可移动式模块化渣土处理系统的制作方法

1.本发明属于工程废弃物处理技术领域，涉及盾构工程弃土处理设备，具体地说，涉及一种可移动式模块化渣土处理系统，主要应用于地铁盾构或开挖隧道或城市管廊建设工程中渣土的处理。


背景技术：

2.随着科技的发展，建设现代化基础设施体系已成为社会发展的必然趋势。而地铁、隧道、城市管廊等地下建设工程作为现代化基础设施体系中一个重要部分，其需求量也愈发庞大。在地铁、隧道等地下工程施工时，在掘进过程中会产生大量的渣土，盾构渣土内含有大量的石块、碎砂，因此，处理起来极为不便。在处理这些渣土时，首先需要将渣土运送至地面堆放，堆放这些渣土时需要占用大量空间，并会影响周围的环境。现有技术中，常用的处理方式有：
3.(1)对盾构渣土不做处理直接转运至收纳场地进行存放。采用这种处理方式，一方面，会占用大量的收纳场地，使人类可利用土地减少，另一方面，需要将盾构渣土从施工现场运输至收纳场地，在运输过程中会遗洒，由于盾构渣土中含有泡沫剂、离散剂等影响生态环境的化合物，容易污染环境，且运输成本高，经济效益差。
4.(2)将渣土进行简单的筛分后进行转运，这种方式与第一种方式一样，同样会占用大量的收纳场地，并造成运输过程中的污染、及运输成本高等问题。
5.(3)将盾构渣土浆化，然后再进行渣浆分离，最后将处理后的渣土转运作为其他行业原料或者直接作为填料使用。这种方式在对渣土进行分离处理的过程中存在二次污染现象，例如，直接对渣土进行筛分容易产生粉尘，而浆化处理后产生大量的废水，因此对周围环境造成不利影响，且在浆化处理中需要耗费大量的水资源，造成水资源的浪费。
6.上述处理方式均是先将渣土输送至地面，然后再对渣土进行处理，由于城市地面空间有限，不仅占用空间，污染环境，且处理成本高。


技术实现要素：

7.本发明针对现有对地下建设工程施工过程中存在渣土地面堆放污染环境、渣土地面处理成本高等上述问题，提供了一种可移动式模块化渣土处理系统，能够在地下工程施工时随同盾构机掘进同步进行，实现地下渣土实时处理，无需占用地面作业空间，运营成本低，且无环境污染。
8.为了达到上述目的，本发明提供了一种可移动式模块化渣土处理系统，包括：
9.渣土输送装置，放置于盾构机出渣口处，其前端与盾构机连接；
10.筛分装置，与渣土输送装置连接，其进料口位于渣土输出装置的出料端下方；
11.脱水装置，包括：
12.脱水筛，其进料口与设于筛分装置底部污水箱内的第一渣浆泵连通；
13.缓存装置，放置于脱水筛出料端侧，与脱水筛的下水箱连通，缓存装置内设有第二
渣浆泵；
14.压滤装置，其进料口与第二渣浆泵连通；
15.连续出渣装置，包括主出渣装置和三个出料端设于主出渣装置上方的辅出渣装置，主出渣装置的前端与盾构机柔性连接，三个辅出渣装置的进料端分别设于筛分装置的出料口处、脱水筛的出料口处、压滤装置的出料口处；
16.三个结构相同的移动装置，与盾构机的轨道配合；第一移动装置设于筛分装置底部，其前端与盾构机连接；第二移动装置设于脱水装置底部，其前端与第一移动装置连接，第三移动装置设于压滤装置底部，其前端与第二移动装置连接。
17.进一步的，还包括控制装置，所述控制装置包括控制器，所述控制器分别与渣土输送装置、筛分装置、脱水筛、第一渣浆泵、第二渣浆泵、压滤装置、主出渣装置及辅出渣装置电连接。
18.优选的，所述筛分装置包括：
19.滚筒筛，与渣土输送装置连接，其进料口位于渣土输出装置的出料端下方，其底部的污水箱内设有第一渣浆泵，第一渣浆泵通过第一管路与脱水筛连通；
20.喷淋机构，设于滚筒筛上方；
21.第一清水泵，设于地面清水池内，通过第二管路与喷淋机构连通，第一清水泵与所述控制器电连接。
22.优选的，所述压滤装置包括:
23.压滤机,与所述控制器电连接，其进料口通过第三管路与第二渣浆泵连通；
