專利名稱：利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法及施工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及港行水運工程領(lǐng)域，特別是涉及一種利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法及施工裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟高速增長，我國沿海港口迎來了一個全新的發(fā)展時期，大規(guī)模的填海造陸工程和海岸帶開發(fā)項目蓬勃發(fā)展。目前，廣泛采用塊石材料及充填砂料進(jìn)行圍海造陸、筑堤。但是隨著塊石材料及充填砂料的大量使用，出現(xiàn)了供求關(guān)系的緊張。而且，為了保護(hù)資源也在限制開采?！つ壳埃|寧盤錦、河北曹妃甸、黃驊、山東濱州、東營、濰坊及江蘇沿海等地都在大范圍內(nèi)圍海造陸。這些地區(qū)大多以粉性土及高含水量、高壓縮性的淤泥質(zhì)土為主，在進(jìn)行大范圍的圍海造陸過程中，由于大量缺乏塊石材料及充填砂料，建筑護(hù)岸、護(hù)堤工程的成本直線上升，同時，原材料的缺乏還制約了工程發(fā)展。若沒有有效的方法解決，將難以滿足工程建設(shè)的要求。我國高速發(fā)展的經(jīng)濟建設(shè)急需要快速、高效的充填袋技術(shù)。充填袋是指在缺乏石料的地區(qū)，一般采用工土布制作的編織袋作為充填袋，然后向袋內(nèi)充填中粗砂及粉細(xì)砂土，含泥量控制在5%以內(nèi)，快速排出水后，將留下的砂土作為護(hù)岸、護(hù)堤和筑堤的一種新技術(shù)。該技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于沿海缺乏塊石材料的地區(qū)，并被大量應(yīng)用于填海造陸工程的軟基處理工程中。對于粘粒含量較高的粉性土及粉性土與淤泥質(zhì)類土的混合物，如東營、濰坊等地區(qū)，由于含有大量的淤泥質(zhì)土，充填進(jìn)編織袋后，泥水分離時間較長，泥土固結(jié)效果較差，造成施工速度下降，筑堤質(zhì)量減低。并且由于充填袋在充填過程中還要受到潮、流、風(fēng)等自然因素的影響，充填袋內(nèi)分離固化時間越長，給壩體的施工安全帶來的隱患就越大，目前還不能在充填袋內(nèi)直接采用充填粉性及粉性土與淤泥質(zhì)土混和物作為充填料。因此，研發(fā)一種快速、高效、節(jié)能、環(huán)保的充砂袋內(nèi)充填土的泥水快速分離及固化方法，提高固結(jié)強度的新技術(shù)是市場發(fā)展的迫切需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種將粉性土或粉性土與淤泥質(zhì)土的混合物作為充填土，利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法。本發(fā)明的另一個目的是提供一種利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法所使用的施工裝置。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是一種利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法，包括下述步驟將分離劑、固化劑與充填土經(jīng)攪拌充分混合后充灌至充填袋中，分離水排出充填袋，充填土沉淀固化；按重量百分比，所述分離劑為2-10%，所述固化劑為5-12%，余量為充填土，所述分離劑為污水處理劑STIR-S，所述固化劑為污水處理用凝集劑STIR-Y ;所述充填土為粉性土或粉性土與淤泥質(zhì)土的混合物，所述粉性土的塑料指數(shù)IP為7-12，小于0. 005的粘粒含量Mc為10-15%，所述淤泥質(zhì)土的含水量為36-80%。所述編織袋采用聚丙烯及編織針刺復(fù)合土工布制作而成，克重為150-300g/m2，經(jīng)緯絲12-15絲/寸，厚度為0. 3-0. 8mm，經(jīng)緯向抗拉強度為120_3000N/5cm，等效孔徑O9tl為0. 1-0. 5_，滲透系數(shù)為 4. 0-14. OX IO-Wso充填袋的預(yù)定充盈度達(dá)80%。充灌過程中，充灌到60%飽滿度時，人工踏踩充填袋表面，以利于充填袋中水的排出。一種利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法所使用的施工裝置，其特征在 于，包括分離劑罐、固化劑罐、混合罐、充填土罐，所述分離劑罐的出口與固化劑罐的出口并聯(lián)后通過添加劑充灌泵與所述混合罐的添加劑進(jìn)口連接，所述充填土罐的出口通過充填土充灌泵與所述混合罐的充填土進(jìn)口連接，所述混合罐的出口通過單向閥與充填袋的充灌口連接，所述混合罐內(nèi)安裝有螺桿攪拌器。