[发明专利]一种利用地铁盾构土配置烧结普通粘土砖的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及地铁盾构渣土处理领域，特别涉及一种利用地铁盾构土配置烧 结普通粘土砖的生产方法。

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，本发明提出一种利用地铁盾构土配置烧结普通粘土砖的生产方 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，本发明提供了一种利用地铁盾构土配置烧结普通粘土砖的生产方 法，包括以下步骤：

步骤1：将盾构渣土进行无害化处理得到盾构干化土和盾构固渣，确保经 过无害化处理后的盾构干化土达环保标准要求；

步骤2：对盾构干化土进行化学成分析，掺加盾构固渣和煤矸石，按重量 配比搅拌均匀；使混合原料达到如下要求：

Sio2含量取值范围为55～70％；

Ai2o3含量取值范围为10～25％；

Fe2o3含量取值范围为5～100％；

Cao含量小于5％；

So3含量小于0.5％；

含水率Wo取值范围为12～14；

塑性指数Ip取值范围为8-12；

不均匀系数CU、曲率系数Cc满足CU≥5，且3≥Cc≥1；

极限粒径不大于2mm；

步骤3：将步骤2中的混合原料压制成砖坯；

步骤4：将步骤3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2中，盾构干化土、盾构固渣、煤矸石原料在按重量比 例混合搅拌之前，原料首先经过破碎，破碎后的粒径不超过2mm；混合搅拌后 再进行机械碾压工艺形成混合原料。

进一步地，在步骤3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