地铁盾构机尾泥处理及再利用技术的研究

地铁盾构机尾泥处理及再利用技术的研究

谢建生  欧银峰  王钰琦  王明杰  唐正宝

中国建筑第八工程局有限公司，上海 200000

摘要：本文研究了地铁盾构机尾泥处理及再利用技术。通过对尾泥成分和性质的分析，探讨了尾泥处理的可行性和优化方法。，研究了尾泥的再利用技术，包括尾泥的资源化利用和环境友好型利用。通过实际案例和分析，验证了尾泥处理及再利用技术的可行性和效益。研究结果表明，采用先进的尾泥处理及再利用技术能够有效减少环境污染，提高资源利用效率，实现地铁盾构施工的可持续发展。

关键词：地铁盾构机；尾泥处理；再利用技术；环境友好型；资源化利用

1.引言

随着城市化进程的不断推进，地铁交通作为一种高效、环保的公共交通方式，得到了广泛的应用和发展。地铁盾构机作为地铁隧道施工的主要设备之一，通过地下推进方式实现了地铁隧道的快速建设。然而，在地铁盾构机施工过程中，会产生大量的尾泥，即盾构机切削土层后形成的混合物。这些尾泥含有大量的泥土、水分和其他杂质，对环境造成潜在的污染和资源浪费。

2.尾泥成分和性质分析

2.1 尾泥成分分析

尾泥是地铁盾构机施工中产生的一种混合物，其成分的分析对于尾泥的处理和再利用至关重要。尾泥的主要成分包括泥土、水分和其他杂质。泥土是尾泥的主要组成部分，其中含有不同颗粒大小的颗粒物质，如砂、粉砂、黏土等。水分是尾泥中的重要组成部分，其含量的多少直接影响着尾泥的流动性和处理方式。此外，尾泥中还可能含有各种杂质，如石块、树根、金属碎片等，这些杂质的存在对尾泥的处理和再利用带来了一定的挑战。

2.2 尾泥性质分析

尾泥的性质分析是了解其物理、化学等特性的重要手段。物理性质方面，尾泥的颗粒大小、颗粒形状、密度等参数对于尾泥的处理和再利用具有重要影响。例如，颗粒大小影响着尾泥的流动性和筛分效果；颗粒形状则影响着尾泥的稳定性和黏结性。此外，尾泥的流变性质，如黏度、流变曲线等，也需要进行详细的分析，以便为尾泥的处理工艺提供依据。

化学性质方面，尾泥中的有机物含量、固体含量和pH值等参数是进行性质分析的重要指标。有机物含量是衡量尾泥中有机质含量的指标，其高低直接关系到尾泥的稳定性和可再利用性。固体含量是尾泥中固体物质所占的比例，其高低会影响尾泥的浓度和流动性。pH值则是尾泥酸碱性的指示，对于尾泥的处理方法和再利用途径具有指导意义。

通过对尾泥成分和性质的详细分析，我们可以全面了解尾泥的组成和特性，为后续的尾泥处理和再利用工作提供科学依据。

3.尾泥处理技术

3.1 尾泥处理的可行性

尾泥处理的可行性是评估尾泥处理技术有效性和适用性的重要因素。在地铁盾构机施工过程中，大量的尾泥产生需要得到合理的处理，以避免对周围环境造成污染。尾泥处理的可行性主要包括技术可行性、经济可行性和环境可行性。

技术可行性方面，尾泥处理技术需要满足处理效果好、操作简便、设备可靠等要求。例如，采用物理处理方法如沉淀、过滤、离心等，可以有效分离尾泥中的固体物质和水分；采用化学处理方法如调节pH值、氧化还原等，可以改变尾泥的性质和稳定性。经济可行性方面，尾泥处理技术的成本需要控制在合理范围内，确保其在实际应用中具有可接受的经济效益。环境可行性方面，尾泥处理技术需要符合环保要求，避免对土壤、地下水和大气环境造成负面影响。

3.2 尾泥处理的优化方法

为了进一步提高尾泥处理效果和效率，需要不断探索和优化尾泥处理方法。优化方法可以包括工艺改进、设备改进和操作改进等方面。

工艺改进方面，可以通过调整处理顺序、改善处理条件等方式来提高尾泥处理效果。例如，采用多级过滤、反应器串联等工艺改进方法，可以有效去除更多的固体颗粒和杂质，提高尾泥的处理效率。