所述添加劑充灌泵為柱塞泵。所述充填土充灌泵采用效率為30_35m3/h的三缸泥漿泵，泵體的工作壓力為0. 3-0. 5mPa，充填土充灌泵的輸送管直徑為10_20cm。所述分離劑罐和固化劑罐的尺寸為3. 0mX4. 0mX2. 0m，添加劑充灌泵的效率為5. 0-10m3/h，添加劑泵體工作壓力為0. 3-0. 5mPa，添加劑充灌泵的輸送管直徑為10_20cm。一種利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法的應(yīng)用，用于港口和河道的護(hù)岸、護(hù)堤、護(hù)坡、堤壩及防波堤的軟基處理中。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是I、本發(fā)明利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法通過將粉性土或粉性土與淤泥質(zhì)土的混合物作為充填土，并在其中添加分離劑和固化劑，通過對分離劑和固化劑的合理選擇及科學(xué)配比以及對淤泥物理特性的確定，使得充填土中添加的高效泥水分離劑加速了土體中水分子的定向流動，使充填砂袋內(nèi)的泥水能快速分離，讓上部分出來的水分通過編織袋的滲透作用將水快速排出，同時，在充填土中添加的固化劑既促進(jìn)了土壤的凝聚，加速其固結(jié)，同時能快速提高土體強度，加快土體固結(jié)，縮短工期近40%，主要適用于港口、河道等的護(hù)岸、護(hù)堤、護(hù)坡、堤壩及防波堤的充填砂袋工程中。2、本發(fā)明的方法采用粉性土或粉性土與淤泥質(zhì)土的混合物作為充填土，能夠減少塊狀石材和充填砂料的用量，節(jié)約了資源，降低了工程成本，并能夠縮短工期。3、本發(fā)明的利用充填袋實現(xiàn)充填土的泥水分離及固化的方法中，通過充填土參數(shù)的確定，可以擴大充填袋內(nèi)充填料的來源，可以方便就地取材，擴大了充填袋在筑堤工程中的使用范圍。4、本發(fā)明的利用充填袋實現(xiàn)淤泥泥水分離及固化的方法中，通過合理選擇用作充填袋的編織袋的各個參數(shù)，使充填袋具有良好的滲透性和保泥性，有利于泥水快速分離。5、本發(fā)明的利用充填袋實現(xiàn)淤泥泥水分離及固化的方法中確定了充填袋的充盈度，能夠防止充填袋破裂。6、本發(fā)明的施工裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。


圖I所示為本發(fā)明利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法所使用的施工裝置的示意圖；圖中1.固化劑罐，2.分離劑罐，3.添加劑充灌泵，4.充填土充灌泵，5.充填土罐，6.混合罐，7.單向閥，8.充灌口，9.充填砂袋。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明利用充填袋實現(xiàn)淤泥泥水分離及固化的方法包括下述步驟將分離劑、固化劑與充填土攪拌充分混合后充灌至充填袋中，分離水排出充填袋，充填土沉淀固化。按重量百分比，所述分離劑為2-10%，所述固化劑為5-12%，余量為充填土。所述分離劑為日本殖大開發(fā)株式會社生產(chǎn)，由北京康源創(chuàng)生環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司于2010年引入中國的污水處理劑STIR-S。所述固化劑為日本殖大開發(fā)株式會社生產(chǎn)的污水處理用凝聚劑，該產(chǎn)品為日本國土交通省新技術(shù)信息系統(tǒng)NETIS注冊號碼為QS-030063，注冊的新技術(shù)名稱為STIR-Y，并由專利號為951914901，發(fā)明創(chuàng)造名稱為《綠化、土壤穩(wěn)定化用無機質(zhì)材料及其種子噴播、土壤穩(wěn)定方法》中公開的產(chǎn)品，該固化劑主要成分為1-20%的硫酸鋁、1-20%的硫酸鈣、1-20%的二氧化硅粉末及10-80%的水泥的混合物。所述充填土為粉性土或粉性土與淤泥質(zhì)土的混合物，所述粉性土的塑料指數(shù)IP為7-12，小于0. 005的粘粒含量Mc為10-15%，所述淤泥質(zhì)土的含水量為36_80%。當(dāng)采用粉性土與淤泥質(zhì)土的混合物時，粉性土與淤泥質(zhì)土可以按照任意比例混合。其中，所用編織袋采用聚丙烯及編織針刺復(fù)合土工布制作而成，克重為150_300g/m2，經(jīng)緯絲12-15絲/寸，厚度為0. 