24.接水装置，与压滤机的出水口连通，内设与所述控制器连接的第二清水泵，第二清水泵通过第四管路与地面清水池连通；
25.加药装置，其加药管道与第三管路连通。
26.优选的，所述加药装置包括盛放药剂的加药容器、与加药容器连通的计量泵、与计量泵连接的加药管道以及设于第三管路上的流量计，所述计量泵和流量计与所述控制器电连接，所述加药管道直接与第三管路连通。
27.优选的，所述主出渣装置包括：
28.接料皮带机，包括支撑架、放置于支撑架上的皮带以及与皮带连接的皮带驱动装置，支撑架的前端与盾构机柔性连接，支撑架的后端为由多个固定支架拼接而成的拼接式结构体；
29.储带仓，放置于地面上，内设托辊组件以及与托辊组件连接的动力输出装置，接料皮带机的皮带缠缚于所述托辊组件上；
30.偏心调节装置，设于皮带两侧的支撑架上。
31.优选的，所述皮带驱动装置包括安装于支撑架前端的驱动电机以及与驱动电机连接的皮带托辊，所述驱动电机与控制器电连接，所述皮带托辊轴接于支撑架的前端，所述皮带缠缚于皮带托辊上。
32.优选的，所述托辊组件对称设置的两个滑动架以及安装于滑动架倾斜面上且并列排布的多个托辊，所述滑动架与动力输出装置连接；所述偏心调节装置为多个间隔排布的辊轮。
33.进一步的，所述主出渣装置还包括导向平衡装置，所述导向平衡装置包括与滑动
架刚性连接的滑动支架以及安装于滑动支架倾斜面上的多个滑轮托辊，滑轮托辊的外径小于托辊的外径，滑轮托辊位于托辊的上下皮带之间及相邻两个托辊上的皮带之间。
34.优选的，移动装置包括固定件和安装于固定件底部的移动轮，所述移动轮与盾构机的轨道配合。
35.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
36.(1)本发明处理系统用于地下盾构施工，在地下盾构施工过程中，随盾构机的掘进同步运行，实现地下渣土实时处理，无需占用地面作业空间，运营成本低，且无环境污染。
37.(2)本发明设有控制装置，渣土处理通过控制装置自动控制完成，整体自动化程度高，操作简单，安全可靠，性能稳定，减少了人工投入，节约人工资源，提高处理效率。
38.(3)本发明布局紧凑，结构合理，占地面积小，安装简单，投资成本低，整体能量利用率高，能耗低，运营成本低。
附图说明
39.图1-2为本发明实施例所述可移动式模块化渣土处理系统的结构示意图；
40.图3为本发明实施例所述可移动式模块化渣土处理系统的控制原理框图；
41.图4为本发明实施例所述可移动式模块化渣土处理系统的安装示意图；
42.图5为本发明实施例所述可移动式模块化渣土处理系统的工作流程图。
43.图中，1、渣土输送装置，2、筛分装置，201、污水箱，202、滚筒筛，203、喷淋机构，301、脱水筛，302、缓存装置，303、下水箱，401、第一渣浆泵，402、第二渣浆泵，5、压滤装置，501、压滤机，6、主出渣装置，701、第一辅出渣装置，702、第二辅出渣装置，703、第三辅出渣装置，8、第一移动装置，801、第一固定件，802、第一移动轮，9、第二移动装置，901、第二固定件，902、第二移动轮，10、第三移动装置，1001、第三固定件，1002、第三移动轮，11、控制器，12、第一清水泵，13、第二清水泵，14、加药装置，15、计量泵，16、流量计，17、隧道，18、本发明处理系统，19、轨道。
具体实施方式
44.下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
47.参见图1至图3，本实施例提供了一种可移动式模块化渣土处理系统，包括：
48.渣土输送装置1，放置于盾构机出渣口处，其前端与盾构机连接；
49.筛分装置2，与渣土输送装置1连接，其进料口位于渣土输出装置1的出料端下方；
50.脱水装置，包括：
