一种动态调整泥水平衡的泥浆循环装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及泥水平衡顶管施工技术领域，具体涉及一种动态调整泥水平衡的泥浆循环装置。
【背景技术】
[0002]港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道暗挖段采用“管幕+冻结法”施工，管幕的平均长度为257.927m/根，由36根Φ 1620mm管幕组成的管幕群，下穿环境保护要求极高、政治因素极为敏感的拱北口岸。暗挖段地质从上至下依次由填筑土、淤泥质粉质粘土、粉土、中细砂、淤泥质粉土、粉质粘土、砾砂等组成，具有软弱、饱和含水、水量补给丰富、高压缩性、高渗透性、承载力低的复杂特点，属典型的珠三角海陆相交互沉积地层。复杂地层顶管施工难度大，泥水平衡泥浆参数需要动态调整来适应相应地层，对控制地表沉降起关键性作用，能有效降低顶进时因土质变化带来的风险。
[0003]项目施工中通过两根试验管顶进发现，富水砂层中泥水平衡泥浆损失很大，很难形成有效的泥浆套使之达到泥水平衡，对土层沉降控制不力，需要及时补充膨润土保持泥浆黏度;富水粘土层泥水平衡泥浆损失很小，宜形成泥浆套，但采用原有砂层泥水平衡泥浆黏度大，极易对顶管机刀盘进渣口造成堵塞，使之不能排渣，顶力迅速升高，顶进速度下降，对设备的消耗较大，工效大幅降低，必须大大降低泥水平衡泥浆黏度才能正常顶进。施工中地质条件变化频繁，有时顶进不到2m地层就有极大变化，由砂层到粘土层、淤泥层，又变换为砂土层等，适应地层泥水平衡泥浆黏度变化大，需要停止顶进施工，在泥浆池配置好适应性泥水平衡泥浆后方可恢复顶进，然而一般泥浆池不能及时调整泥水平衡泥浆黏度，大大增加了顶管施工的风险，严重影响正常施工。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可连续不断地进行泥水平衡泥浆调整、保证顶管连续性、降低施工难度、降低施工风险的动态调整泥水平衡的泥浆循环装置。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:
[0006]—种动态调整泥水平衡的泥浆循环装置，包括循环电机、泥浆栗、泥浆配制搅拌桶、循环泥浆池和备用循环泥浆池，所述循环电机的输出端与所述泥浆栗水平连接;所述泥浆栗的进浆口分别通过钢管与所述泥浆配制搅拌桶、所述循环泥浆池以及所述备用循环泥浆池的底部相连通;所述泥浆栗的出浆口分别通过钢管与所述泥浆配制搅拌桶、所述循环泥浆池以及所述备用循环泥浆池的顶部相连通;所述泥浆配制搅拌桶上设有第一搅拌电机;所述循环泥浆池上设有第二搅拌电机。
[0007]作为优选，所述泥浆栗的进浆口与所述泥浆配制搅拌桶的底部之间的钢管上设有第一出浆球阀;所述泥浆栗的进浆口与所述循环泥浆池的底部之间的钢管上设有第二出浆球阀；所述泥浆栗的进浆口与所述备用循环泥浆池的底部之间的钢管上设有第三出浆球阀。
[0008]作为优选，所述泥浆栗的出浆口与所述泥浆配制搅拌桶的顶部之间的钢管上设有第一进浆球阀;所述泥浆栗的出浆口与所述循环泥浆池的顶部之间的钢管上设有第二进浆球阀；所述泥浆栗的出浆口与所述备用循环泥浆池的顶部之间的钢管上设有第三进浆球阀。
[0009]作为优选，所述泥浆配制搅拌桶为圆柱形，其直径为1.9米，高度为2米。
[0010]作为优选，所述备用循环泥浆池为长方体形，其长度为6米，宽度为4米，高度为2.5米。
[0011]作为优选，所述钢管的直径为10厘米;所述第一出浆球阀、第一进浆球阀、第二出浆球阀、第二进浆球阀、第三出浆球阀和第三进浆球阀的规格分别为DNl 00mm。
[0012]作为优选，所述泥浆栗的出浆口上设有电子流量计。
[0013]上述第一搅拌电机的工作参数为7.5KW，第二搅拌电机的工作参数为10KW;循环电机的工作参数为1KW，泥浆栗的工作参数为100m3/h。