3-0. 8mm，經(jīng)緯向抗拉強度為120_3000N/5cm，等效孔徑O90 為 0. 1-0. 5_，滲透系數(shù)為 4. 0-14. OX IO-Ws0充填袋的預(yù)定充盈度要求達(dá)到80%以上。充灌過程中，充灌到60%的飽滿度時，人工踏踩充填袋表面，以利于充填袋中水的排出。本發(fā)明利用充填袋實現(xiàn)淤泥泥水分離及固化的方法所使用的施工裝置的示意圖如圖I所示，包括分離劑罐2、固化劑罐I、混合罐6、充填土罐5，所述分離劑罐2的出口與固化劑罐I的出口并聯(lián)后通過添加劑充灌泵3與所述混合罐6的添加劑進(jìn)口連接，所述充填土罐5的出口通過充填土充灌泵4與所述混合罐6的充填土進(jìn)口連接，所述混合罐6的出口通過單向閥7與充填袋9的充灌口 8連接，所述混合罐6內(nèi)安裝有螺桿攪拌器。所述添加劑充灌泵3為柱塞泵。所述充填土充灌泵4采用效率為30-35m3/h的三缸泥漿泵，泵體的工作壓力為0. 3-0. 5mPa，充填土充灌泵的輸送管直徑為10_20cm。所述分離劑罐和固化劑罐的尺寸為3. 0mX4. 0mX2. 0m，添加劑充灌泵的效率為5. 0-10m3/h，添加劑泵體工作壓力為0. 3-0. 5mPa，添加劑充灌泵的輸送管直徑為10_20cm。
本發(fā)明的利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法的應(yīng)用，主要用于港口和河道的護(hù)岸、護(hù)堤、護(hù)坡、堤壩及防波堤的軟基處理中。實施例I 本發(fā)明的方法在圍海造陸方面的應(yīng)用I、充填袋的加工與制作制作充填袋所用編織袋采用聚丙烯及編織針刺復(fù)合土工布制作而成，克重為200g/m2,經(jīng)緯絲15絲/寸，厚度為0. 8mm,經(jīng)緯向抗拉強度為1000N/5cm，等效孔徑09。為0. 3mm,滲透系數(shù)為 10. 0 X 10 3cm/s。充填袋加工成長方形，長度為10-50米，寬度為4-8米，加工時按筑堤施工圖設(shè)計圖紙制作。同時結(jié)合施工沉降量的控制并增加3%的縮率，按常規(guī)方法沿長度方向設(shè)制拉筋，控制充填袋的厚度，充填后的厚度底層一般控制在0. 6-0. 7米，以上各層厚度一般控制在0. 4-0. 5米，充填袋上下層邊緣每2. 0米設(shè)扣環(huán)和緊固定位帶，充灌口直徑12cm，袖口長40cm, 一般每個充填袋設(shè)6個充灌口，位于充填袋上層，距邊緣3. 0米，平行等距分布。充填袋采用35支3股錦綸線用工業(yè)縫紉機縫合3道，要求縫合牢固，制作好的充填袋按規(guī)定的位置用明顯的標(biāo)記畫出對中線，并標(biāo)明敷設(shè)方向。2、充填袋內(nèi)充填材料的確定將分離劑、固化劑與充填土攪拌充分混合后充灌至充填袋中，分離劑添加量為5%，固化劑添加量為7%，余量為充填土，充填土為粉性土與淤泥質(zhì)土的混和物，粉性土的平均塑性指數(shù)IP為10. 5，小于0. 005的粘粒含量Mc為12. 5%，淤泥質(zhì)土占混合物質(zhì)量的30%，淤泥質(zhì)土平均含水量為47. 8%。3、充填袋的充灌將本發(fā)明的施工裝置安裝于定位船上。充填時，利用挖掘機將運料船上的材料倒至定位船上。在充填土罐內(nèi)注入充填土。將分離劑按比例注入分離劑灌內(nèi)，將固化劑按比例注入固化劑罐內(nèi)。將連接導(dǎo)管分別插入充填袋的充灌口內(nèi)，啟動添加劑充灌泵和充填土充灌泵，通過控制添加劑充灌泵和充填土充灌泵的充灌量使分離劑、固化劑和充填土按照預(yù)定的比例進(jìn)入混合罐內(nèi)，在混合罐內(nèi)充分?jǐn)嚢杌旌虾蠊嘌b入充填袋內(nèi)。充灌過程中，充灌到60%飽滿度時，人工踏踩充填袋表面，以利于充填袋中水的排出。充填袋充灌到60%后控制充灌壓力，以防止充填袋破裂。充灌到80%充盈度后充灌下一個充填袋。充填袋內(nèi)的分離水排出充填袋，充填土沉淀固化。固化后的充填土強度不低于150kPa。本發(fā)明的方法所使用的分離劑能夠與充填土中的泥土微粒電荷相異，互相吸弓I，形成結(jié)合微粒。泥土微粒中的親水性離子因為電荷交換，使結(jié)合微粒變成疏水性，沉淀于水中，結(jié)合微粒及吸附了結(jié)合微粒的其他微粒結(jié)合力很強，且因其有疏水性，水分子很難進(jìn)入這些粒子之間，因此，這些微粒不會因為遇水再度溶解。分離劑本身的pH值為中性，而且，具有使強堿性或強酸性水體的PH值趨于中性的作用，水體的pH值不影響STIR-S的效果，可大幅度地降低充填物中的懸浮物、氮、磷等污染物質(zhì)的含量，使分離出的水質(zhì)符合環(huán)保要求，與充填物混合后的沉淀物已經(jīng)由親水性變?yōu)槭杷?，所以一旦絮凝，分離劑就不會再次融入水中?；旌衔镞M(jìn)行泥水分離時，不需要調(diào)整PH值，瞬時可以絮凝，脫水性能良好。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù) 范圍。
