立体空间集成泥浆净化装置

一、成果（产品）的背景

在目前，我国逐步引入泥水平衡盾构系统，到目前为止已有36座城市向国家主管部门上报了城市轨道交通建设规划，总投资超过10720亿元。这些项目已经陆续从2011年开工建设。

与城市地铁、污水管网建设有关的泥水加压平衡式的盾构工程，在城市施工时会产生大量的污浆，如不能及时处理，不仅将影响工程施工进展，还会造成环境的严重污染，这在国内外的相应工程施工中都是如此。

欧、日等在泥水盾构施工技术发达的国家，普遍将泥浆的制备及回收处理系统作为标准装备。目前国内，现有泥水分离设备，占地面积大，材料用量大，能耗高。为了减小与国外公司产品在技术性能方面的差别，我公司新研发了ZX-1000立体集成式盾构泥浆净化处理系统。

本系统属基础建设和环境保护产品。主要应用于现代基础工程施工采取泥浆固壁、循环钻进工艺的大口径桩基工程、防渗墙工程及泥水盾构工程等基础工程中的污浆处理。属国家支持的新产品开发和新技术推广专题，是为节能环保、安全生产运行提供设备的技术进步项目。该产品的研发符合《当前国家重点鼓励发展产业、产品和技术目录》第二十五类：“建筑”中的第9项“地下工程盾构施工技术与装备制造”，为隧道掘进工程用的泥水加压平衡式盾构机提供配套的泥浆净化处理设备；也符合第二十七类：“环境保护和资源综合利用”中的第4项“废弃物综合利用”。

 二、改进前存在的问题

⑴泥水盾构施工场地有限，原来的泥水分离设备一字排开，设备占地面积大

⑵设备装机功率大，能耗高；

⑶一级和二级系统单独处理；

⑷整机噪音大。

三、应用创新方法解决问题的情况

1.运用TRIZ创新方法的矛盾原理，采用一组加强整体布局结构，力求紧凑，弱化管路布置来改进设计，做到空间立体布局设置，则损失一部分管路安装的便利，让管路走点弯路。

2.运用TRIZ创新方法三轴原理来分析系统的过去未来，在过去轴上找到旋流器处理细微颗粒需要预先作用，让底流口小一些，可以分离出更细更浓的底流浆液，有利于脱水筛的脱水干化。

3.运用TRIZ创新方法三轴原理来分析系统的过去未来，在未来轴上找到渣浆泵反转影响泵使用寿命和性能，故在泵的出口增加单向阀，只允许浆液向旋流器的方向运行，禁止在停机状态下，浆液反向回灌，导致叶轮反向，烧坏电机，影响泵的使用寿命。

4.运用TRIZ创新方法引入第三方低成本物质，减少底流收集斗的磨损，采用内衬橡胶的设计，不仅减小磨损，更减少维护时间，提高工效。

四、改进后产品主要性能对比

同样处理1000m³/h泥浆系统设备占地面积由原有256  缩到125.35m²，减少了51%；设备装机功率由原有的528KW降低到458KW，减少了13.26%。系统处理能力的设计裕量较大，一级、二级系统间可实现串、并联互换；整机设备噪音<70分贝；三套设备集成后处理能力为3000立方米每小时，且留有10%的能力富余量，能够满足一台φ15m超大直径盾构8环/天掘进进度的需要；进浆管路采用500mm通径，能够有效防止300mm的块状物堵管

一、新产品或新技术应用情况

（1）获得知识产品情况

（2）产品带来的社会效益、经济效益以及产业化前景等

ZX-1000立体集成式盾构掘进泥浆处理系统研究项目于2011年12月底在宜昌市科技局申请创新资金项目并于2012年5月在市科技局立项。于2012年12月完成样机试制，测试情况良好，达到了预设的1000m³/h。泥浆处理采用两级旋流处理工艺对泥浆进行分离分离精度及处理量均比普通旋流器大20%以上，达到相同分离精度和处理量时的能耗降低30%。能够与盾构机相配套；市场反响良好，得到了客户的认可，在此之后，大型的泥水平衡盾构掘进基本采用此技术。

五、产生的经济效益或社会效益

1. 解决了在泥浆处理设备长期依赖进口的矛盾，对提升我国盾构施工装备技术水平有较大的推动作用。

2.节能环保。它能对工程中产生的泥浆进行净化处理、循环使用和回收。

3.降低施工成本。设备能较大幅度提高施工效率，解决废浆排放的环境问题，减少废浆处理的成本。

4.该项目竞争优势明显，国内外市场潜力巨大，市场前景广阔。