本發明涉及盾構渣土資源化，特別涉及一種利用盾構渣土制備同步注漿材料的系統及方法。

背景技術：

1、在地鐵、隧道等地下工程建設中，盾構施工是一種廣泛應用的技術。然而，在盾構施工過程中會產生大量的渣土，這些渣土通常被視為廢棄物。隨著城市化進程的加快和地下工程規模的不斷擴大，盾構渣土的產生量也日益增加。這些大量堆積的盾構渣土不僅對環境造成了嚴重的污染問題，還浪費了寶貴的土地資源，給社會和生態環境帶來了巨大的壓力。

2、目前，對于盾構渣土的處理主要依賴于傳統的填埋、填土或用作建筑材料等方式。然而，這些方法存在諸多問題，難以滿足現代社會對環境保護和資源高效利用的需求：

3、土地資源占用問題：

4、填埋是盾構渣土最常見的處理方式之一。然而，填埋需要占用大量的土地資源，尤其是在土地資源緊張的城市地區，這種方式顯得尤為不經濟。此外，填埋場地的選擇受到嚴格限制，一旦選址不當，可能引發地質災害或對周邊環境造成二次破壞。

5、環境污染風險：

6、盾構渣土中含有一定量的化學物質（如重金屬離子、有機物等），如果直接填埋或堆放，可能會滲入地下水或土壤中，導致水體和土壤污染，進而威脅生態系統和人類健康。此外，露天堆放的渣土還可能因風吹雨淋產生揚塵或泥漿，進一步加劇空氣和水源的污染。

7、工程質量不穩定：

8、盾構渣土的物理和化學性質與傳統填土或建筑材料存在顯著差異。例如，盾構渣土顆粒的粒徑分布范圍廣，且具有較強的團聚性，這使得其在直接用于填土或建筑材料時容易出現均勻性和穩定性問題。這些問題可能導致工程質量下降，甚至引發安全隱患。

9、資源浪費問題：

10、盾構渣土本質上是由土壤、巖石、砂石等天然材料組成，經過適當處理后完全可以成為一種寶貴的資源。然而，傳統的處理方式往往忽視了這一點，未能充分挖掘盾構渣土的潛在價值，導致資源的極大浪費。

技術實現思路

1、為了解決上述問題，本發明提出了一種利用盾構渣土制備同步注漿材料的系統及方法，旨在通過科學合理的工藝流程，將盾構渣土轉化為可用于地基加固、隔水層處理等領域的高質量注漿材料，這種方法不僅可以有效減少盾構渣土對環境的污染，還能提高資源的利用率，為地下工程的綠色施工提供新的解決方案。

2、本發明采用的技術方案為：

3、一種利用盾構渣土制備同步注漿材料的系統，該利用盾構渣土制備同步注漿材料的系統包括攪拌倉，與攪拌倉管路連接的若干物料倉和若干添加劑倉；若干物料倉分別存儲不同類別的原材料，若干添加劑倉分別存儲不同類別添加劑，物料倉和添加劑倉通過管路將原材料及添加劑輸送至攪拌倉內；攪拌倉內設有電動攪拌組件，其通過電動攪拌組件對原材料與添加劑進行攪拌混合形成注漿材料，注漿材料由攪拌倉的底部一側排出。

4、進一步，所述攪拌倉為中空圓柱體結構的拌漿桶，拌漿桶的頂部及頂部周側外壁上設有若干進料管接頭，其底部一側設有出漿管道，管接頭和出漿管道與拌漿桶內部連通。

5、進一步，所述電動攪拌組件為多組，每組電動攪拌組件均包括固定安裝于拌漿桶外頂部的驅動電機，以及位于拌漿桶內部與驅動電機連接的攪拌器；攪拌器包括轉動安裝于拌漿桶內的攪拌桿，攪拌桿的頂端與驅動電機固定連接，攪拌桿上安裝有呈螺旋線的攪拌葉片。

6、進一步，所述拌漿桶上還安裝有振搗器，振搗器的振搗電機固定安裝于拌漿桶外頂部，振搗器的振搗棒位于拌漿桶內，其頂部與振搗電機連接。

7、進一步，所述物料倉包括第一物料倉、第二物料倉、第三物料倉、第四物料倉、第五物料倉和第六物料倉；所述添加劑倉包括第一添加劑倉和第二添加劑倉；若干物料倉圓周布設于攪拌倉上方，若干添加劑安裝于攪拌倉的頂部；