權(quán)利要求
1.一種利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法，其特征在于，包括下述步驟 將分離劑、固化劑與充填土經(jīng)攪拌充分混合后充灌至充填袋中，分離水排出充填袋，充填土沉淀固化；按重量百分比，所述分離劑為2-10%，所述固化劑為5-12%，余量為充填土，所述分離劑為污水處理劑STIR-S，所述固化劑為污水處理用凝集劑STIR-Y ;所述充填土為粉性土或粉性土與淤泥質(zhì)土的混合物，所述粉性土的塑料指數(shù)IP為7-12，小于0. 005的粘粒含量Mc為10-15%，所述淤泥質(zhì)土的含水量為36-80%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法，其特征在于，所述編織袋采用聚丙烯及編織針刺復(fù)合土工布制作而成，克重為150-300g/m2，經(jīng)緯絲12-15絲/寸，厚度為0. 3-0. 8mm,經(jīng)緯向抗拉強度為120_3000N/5cm，等效孔徑09。為0.1-0. 5_，滲透系數(shù)為 4. 0-14. OX IO-WsO
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法，其特征在于，充填袋的預(yù)定充盈度達(dá)80%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法，其特征在于，充灌過程中，充灌到60%飽滿度時，人工踏踩充填袋表面，以利于充填袋中水的排出。
5.一種權(quán)利要求I所述利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法所使用的施工裝置，其特征在于，包括分離劑罐、固化劑罐、混合罐、充填土罐，所述分離劑罐的出口與固化劑罐的出口并聯(lián)后通過添加劑充灌泵與所述混合罐的添加劑進(jìn)口連接，所述充填土罐的出口通過充填土充灌泵與所述混合罐的充填土進(jìn)口連接，所述混合罐的出口通過單向閥與充填袋的充灌口連接，所述混合罐內(nèi)安裝有螺桿攪拌器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法所使用的施工裝置，其特征在于，所述添加劑充灌泵為柱塞泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法所使用的施工裝置，其特征在于，所述充填土充灌泵采用效率為30-35m3/h的三缸泥漿泵，泵體的工作壓力為0. 3-0. 5mPa，充填土充灌泵的輸送管直徑為10-20cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法所使用的施工裝置，其特征在于，所述分離劑罐和固化劑罐的尺寸為3. OmX4. OmX2. 0m，添加劑充灌泵的效率為5. 0-10m3/h，添加劑泵體工作壓力為0. 3-0. 5mPa，添加劑充灌泵的輸送管直徑為10_20cm。
9.一種權(quán)利要求I所述的利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法的應(yīng)用，其特征在于，用于港口和河道的護(hù)岸、護(hù)堤、護(hù)坡、堤壩及防波堤的軟基處理中。
全文摘要
本發(fā)明公開一種利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法及施工裝置，而提供一種將粉性土或粉性土與淤泥質(zhì)土的混合物作為充填土，利用充填袋實現(xiàn)充填土泥水分離及固化的方法及裝置。將分離劑、固化劑與充填土經(jīng)攪拌充分混合后充灌至充填袋中，分離水排出充填袋，充填土沉淀固化。分離劑為污水處理劑STIR-S，固化劑為污水處理用凝集劑STIR-Y。該方法通過對分離劑和固化劑的合理選擇及科學(xué)配比，使充填砂袋內(nèi)的泥水能快速分離，讓水分通過編織袋的滲透作用將水快速排出，同時，在充填土中添加的固化劑既促進(jìn)了土壤的凝聚,加快土體固結(jié)，縮短工期近40%，主要適用于港口、河道等的護(hù)岸、護(hù)堤、護(hù)坡、堤壩及防波堤的充填砂袋工程中。
文檔編號E02D17/18GK102704496SQ20121019645
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者李恩波, 譚再坤 申請人:天津濟潤石油海運服務(wù)有限公司, 譚再坤