[0014]上述诸多球阀的设置位置分别为钢管连接三通的分开处。
[0015]本实用新型的工作原理如下:
[0016]1、泥水平衡泥浆的快速搅拌配制
[0017]启动第一搅拌电机，在泥浆配制搅拌桶中配制适应当前地层土质的泥浆，按配比加入水和膨润土搅拌，打开第一出浆球阀和第一进浆球阀，启动泥浆栗和循环电机，快速搅拌均匀，最后第一搅拌电机和循环电机，检测黏度，泥水平衡泥浆配制完成。该方法通过泥浆栗循环搅拌桶里的浆液，达到了在最短时间内完成泥浆配制的目的，整个过程的泥浆流向如图2所示。
[0018]2、泥水平衡泥浆黏度相差较大时的配制过程
[00?9]当地层地质情况变化相对较大，如粘土土层到砂质土层或砂质土层到粘土土层，泥水平衡泥浆在泥水循环中黏度变化很大，利用本装置转移部分原有泥水平衡泥浆并迅速调整泥浆黏度参数，达到适应地层目的。
[0020]I)泥水平衡泥浆黏度由小到大的调整
[0021]①顶管施工中循环泥浆池的第二搅拌电机一直处于开启状态，保证循环泥浆池中泥水平衡泥浆均匀。
[0022]②转移存放部分泥浆:将循环泥浆池中的一半泥水平衡泥浆转移存放到备用循环泥浆池中。具体操作是只打开第二出浆球阀和第三进浆球阀，再启动循环电机和泥浆栗，使泥水平衡泥浆进入备用循环泥浆池存放，以便以后适用地层继续使用，节能环保，不浪费丢弃材料。整个过程的泥浆流向详见图3。
[0023]③使用原有泥水平衡泥浆加入膨润土制浆:打开第二出浆球阀和第一进浆球阀，再启动循环电机和泥浆栗，使泥水平衡泥浆进入泥浆配制搅拌桶，并开启第一搅拌电机，同时向泥浆配制搅拌桶中添加适当的膨润土进行充分搅拌。当泥浆配制搅拌桶中的泥浆到达总容量的5/6时，关闭动循环电机和泥浆栗，同时也关闭第二出浆球阀和第一进浆球阀。整个过程的泥浆流向详见图4。
[0024]④配制完成的泥水平衡泥浆转至循环泥浆池:泥水平衡泥浆搅拌均匀后打开第一出浆球阀和第二进浆球阀，再启动循环电机和泥浆栗，使配制完成的泥水平衡泥浆转至循环泥浆池。整个过程的泥浆流向详见图5。
[0025]⑤重复循环操作③、④步骤，一般在2?3个循环就可达到适应地质泥水平衡泥浆黏度，开始顶进施工。
[0026]⑥随着顶进施工的不断进行，泥水平衡泥浆不断被消耗，重复循环操作③、④步骤，保持泥水平衡泥浆黏度在可施工范围内。
[0027]2)泥水平衡泥浆黏度由大到小的调整
[0028]①顶管施工中第二搅拌电机一直处于开启状态进行搅拌，保证循环泥浆池中的泥水平衡泥浆均匀。
[0029]②将备用循环泥浆池中黏度小的泥水平衡泥浆导入循环泥浆池，具体做法是第三出浆球阀和第二进浆球阀打开，再启动循环电机和泥浆栗，使备用循环泥浆池中黏度小的泥水平衡泥浆导入循环泥浆池中。整个过程的泥浆流向详见图6。
[0030]③根据电子流量计的读数可导入适量黏度小的泥水平衡泥浆，导入结束后打开第二出浆球阀，再关闭第三出浆球阀，通过泥浆栗加快循环泥浆池中泥水平衡泥浆的搅拌，使之快速均匀。
[0031]④检测循环泥浆池中泥水平衡泥浆的黏度，若符合要求便可施工，若黏度稍大可将备用循环泥浆池中黏度小的泥水平衡泥浆再次导入循环泥浆池中调整;若黏度稍小可将泥浆配制搅拌桶中黏度大的泥水平衡泥浆导入循环泥浆池中调整。直至泥水平衡泥浆的黏度符合要求后方可施工。
[0032]3、泥水平衡泥浆黏度相差较小配制
[0033]当地层地质情况变化相对较小，且两种或两种以上土层混合，如粘土土层含有部分砂，砂层中还有部分粘土时，泥水平衡泥浆在泥水循环中性能有趋势性变化(黏度增大或减小)，此情况无需转移泥浆，根据泥浆融合性能，利用本装置快速配制泥浆使之与原泥浆融合，使之适用于现地层。
[0034]I)泥水平衡泥浆黏度由小到大的调整
[0035]①顶管施工中第二搅拌电机一直处于开启状态进行搅拌，保证循环泥浆池中泥水平衡泥浆均匀。
[0036]②使用原有泥水平衡泥浆加入膨润土制浆:打开第二出浆球阀