用于對高含水率淤泥及新吹填土進行排水固結(jié)的排水系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于對高含水率淤泥及新吹填土進行排水固結(jié)的排水系統(tǒng)，屬于疏浚超軟土技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]排水固結(jié)法是一種重要的軟土地基處理方法，該方法通過在軟土中布設(shè)豎向和橫向的排水體，縮短水由土體滲流排出的距離，再結(jié)合真空或堆載等方式使土體中的水在負壓或超靜孔壓的作用下流出土體，從而達到固結(jié)土體、增加土體強度的目的。在此方法中，水平排水體和豎向排水體的布設(shè)是影響處理效果的關(guān)鍵因素。目前，豎向排水體常用的材料有砂或碎石粧、砂袋、塑料排水板等，而水平排水體一般采用砂墊層。
[0003]由于排水固結(jié)法具有處理成本低、施工方法簡單等特點，所以在土木、交通等工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。不少研宄及工作人員將該方法用于處理高含水率淤泥、新吹填土等超軟土。但由于淤泥、新吹填土等的含水率往往高于液限，處于流動狀態(tài)，強度極低，因而在運用排水固結(jié)法處理時常遇到兩個難題:一是由于淤泥強度極低，砂墊層施工時，砂顆粒會陷入淤泥中，難以形成連續(xù)的砂墊層；二是傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)是先在軟土中打設(shè)豎向排水體，再鋪設(shè)水平排水體(一般是砂墊層)，但因為超軟土的含水率太高，其表面承載力幾乎為零，施工人員在其表面打設(shè)豎向排水體時非常困難，因此施工效率很低。
[0004]另外，公路建設(shè)、港口建設(shè)、圍海造地等各種工程建設(shè)日益增多，所以對砂的需求也急速增加，砂資源日益成為緊缺資源，這必然導(dǎo)致在排水固結(jié)使用砂墊層處理超軟土?xí)r施工成本的增加?？紤]到難以在高含水率淤泥、新吹填土等超軟土表面布設(shè)砂墊層的因素，一些研宄者提出采用無砂墊層的方法進行排水固結(jié)，即僅在超軟土中設(shè)置豎向排水體，而表層的砂墊層采用一層透水的土工材料，如無紡布、土工格柵等代替。然而在實際工程中，取消砂墊層的排水固結(jié)效果卻不盡人意，比如天津臨港工業(yè)區(qū)某吹填淤泥試驗場地和溫州某新近吹填淤泥處理工程中，淤泥強度增長緩慢。
[0005]另一方面，作為農(nóng)產(chǎn)品主要廢棄物之一的秸桿處置問題日益嚴峻。目前全世界每年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的秸桿為1000億?2000億噸，中國每年有近6億噸秸桿，而被利用的不足2000萬噸，約97%的秸桿被焚燒、堆積和遺棄，這對環(huán)境造成了極大的破壞。據(jù)報道，近年來我國近一半國土被霧霾覆蓋，其中104個城市屬于重污染，而導(dǎo)致霧霾天氣的一個重要原因與農(nóng)村秸桿的焚燒相關(guān)。例如，2008年10月28?29日南京及周邊地區(qū)發(fā)生了一次嚴重的空氣污染事件，PM10、CO、S02等大氣污染物濃度急劇增高，通過地面空氣污染監(jiān)測資料、衛(wèi)星遙感火點監(jiān)測資料、氣象觀測和NCAR/NCEP再分析資料及氣流后向軌跡模的結(jié)果表明，蘇中、蘇北地區(qū)秸桿焚燒產(chǎn)生的大氣污染物向南京及周邊地區(qū)輸送是導(dǎo)致這次空氣污染的罪魁兇手。在秸桿資源化利用方面，國內(nèi)外已逐步重視將秸桿運用于地基處理中，主要集中在以下幾個方面:I)將將秸桿編織物被應(yīng)用于邊坡、堤壩和垃圾填埋場等工程的臨時固坡；2)將秸桿制作成秸桿棒或秸桿輥等用于解決邊坡臨時沉降控制和臨時邊坡侵蝕防護等問題中；3)將大麥秸桿等用于加筋粘性土和砂土 ；4)將稻秸桿被應(yīng)用于Kuttanad黏土加固改良之中；5)將秸桿進行防腐處理后用于加筋固化濱海鹽漬土中；6)摻入麥秸桿的灰土制作簡易的泄水槽用于公路路基排水。但目前尚未發(fā)現(xiàn)充分利用秸桿材料，將水平秸桿料和豎向秸桿料連成一個整體排水系統(tǒng)，用于對高含水率淤泥及新吹填土等超軟土進行排水固結(jié)的報道和論文出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型要解決技術(shù)問題是:提供一種不但可以解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中秸桿污染的問題，而且可以降低對高含水率淤泥及新吹填土等超軟土進行排水固結(jié)的施工成本并能夠大幅提尚施工效率的新型排水系統(tǒng)。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出的技術(shù)方案是:一種用于對高含水率淤泥及新吹填土進行排水固結(jié)的排水系統(tǒng)，其特征在于:包括鋪設(shè)在淤泥或新吹填土上的秸桿毯、插入淤泥或新吹填土中的秸桿輥，所述秸桿毯和秸桿輥固定連接形成整體的排水系統(tǒng)；所述秸桿毯是以秸桿編織制成的毯狀物，所述秸桿輥是以土工布袋包裹秸桿制成的輥狀物。