51.脱水筛301，其进料口与设于筛分装置2底部污水箱201内的第一渣浆泵401连通；
52.缓存装置302，放置于脱水筛301出料端侧，与脱水筛301的下水箱303连通，缓存装置302内设有第二渣浆泵402；
53.压滤装置5，其进料口与第二渣浆泵402连通；
54.连续出渣装置，包括主出渣装置6和三个出料端设于主出渣装置6上方的辅出渣装置，主出渣装置6的前端与盾构机柔性连接，第一辅出渣装置701的进料端设于筛分装置2的出料口处，第二辅出渣装置702的进料端设于脱水筛301的出料口处、第三辅出渣装置703的进料端设于压滤装置5的出料口处；
55.三个结构相同的移动装置，与盾构机的轨道配合，分别为设于筛分装置底部的第一移动装置8、设于脱水装置底部的第二移动装置9以及设于压滤装置底部的第三移动装置10，第一移动装置8的前端与盾构机连接，第二移动装置9的前端与第一移动装置8连接，第三移动装置10的前端与第二移动装置9连接。
56.具体地，继续参见图3，为了实现对盾构渣土处理的自动化控制，上述可移动式模块化渣土处理系统还包括控制装置，所述控制装置包括控制器11，所述控制器11分别与渣土输送装置1、筛分装置3、脱水筛301、第一渣浆泵401、第二渣浆泵402、压滤装置5、主出渣装置6、第一辅出渣装置701、第二辅出渣装置702及第三辅出渣装置703电连接。整个处理过程中，通过控制器实现全自动化控制，操作简单，安全可靠，处理效率高。
57.继续参见图1至图3，所述筛分装置包括：
58.滚筒筛202，与渣土输送装置1连接，其进料口位于渣土输出装置1的出料端下方，其底部的污水箱201内设有第一渣浆泵401，第一渣浆泵401通过第一管路与脱水筛301连通；
59.喷淋机构203，设于滚筒筛202一侧；
60.第一清水泵12，设于地面清水池内，通过第二管路与喷淋机构203连通，第一清水泵12与所述控制器11电连接。
61.继续参见图1至图3，所述压滤装置5包括:
62.压滤机501,与所述控制器11电连接，其进料口通过第三管路与第二渣浆泵402连通；
63.接水装置，与压滤机501的出水口连通，内设与所述控制器11连接的第二清水泵13，第二清水泵13通过第四管路与地面清水池连通；
64.加药装置14，包括盛放药剂的加药容器、与加药容器连通的计量泵15、与计量泵15连接的加药管道以及设于第三管路上的流量计16，所述计量泵15和流量计16与所述控制器11电连接，所述加药管道直接与第三管路连通。
65.控制器根据流量计检测的污水流量控制计量泵将加药容器内的药液通过加药管道泵送至第三管路中。
66.具体地，所述主出渣装置包括：
67.接料皮带机，包括支撑架、放置于支撑架上的皮带以及与皮带连接的皮带驱动装
置，支撑架的前端与盾构机柔性连接，支撑架的后端为由多个固定支架拼接而成的拼接式结构体；
68.储带仓，放置于地面上，内设托辊组件以及与托辊组件连接的动力输出装置，接料皮带机的皮带缠缚于所述托辊组件上；
69.偏心调节装置，设于皮带两侧的支撑架上。
70.需要说明的是，将支撑架的后端设为拼接式结构体，在接料皮带机随盾构机掘进过程中，每移动一段固定距离，后端空出的位置补充一段固定支架，支撑由储带仓输出的皮带。
71.具体地，所述皮带驱动装置包括安装于支撑架前端的驱动电机以及与驱动电机连接的皮带托辊，所述驱动电机与控制器电连接，所述皮带托辊轴接于支撑架的前端，所述皮带缠缚于皮带托辊上。
72.具体地，所述托辊组件对称设置的两个滑动架以及安装于滑动架倾斜面上且并列排布的多个托辊，所述滑动架与动力输出装置连接。通过动力输出装置改变两个滑动架之间的距离即可达到输出皮带给接料皮带机使用的目的。
73.具体地，所述偏心调节装置为多个间隔排布的辊轮。当皮带在运输过程中发生偏移时，在皮带的作用下，辊轮转动，皮带在辊轮的作用下回到原来的运行位置，从而达到调节皮带的作用，防止皮带发生偏移。
