它主要由变频器、PLC可编程控制器）、热继电器、空气开关、断路器、中间继电器、接触器、按钮、信号灯等组成.
自动压滤机工作过程的转换是靠PLC内部计时器、计数器、中间继电器及PLC外部