设备改进方面，可以通过引入新型设备和技术来提高尾泥处理的效果和效率。例如，采用高效离心机、压滤机等新型设备，可以快速分离尾泥中的水分和固体物质，提高尾泥的干化程度和资源利用效率。

操作改进方面，可以通过优化操作流程、加强培训等方式提高尾泥处理的操作效率和稳定性。例如，制定科学合理的操作规程，加强操作人员的技能培训，可以减少人为操作误差，提高尾泥处理的稳定性和可靠性。

通过对尾泥处理技术的可行性评估和优化方法的研究，可以为地铁盾构机尾泥的处理提供更加科学和有效的解决方案，实现尾泥的资源化利用和环境友好型利用。

4.尾泥再利用技术

4.1 尾泥的资源化利用

尾泥的资源化利用是实现可持续发展的重要环节。通过合理的处理和加工，尾泥可以转化为有价值的资源，为社会和经济带来实际效益。尾泥的资源化利用主要包括土壤修复、建筑材料制备和能源回收等方面。

土壤修复是尾泥资源化利用的一种重要方式。尾泥中含有丰富的有机质和养分，可以作为土壤改良剂用于农田土壤的改良和修复。通过将尾泥与土壤混合，可以提高土壤的肥力和保水保肥能力，改善土壤结构，促进植物生长。

尾泥还可以用于制备建筑材料，如砖块、砂浆和混凝土等。尾泥中的粒径适中的颗粒可以用作骨料替代传统的河砂或骨料，用于制备环保型建筑材料。这不仅减少了对自然资源的开采，还有效地减少了尾泥的排放和处理成本。

尾泥中的有机物含量较高，可通过适当的处理方法进行能源回收。例如，采用生物发酵或焚烧等技术，可以将尾泥中的有机物转化为生物质能源，如沼气或生物质燃料，用于供热或发电。

4.2 尾泥的环境友好型利用

尾泥的环境友好型利用是确保尾泥处理过程对环境影响最小化的重要目标。在尾泥再利用过程中，需要采取一系列措施来减少对环境的负面影响。

对尾泥进行充分的净化和处理，以确保其达到环境安全标准。采用物理、化学和生物等多种处理方法，可以有效去除尾泥中的有害物质和重金属污染物，使其符合环境保护要求。

在尾泥再利用过程中，需要遵循循环经济原则，最大程度地减少资源的消耗和废弃物的产生。通过精细化的尾泥处理工艺和高效的资源利用技术，可以实现尾泥的闭环利用，最大限度地减少对环境的负担。

尾泥再利用过程中需要考虑生态保护和景观美化的因素。例如，在尾泥用于土壤修复时，可以结合植被恢复和生态景观规划，营造良好的生态环境。

通过尾泥的资源化利用和环境友好型利用，可以实现尾泥的最大化利用价值和最小化环境影响，为城市建设和环境保护提供可持续发展的解决方案。

5.结论

尾泥处理和再利用是地铁盾构机施工过程中的重要环境管理问题。通过合理选择和应用尾泥处理技术，可以有效去除尾泥中的固体物质和有害物质。尾泥的再利用可以实现资源的最大化利用，为社会和经济带来实际效益。然而，尾泥处理和再利用过程中需要考虑环境友好型利用的原则，制定管理策略和监测方法，以确保其安全有效的实施。通过我们的研究，我们对尾泥处理和再利用提供了一些有益的启示和建议，为地铁工程的可持续发展提供了一定的参考和指导。希望我们的研究能够为相关领域的学者和从业者提供有价值的信息，推动尾泥处理和再利用技术的进一步发展和应用。

参考文献：

[1].姜洪亮,孔纲强,邓华锋等.盾构尾泥的一种固化改良新方法对比试验研究[J/OL].工程地质学报,1-11[2024-03-04].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3249.p.20231106.1004.002.html.

[2].李义华,周兆勇.泥水盾构富水砂层带压进仓地层气密性封堵技术[J].建筑机械化,2013,34(11):79-82.

[3].闭东民.废弃口罩加筋盾构尾泥固化土的力学特性试验研究[D].三峡大学,2023.