泥水盾构工程尾水处理利用技术研究综述
Review of Tailwater Treatment and Utilization Technologies in Slurry-Shield Tunneling
DOI: 10.12677/ojtt.2025.145061, PDF,    国家自然科学基金支持
作者: 龙浩宇:河海大学里尔学院,江苏 南京;钱勇进, 杨亦文:河海大学土木与交通学院,江苏 南京
关键词: 泥水盾构泥浆盾构尾水处理利用Slurry-Shield Tunneling Slurry Shield Tailwater Treatment Utilization
摘要: 泥水盾构掘进过程中产生大量的废弃泥浆,废弃泥浆的处理过程中减量化处理后产生大量尾水。在工程施工环保化要求下,对泥水盾构尾水处理利用技术进行分析及总结具有重要的意义。从泥水盾构尾水的分类及基本性质出发,按产生方式将盾构尾水分为含石灰尾水、含絮凝剂尾水和掺入地下盐水或海水的尾水3种类型,重点分析了三类盾构尾水的主要性质。认为盾构尾水的处理核心为无害化,其主要处理方法有自然沉淀分解处理、化学中和处理、反渗透膜处理等,目前最常用的仍是自然沉淀分解处理和化学中和处理。盾构尾水利用的主要方式有盾构泥浆用水、场地清洁及抑尘用水、胶凝材料养护用水等。目前泥水盾构尾水的处理利用主要存在产生量大且处理效率低、处理后的尾水利用难、尾水处理的新技术少等问题,未来我国的盾构尾水处理利用仍有较大的研究及发展空间。
Abstract: In slurry-shield tunneling, large volumes of waste slurry are generated, and the volume-reduction treatment of this waste slurry produces substantial amounts of tailwater. Given the stringent environmental protection requirements in construction projects, analyzing and summarizing the technologies for treating and utilizing slurry-shield tailwater is highly important. Based on their generation mechanisms, tailwater from slurry-shield tunneling can be classified into three types: lime-containing tailwater, flocculant-containing tailwater, and tailwater mixed with underground brine or seawater. The main properties of each type are analyzed. The core objective of tailwater treatment is to render the tailwater harmless. The primary treatment methods include natural sedimentation (with decomposition), chemical neutralization, and reverse osmosis (RO) membrane treatment. Currently, natural sedimentation and chemical neutralization remain the most commonly used methods. Treated tailwater can be reused in several ways, including recycling it as slurry makeup water for the shield machine, using it for site cleaning and dust suppression, and employing it for curing cementitious materials. However, current tailwater treatment and utilization face challenges such as the large volume generated, low treatment efficiency, difficulty in reusing the treated tailwater, and a lack of innovative treatment technologies. Therefore, significant research and development efforts remain necessary in China to improve tailwater treatment and utilization in slurry-shield tunneling.
文章引用:龙浩宇, 钱勇进, 杨亦文. 泥水盾构工程尾水处理利用技术研究综述[J]. 交通技术, 2025, 14(5): 617-623. https://doi.org/10.12677/ojtt.2025.145061

参考文献

[1] 郭信君, 闵凡路, 钟小春, 等. 南京长江隧道工程难点分析及关键技术总结[J]. 岩石力学与工程学报, 2012, 31(10): 2154-2160.
[2] 张智博. 南京长江隧道大型泥水盾构施工风险分析及对策[J]. 探矿工程(岩土钻掘工程), 2011, 38(6): 65-69.
[3] 许满吉. 南京长江隧道泥浆处理技术分析[J]. 铁道建筑技术, 2012(11): 70-72.
[4] 黄宏伟, 彭铭, 胡群芳. 上海长江隧道工程风险评估研究[J]. 地下空间与工程学报, 2009, 5(1): 182-187.
[5] 原华, 张庆贺, 胡向东, 等. 大直径越江盾构隧道各向异性渗流应力耦合分析[J]. 岩石力学与工程学报, 2008(10): 2130-2137.
[6] 余暄平, 沈永东, 凌宇峰, 等. 上海长江隧道工程盾构施工技术[J]. 上海建设科技, 2007(4): 47-50+53.
[7] 肖明清, 姚捷, 黄盾, 等. 广深港高铁狮子洋隧道列车所致环境振动实测研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2013, 32(S2): 3527-3534.
[8] 陈馈, 冯欢欢. 武汉三阳路公铁合建超大直径盾构隧道设计方案研究[J]. 现代隧道技术, 2014, 51(4): 168-177.
[9] Wang, Z., Ding, W., Zhu, Z., Liu, R., Wang, C., Yu, W., et al. (2022) Experimental Study on Rheological Behaviors of Na-Bentonite Slurries under Seawater Intrusion. Construction and Building Materials, 357, Article 129369. [Google Scholar] [CrossRef
[10] 张亚洲, 夏鹏举, 魏代伟, 等. 南京纬三路过江通道泥水处理及全线路废弃土再利用技术[J]. 隧道建设, 2015, 35(11): 1229-1233.
[11] Qin, S., Zhou, W.H. and Xu, T. (2023) Effects of Seawater on the Infiltration Behavior of Bentonite Slurry into Sand. Construction and Building Materials, 371, Article 130759. [Google Scholar] [CrossRef
[12] 罗国兵. 水体化学需氧量的检测方法[J]. 岩矿测试, 2013, 32(6): 860-874.
[13] 李国刚, 王德龙. 生化需氧量(BOD)测定方法综述[J]. 中国环境监测, 2004(2): 54-57.
[14] 张旭坡. 狐尾藻—微生物膜深度处理城镇污水厂尾水试验研究[D]: [硕士学位论文]. 石家庄: 河北科技大学, 2018.
[15] 陈莉荣, 李玉梅, 杜明展. 改性粉煤灰吸附稀土废水中的氨氮[J]. 环境工程学报, 2013, 7(2): 518-522.
[16] 黄海明, 晏波, 陈启华, 等. 化学沉淀法去除稀土废水中氨氮试验[J]. 环境化学, 2008(6): 775-778.
[17] 秦方方. 济南市黄岗路穿黄隧道总体设计与关键技术[J]. 城市道桥与防洪, 2024(6): 138-144+20-21.
[18] 苏清贵, 翟志国, 邓亨义. 泥水盾构施工废弃泥浆的环保处理技术[J]. 隧道建设, 2012, 32(S2): 222-226.
[19] 梅振斌, 韩俊. 基于空铁联运背景的综合交通枢纽设计研究——以广州白云机场T3项目为例[C]//中国铁道学会, 西南交通大学, 中铁二院工程集团有限责任公司. 第三届中国铁路发展论坛学术论文集. 北京: 中国铁道出版社, 2022: 182-190.
[20] Cui, W., Liu, D., Song, H.F., et al. (2020) Experimental Study of Salt-Resisting Slurry for Undersea Shield Tunnelling. Tunnelling and Underground Space Technology, 98, Article 103322. [Google Scholar] [CrossRef