[发明专利]一种地铁盾构渣土烧结砖及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及地铁盾构渣土处理领域，特别涉及一种地铁盾构渣土烧结砖及 生产方法。

背景技术

在地铁建设过程中产生大量的盾构渣土，盾构机在开挖隧道施工过程中， 将排出大量盾构渣土。同时为保证土压平衡，将开挖面开挖下来的土体，依据 地下水及土壤含水率、塑性指数、粒度等不同，掺加一定量的矿物类膨润土(如 粘土、蒙脱土制浆)、表面活性剂(钠如AES)，在压力舱内调整成一种“塑性 流动状态”，以便于顺利输送至地面。盾构渣土因为添加了一定成份的活性材料 形成废土。一方面未经处理的大量盾构渣土无法安全填埋与应用，另一方面各 地均禁止随意开采利用粘土生产砖、陶瓷、陶粒等建筑材料。

目前，为了解决上述问题，需要对盾构渣土进行无害化处理。将盾构渣土 经渣浆分离、存池搅拌(陈化)、预处理、添加专用药剂并再行压滤后，形成达 排放标准的盾构干化土及可循环利用的中水，盾构干化土含水率可达40％以下， 表面活性剂等高分子聚合物去除率可达98％以上。盾构干化土及固体废渣一般 是输送至填埋场进行填埋处理。

由于盾构干化土不同于一般土壤，盾构干化土主要化学成份包括Sio2、 Ai2o3、Fe2o3、Cao、Mgo、So3及重金属如Cu、Pb、Cr及等，盾构干化土主 要化学成份矿物组成含量高低，决定了盾构干化土的应用方向、产品性能与生 产工艺。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种地铁盾构渣土烧结砖及生产方法，以解决了地 铁盾构渣土处理难题，实现资源的循环利用，使盾构渣土资源化、无害化、减 少地铁施工固废的排放。

一方面，本发明提供了一种地铁盾构渣土烧结砖，至少由盾构干化土、盾 构固渣、煤矸石原料压制成型烧结而成。

进一步地，各原料重量配比：盾构干化土65～80％、盾构固渣10～30％、 煤矸石15～25％。

另一方面，本发明提供了一种地铁盾构渣土烧结砖生产方法，包括以下步 骤：

步骤1：将盾构干化土65～80％、盾构固渣10～30％、煤矸石15～25％， 按重量配比搅拌均匀；

步骤2：将步骤1中的混合原料压制成砖坯；

步骤3：将步骤2中的砖坯入窑炉烧结，得到地铁盾构渣土烧结砖。

进一步地，在步骤1中，将盾构渣土进行无害化处理得到盾构干化土和盾 构固渣，盾构干化土利用自然摊铺晾晒的方式，降低含水率及塑性指数Ip，使 盾构干化土含水率控制在12～14％；盾构固渣经破碎形成机制砂，盾构固渣的 粒径不超过2mm；按重量配比搅拌均匀后，再进行机械碾压工艺形成混合原料。

进一步地，在步骤2中，制成砖坯后进行干燥处理。

本发明解决了地铁盾构渣土处理难题，实现资源的循环利用，使盾构渣土 资源化、无害化、减少地铁施工固废的排放。产品质量完全满足GB/T5101-2003 《烧结普通砖》相关要求，特别是对于尺寸偏差与外观质量，和传统烧结砖、 页岩砖对比，表面平整无弯曲变形，外形美观，尺寸规则，优等品率达95％以 上；其中，强度可达18-25MPa，冻融试验后，质量损失小于1％，无明显变形、 泛霜情况发生。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征 可以相互组合。下面结合实施例来详细说明本发明。

盾构渣土基本组成分为三相，即固相(土粒)、液相(含水)与气相(空隙)。 盾构渣土产生于地铁沿线地下深处挖掘(依据功能、地质不同，一般在地下20m 左右)，土壤没有经过污染，故重金属一般不会超过限值。由于地质情况、开工 方式(明挖或暗挖)、开挖深度不同，每个城市、每条线、每个区间标段甚至每 两车之间的盾构渣土，物理化学成份均不完全相同。经选取长沙地铁三号线某 两站点在开挖前原土物理性能对比如下表1：

表1：原土地勘报告主要物理力学指标表

经多轮次对不同时间、各站点渣土处理场所未经处理有害渣土进行固物成 份、基本物理性能分析，结果统计如下：

表2：未经处理渣土基本组成及主要物理指标(范围)分析

通过上述对比结论可知，同条线相同地质层之间数据差异非常大。具体到 实际施工过程中，由于开挖深度至不同地质层、施工方式决定了是否添加膨润 土、活性剂，场地二次转运与堆放方式，造成盾构渣土实际成份(物理及化学) 离散性极大。