74.具体地，所述主出渣装置还包括导向平衡装置，所述导向平衡装置包括与滑动架刚性连接的滑动支架以及安装于滑动支架倾斜面上的多个滑轮托辊，滑轮托辊的外径小于托辊的外径，滑轮托辊位于托辊的上下皮带之间及相邻两个托辊上的皮带之间。在储带仓内，动力输出装置驱动托辊组件改变间距从而输出皮带供接料皮带机使用时，为了防止不同层之间的皮带相互粘连导致输送不畅，通过滑轮托辊将相邻皮带间隔开，一方面起到导向作用，使皮带输送顺畅，防止皮带由于自重相互粘连，另一方面可以起到支撑的作用。
75.具体地，继续参见图1，所述第一移动装置8包括第一固定件801和安装于第一固定件801底部的第一移动轮802，所述第一移动轮802与盾构机的轨道配合，所述筛选装置2安装于第一固定件801上。所述第二移动装置9包括第二固定件901和安装于第二固定件901底部的第二移动轮902，所述第二移动轮902与盾构机的轨道配合，所述脱水装置安装于第二固定件901上。所述第三移动装置10包括第三固定件1001和安装于第三固定件801底部的第三移动轮1002，所述第三移动轮1002与盾构机的轨道配合，所述压滤装置5安装于第三固定件1001上。
76.具体地，上述处理系统中，所述所述渣土输送装置为出渣皮带机，辅出渣装置为接料皮带机。
77.需要说明的是，上述处理系统用于地下盾构施工，其安装示意图参见图4。
78.参见图5，上述处理系统的工作流程如下：
79.盾构机掘进产生的渣土通过渣土输送装置输送至滚筒筛，通过高压喷淋清洗及筛分，将筛分出的石子等大颗粒物通过第一辅出渣装置运送至主出渣装置，由出渣装置输送至地面渣土池，筛分产生的泥砂污水落入污水箱中，通过第一渣浆泵输送至脱水筛。脱水筛对泥砂污水进行筛分脱水，将细砂等小颗粒物通过第二辅出渣装置运送至主出渣装置，由出渣装置输送至地面渣土池，产生的污水之流入下水箱，然后进入缓存装置，通过第二渣浆
泵经第三管路输送至压滤装置。污水在输送至压滤装置过程中，通过加药装置进行加药，加药后的污水进入压滤机，通过压滤机进行压滤，压滤产生的泥饼通过第三辅出渣装置运送至主出渣装置，由出渣装置输送至地面渣土池，产生的清水通过清水泵输送至地面清水池回收备用。渣土处理整个过程通过控制器自动控制完成。
80.需要说明的是，在上述处理系统工作过程中，当接料皮带机前端随盾构机掘进时，每移动一段固定距离，后端空出的位置补充一段固定支架。
81.此外，需要说明的是，在盾构机掘进时，渣土输送装置、筛分装置、脱水装置及压滤装置随着盾构机掘进的方向移动。
82.本实施例上述处理系统，结构合理，布局紧凑，实现地下渣土实时处理，无需占用地面作业空间，运营成本低，且无环境污染。通过控制装置自动控制完成渣土连续输出，整体自动化程度高，减少了人工投入，操作简单，安全可靠，稳定性好。
83.上述实施例用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种可移动式模块化渣土处理系统，放置于施工隧道中，其特征在于，包括：渣土输送装置，放置于盾构机出渣口处，其前端与盾构机连接；筛分装置，与渣土输送装置连接，其进料口位于渣土输出装置的出料端下方；脱水装置，包括：脱水筛，其进料口与设于筛分装置底部污水箱内的第一渣浆泵连通；缓存装置，放置于脱水筛出料端侧，与脱水筛的下水箱连通，缓存装置内设有第二渣浆泵；压滤装置，其进料口与第二渣浆泵连通；连续出渣装置，包括主出渣装置和三个出料端设于主出渣装置上方的辅出渣装置，主出渣装置的前端与盾构机柔性连接，三个辅出渣装置的进料端分别设于筛分装置的出料口处、脱水筛的出料口处、压滤装置的出料口处；三个结构相同的移动装置，与盾构机的轨道配合；第一移动装置设于筛分装置底部，其前端与盾构机连接；第二移动装置设于脱水装置底部，其前端与第一移动装置连接，第三移动装置设于压滤装置底部，其前端与第二移动装置连接。