8、各物料倉和各添加劑倉均為中空圓柱體結構，且底部中心處設有出料管接頭，頂部中心處設有進料管接頭，各物料倉的出料管接頭均通過一物料運輸管與攪拌倉連接，各添加劑倉通過出料管接頭與攪拌倉連接。

9、進一步，各物料倉和各添加劑倉的出料管接頭處設有第一球形自動開關閥門；拌漿桶的出漿管道處設有第二球形自動開關閥門。

10、進一步，該利用盾構渣土制備同步注漿材料的系統還包括plc控制器和稱重單元；所述拌漿桶放置于稱重單元上，稱重單元為電子秤；所述plc控制器與稱重單元、電動攪拌組件的驅動電機、第一球形自動開關閥門和第二球形自動開關閥門電性連接。

11、一種利用盾構渣土制備同步注漿材料的方法，該方法基于上述的利用盾構渣土制備同步注漿材料的系統，包括以下步驟：

12、步驟1，第一物料倉、第二物料倉、第三物料倉、第四物料倉、第五物料倉、第六物料倉分別分裝不同的原材料，依次分裝盾構渣土、水泥、粉煤灰、砂、水、鈉基膨潤土；第一添加劑倉、第二添加劑倉分別分裝不同的添加劑，依次分別分裝減水劑、絮凝劑；

13、步驟2，物料倉按照第一至第六的順序依次向攪拌倉注入原材料，每個物料倉注入過程中稱重單元將信號反饋給plc控制器，以控制球形自動開關閥門，保證各類原材料注入百分比正確；

14、步驟3，原材料注入結束后，plc控制器根據稱重單元反饋的數據按需控制添加劑倉注入添加劑；

15、步驟4，plc控制器控制多組電動攪拌組件的驅動電機，使電動攪拌組件對原材料與添加劑進行攪拌混合形成注漿材料，在拌漿過程中間接性啟動振搗器對注漿材料進行振搗；

16、步驟5，在拌漿結束后plc控制器控制出漿管道處球形開關閥門開啟，將攪拌倉內的注漿材料通過出漿管道輸送至盾構機注漿管。

17、進一步，所述減水劑采用減水效率?20%-25%的聚羧酸減水劑，絮凝劑采用羥乙基纖維素。

18、進一步，所述注漿材料的水的質量與膠凝材料總質量的比值為1.3:1；原材料中各組分占固體部分總質量的重量百分比為：水泥9.3%，粉煤灰18.5%，鈉基膨潤土2.3%，中砂27.8%，渣土41.7%，減水劑0.3%，絮凝劑0.1%。

19、本發明的有益效果是：

20、1.減少環境污染：避免填埋和堆放帶來的土地、水源和空氣污染問題。封閉式自動化系統處理渣土，減少揚塵和泥漿對環境的影響。

21、2.節約土地資源：減少對填埋場地的需求，緩解城市土地資源緊張問題。提高土地利用效率，將渣土轉化為工程可用材料。

22、3.提高工程質量：優化注漿材料性能，確保均勻性和穩定性，滿足地基加固、隔水層處理等工程需求。解決盾構渣土粒徑分布廣、團聚性強的問題，提升施工質量。

23、4.提高資源利用率：實現盾構渣土的高效資源化利用，推動循環經濟發展。減少其他原材料使用量，節約資源，降低生產成本。

24、5.自動化程度高，操作便捷：plc控制器與稱重單元結合，精準控制物料配比，保證注漿材料質量。多組攪拌器和振搗器協同工作，提高生產效率，降低人工操作復雜性。

25、6應用前景廣泛：同步注漿材料適用于地鐵、隧道、橋梁等多種工程場景，特別是在地基加固和隔水層處理中表現優異。符合綠色施工理念，助力環保型工程建設。

26、7經濟效益顯著：降低盾構渣土處理成本，減少填埋費用和運輸開支。創造經濟價值，將渣土轉化為建筑材料，減少對外購材料的依賴。

27、8.社會效益突出：推動可持續發展，減少資源浪費和環境污染，助力生態文明建設。填補技術空白，促進行業技術進步，為地下工程施工提供創新解決方案。

28、綜上所述，本發明通過資源化利用盾構渣土，制備高質量同步注漿材料，在環境保護、資源節約、工程質量提升等方面優勢顯著，兼具經濟效益和社會效益，具有廣闊的應用前景和推廣價值。