[0008]本實用新型所提出的排水系統(tǒng)，充分發(fā)揮了農(nóng)產(chǎn)品廢棄物秸桿材料的高滲透特性，將其應(yīng)用于超軟土排水固結(jié)，具有施工效率高、排水效果好、經(jīng)濟和社會效益顯著等優(yōu)勢。與傳統(tǒng)的排水體相比，本實用新型所提出的系統(tǒng)一方面變廢為寶，緩解了秸桿焚燒所致的環(huán)境污染問題，節(jié)省了砂料，大幅降低了排水體成本；另一方面，本實用新型系統(tǒng)施工是先在軟土上鋪設(shè)秸桿毯作為硬殼層，此硬殼層可以承載施工人員甚至輕機械設(shè)備，然后再在硬殼體(即秸桿毯)上打設(shè)秸桿輥作為豎向排水體，從而大幅度地提高施工效率及大幅度降低施工勞動強度。
[0009]與現(xiàn)有報道的秸桿料排水體相比，本實用新型所提出的排水系統(tǒng)，施工效率、抽真空效果及排水效果大為提高。因為本實用新型創(chuàng)造性地將秸桿毯兼作硬殼層，便于豎向排水體秸桿輥的打設(shè)，提高了施工效率；再者，本實用新型創(chuàng)造性地通過連接件將水平排水秸桿毯和豎向排水秸桿輥連成了一個有機的整體排水系統(tǒng)，大大增強了抽真空效果和排水效果O
[0010]本實用新型所提出的豎向排水體秸桿輥，可以采用土工布包裹收割機直接切出來的秸桿料制作而成，而不需要將秸桿料再次切碎和添加其他料環(huán)節(jié)及浸泡防腐劑環(huán)節(jié)，較大地節(jié)省了人工成本。
[0011]本實用新型是基于高含水率淤泥回填處理中缺少經(jīng)濟、簡便的工程現(xiàn)實方法以及國家秸桿資源化綜合利用的總體方針下，提出將秸桿作為排水體用于排水固結(jié)處理高含水率淤泥質(zhì)填土。本實用新型使用秸桿作為水平排水體和豎向排水體，而秸桿可以與淤泥混為一體直至自然發(fā)酵腐爛，不需要作其他特別處理，因此非常環(huán)保；在制作秸桿毯和秸桿輥時，可以直接使用農(nóng)田產(chǎn)出的秸桿，并不需要對秸桿進行粉碎，也不需要對秸桿進行防腐等特殊處理，因此可以進一步提高施工效率。在進行真空預(yù)壓時，本實用新型與不使用砂墊層的排水系統(tǒng)相比，抽真空的效果大大提高，從而提高了排水固結(jié)的效果。
[0012]綜上可知，本實用新型的排水系統(tǒng)至少具有以下五方面的優(yōu)勢:
[0013]I)本實用新型中水平方向鋪設(shè)的秸桿毯作為水平排水體，替代傳統(tǒng)水平砂墊層，一方面可節(jié)省日益緊缺的砂資源，降低施工成本；另一方面，可解決傳統(tǒng)砂墊層施工時，砂顆粒陷入超軟土，難以形成連續(xù)砂墊層問題。
[0014]2)本實用新型的排水系統(tǒng)施工時，先鋪設(shè)水平方向的秸桿毯，秸桿毯可兼作硬殼層，再打設(shè)豎向排水體秸桿輥，彌補了傳統(tǒng)豎向排水體打設(shè)困難，施工效率低下的不足。而傳統(tǒng)方法是先打設(shè)豎向排水體，再鋪上砂墊層，因超軟土表層強度過低，使得豎向排水體打設(shè)困難，施工效率較低。
[0015]3)本實用新型通過連接件將水平秸桿毯和豎向秸桿輥固定連成有機的排水整體系統(tǒng)。與現(xiàn)有排水系統(tǒng)相比，本實用新型在進行真空排水固結(jié)時的抽真空效果、排水效果可大大提尚。
[0016]4)本實用新型中的豎向排水體秸桿輥，是以土工布包裹收割機直接切出來的尺寸秸桿料制作而成，無需將秸桿料再次人工切碎和添加其他料環(huán)節(jié)及浸泡防腐劑環(huán)節(jié)，節(jié)省了人工成本。另外，秸桿輥的排水效果與普通砂井、袋裝砂井相差不大，但成本比砂井大為降低。
[0017]5)本實用新型采用的秸桿毯和秸桿輥能吸納消化大量農(nóng)產(chǎn)品廢棄物秸桿，從而大為緩解秸桿焚燒所造成的大氣污染問題。
[0018]上述技術(shù)方案的進一步改進是:所述秸桿毯包括自下而上疊置的第一秸桿毯和第二秸桿毯，所述第一秸桿毯設(shè)有通孔，所述第二秸桿毯設(shè)有與通孔同軸心且相互連通的盲孔，所述盲孔的孔徑小于通孔的孔徑；所述盲孔內(nèi)設(shè)有支撐管，所述支撐管靠近第一秸桿毯的一端向外彎折并沿第一秸桿毯的頂面延伸形成環(huán)形底座，所述環(huán)形底座位于第一秸桿毯與第二秸桿毯之間，所述環(huán)形底座的外徑大于與所述通孔的孔徑；所述秸桿輥的一端插入所述通孔并緊貼環(huán)形底座的底面，所述土工布袋的袋口貫穿所述支撐管，并從所述支撐管內(nèi)穿出后向外翻折沿支撐管的外壁以及環(huán)形底座的頂面延伸。
[0019]本實用新型將土工布袋的袋口通過支撐管和第一秸桿毯、第二秸桿毯之間的擠壓而固定在第一秸桿毯、第二秸桿毯之間，從而將秸桿輥與秸桿毯緊壓并固