2.如权利要求1所述的可移动式模块化渣土处理系统，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置包括控制器，所述控制器分别与渣土输送装置、筛分装置、脱水筛、第一渣浆泵、第二渣浆泵、压滤装置、主出渣装置及辅出渣装置电连接。3.如权利要求2所述的可移动式模块化渣土处理系统，其特征在于，所述筛分装置包括：滚筒筛，与渣土输送装置连接，其进料口位于渣土输出装置的出料端下方，其底部的污水箱内设有第一渣浆泵，第一渣浆泵通过第一管路与脱水筛连通；喷淋机构，设于滚筒筛上方；第一清水泵，设于地面清水池内，通过第二管路与喷淋机构连通，第一清水泵与所述控制器电连接。4.如权利要求2所述的可移动式模块化渣土处理系统，其特征在于，所述压滤装置包括:压滤机,与所述控制器电连接，其进料口通过第三管路与第二渣浆泵连通；接水装置，与压滤机的出水口连通，内设与所述控制器连接的第二清水泵，第二清水泵通过第四管路与地面清水池连通；加药装置，其加药管道与第三管路连通。5.如权利要求4所述的可移动式模块化渣土处理系统，其特征在于，所述加药装置包括盛放药剂的加药容器、与加药容器连通的计量泵、与计量泵连接的加药管道以及设于第三管路上的流量计，所述计量泵和流量计与所述控制器电连接，所述加药管道直接与第三管路连通。6.如权利要求2所述的可移动式模块化渣土处理系统，其特征在于，所述主出渣装置包括：接料皮带机，包括支撑架、放置于支撑架上的皮带以及与皮带连接的皮带驱动装置，支撑架的前端与盾构机柔性连接，支撑架的后端为由多个固定支架拼接而成的拼接式结构体；
储带仓，放置于地面上，内设托辊组件以及与托辊组件连接的动力输出装置，接料皮带机的皮带缠缚于所述托辊组件上；偏心调节装置，设于皮带两侧的支撑架上。7.如权利要求6所述的可移动式模块化渣土处理系统，其特征在于，所述皮带驱动装置包括安装于支撑架前端的驱动电机以及与驱动电机连接的皮带托辊，所述驱动电机与控制器电连接，所述皮带托辊轴接于支撑架的前端，所述皮带缠缚于皮带托辊上。8.如权利要求6所述的盾构渣土连续输出处理系统，其特征在于，所述托辊组件对称设置的两个滑动架以及安装于滑动架倾斜面上且并列排布的多个托辊，所述滑动架与动力输出装置连接；所述偏心调节装置为多个间隔排布的辊轮。9.如权利要求8所述的盾构渣土连续输出处理系统，其特征在于，所述主出渣装置还包括导向平衡装置，所述导向平衡装置包括与滑动架刚性连接的滑动支架以及安装于滑动支架倾斜面上的多个滑轮托辊，滑轮托辊的外径小于托辊的外径，滑轮托辊位于托辊的上下皮带之间及相邻两个托辊上的皮带之间。10.如权利要求1所述的可移动式模块化渣土处理系统，其特征在于，移动装置包括固定件和安装于固定件底部的移动轮，所述移动轮与盾构机的轨道配合。

技术总结
本发明属于工程废弃物处理技术领域，涉及一种可移动式模块化渣土处理系统，包括：渣土输送装置，其前端与盾构机连接；筛分装置，与渣土输送装置连接，其进料口位于渣土输出装置的出料端下方；脱水装置，包括：脱水筛，其进料口与设于筛分装置底部污水箱内的第一渣浆泵连通；缓存装置，放置于脱水筛出料端侧，与脱水筛的下水箱连通，缓存装置内设有第二渣浆泵；压滤装置，其进料口与第二渣浆泵连通；连续出渣装置，包括主出渣装置和三个出料端设于主出渣装置上方的辅出渣装置，三个辅出渣装置的进料端分别设于筛分装置、脱水筛、压滤装置的出料口处；三个移动装置，分别设于筛分装置、脱水装置及压滤装置底部。本发明实现了地下盾构渣土实时处理。实时处理。实时处理。


技术研发人员：亢胜羲 刘占妮 黄旭
受保护的技术使用者：青岛恩普环保设备有限公司
技术研发日：2021.12.31
技术公布日：2022/3/8