中铁十四局南京和燕路过江通道南段A2标项目部 江苏南京 210043
摘要：本工程盾构法隧道左线长度约为2966m，盾构隧道穿越八卦洲及长江段以砂土层为主，江南段为上软下硬、全断面岩层、破碎带、岩溶区等地层，强度差异大。从泥水分离设备脱水筛分离出大于74um小于3mm的颗粒通过皮带机直接排入外排回浆池，通过渣浆泵打到船上沉淀，清水抽回循环利用，泥土船运卸土点。预筛筛分≥3mm的大颗粒通过导流槽存放在渣土存放区，再由球磨机磨碎排入回浆池。不受雨雪天气影响，以及城市渣土外运限制，顺利出渣对大盾构掘进至关重要。
关键词：工程概况 场地布置 皮带输送机 球磨机制砂
1、前言：
在现代文明城市建设施工过程中，安全文明是建筑工地的必要条件。由于盾构法施工是安全快速的一种工法，被好多施工单位所采用，但是城市里盾构法施工面临出渣难，环保要求高，施工场地受限制等原因，严重影响盾构机掘进，本项目采用的渣土外排技术大大解决了出渣难问题，对以后的工程施工有借鉴作用。
2、工程概况
本工程位于位于长江大桥和长江二桥之间，距离上游长江大桥约7.4公里，距离下游长江二桥约2.7公里。盾构段的起止里程为ZK1+726～ZK4+690.957，全长2964.957m。本工程采用一台直径15.07米海瑞克泥水平衡盾构机掘进，从八卦洲始发，穿越长江后，于江南接收井接收。
2.1工程地质
本工程穿越地层复杂多变，其中八卦洲及长江段以砂土层为主，江南段为上软下硬、全断面岩层、破碎带、岩溶区等地层，强度差异大，隧道埋深大、水压高，施工风险极高。
2.2 外排场地布置
盾构渣土外排自脱水筛筛分的泥浆通过皮带机输送到外排回浆池，通过5个高压水枪稀释冲洗（由两台132kw清水泵供水一备一用）；再由两台280kw渣浆泵一备一用通过外排管路过渣土场后方——1#接力泵——新生河——双柳河路——合新村2#接力泵一台280kw泥浆泵——环州路码头子堤3#接力泵一台280kw泥浆泵——打到船上沉淀后，清水抽回3级沉淀池循环利用，泥土拉到安徽宣城市水阳镇弃土场。
输泥管路全长约2.6km，其中河道管理范围内管道长约850m。共3根DN350管路（一备一用一回浆）并排布置。输泥管路在八卦洲内沿地表铺设，收集泥浆地点在左汊夹江洲头位置设置趸船，在浦仪公路施工码头上游约250m位置处。盾构土方外运输泥管道平面位置图见1（河道管理范围内）
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图1盾构土方外运输泥管道平面位置图（河道管理范围内）
2.3外排回浆池
本工程外排回浆池泵坑长7.3米，宽12.6米，高3.66米，泵坑有渣浆泵280kw/315kw（一备一用预留口dn400）。
回浆池长16.5米，8.5米处设置冲洗架子，平均分布5杆全自动控制高压水枪冲洗，保证回浆池内无死角，将沉底泥浆吸入管道。（泵吸口4米深，最高处1.5米，坡度3-5度）外排回浆池见图2。
2.4 外排清水池
由于场地限制清水池呈三角形状（26米，35米，32米，）深4米。清水泵坑深2.4米，地面墙高1.1米，长5.45米，宽5.15米外排用清水池2台132kw（一备一用预留口dn300）
2.5 外排沉淀池
本工程设置三级沉淀池，沉淀池采用放坡的方式，坡顶土体夯实，并设置护栏围护，外侧边坡种植草皮，坡底设置水沟。
3、泥水分离系统、球磨机介绍
本工程配套“XSⅡ-3000/20 泥水处理设备 ”原先在京张项目和苏通项目所使用，经过返厂维修和更换配件应用于本项目，还配置了皮带输送机和改进导渣板翻板，分别做以下简介。
3.1 皮带输送机
本工程泥水分离设备配置了皮带输送机，从脱水筛筛分的泥土通过皮带机输送外排池，对比其他项目传统的渣土外运方式更环保，更经济。
3.2导渣板翻板
本工程对脱水筛导渣板改进，设置的翻板可以在皮带机故障后，脱水筛依然可以正常出渣，从而不会影响盾构机推进。
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图2外排回浆池
3.3 球磨机制砂
球磨机机最大处理量为30-60m2/h，它是水平的筒体，由进出料空心轴、磨头、上料斗、皮带输送机、筛沙机、等部分组成。筒体为长的圆筒，筒内装有研磨体，筒体为钢板制造，有钢制衬板与筒体固定，研磨体一般为钢制圆球，并按不同直径和一定比例装入筒中，根据研磨物料的粒度加以选择，物料由球磨机进料端空心轴装入筒体内，当球磨机筒体转动时候，研磨体由于惯性和离心力作用，摩擦力的作用，使它附在筒体衬板上被筒体带走，当被带到一定的高度时候，由于其本身的重力作用而被抛落，下落的研磨体像抛射体一样将筒体内的物料给击碎成细砂满足盾构机盾尾填充拌制砂浆使用要求（颗粒洁净且粒径小于5mm以内，含泥量≤2%以内等硬性指标），本项目盾构机在岩层中每推进一环使用细砂量为1150Kg/方*大约120方≈138方（环），138方/环*120元/方=16560元。
4、总结
盾构每环出渣计算：每环干渣量：Q渣=L*πr2=2*3.14*7.5352=356.55方
渣土外排技术利用管道运输，泥浆泵流量达1600m3/h，只需管理好设备，即可满足盾构掘进。渣土外排前期工作准备充分后，后期运行施工非常顺利，能高效完成盾构掘进渣土外排作业。
而传统的渣土外运方式在当今高环保要求下是寸步难行，拉土价格在某些工程存在高价低效现象，拉土车每车20-30方，每推进一环得拉11-17车，稍不注意超载或泥浆遗留道路就被交警扣车，道路环卫沿着泥浆直接找到项目部，对项目部影响非常不好，阻碍盾构掘进。
5、结束语
渣土外排技术已经在本项目中高效应用，为以后的越江跨海盾构项目的渣土处理提供了经验与技术支持，也是加快施工进度，优质、高效、环保处理渣土的重要途径。
参考文献：
{1}《江苏省建设项目占用水域管理办法》（2013年3月1日起施行）
{2}《和燕路渣土外运施工通航安全保障方案》
{3}《和燕路过江通道南段工程A2标施工组织设计》