[发明专利]一种吹填淤泥排水固结的方法

说明书

技术领域

本发明属于水利工程中水力吹填领域，特别涉及一种吹填淤泥排水固结的方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，城市规模逐渐增大，许多城市利用海湾潮间带填海造地，而所需的土石源越来越少。将港口、航道疏浚的弃物——淤泥作为造地的填料便应运而生，将海底淤泥吹填至围埝内，并经过一定的处理后变成具有一定承载力的地基，这种以吹填淤泥造地法目前已被人们普遍接受和广泛应用于沿海地区的填海造陆工程中。当被吹填的淤泥是沙质土时，由于其无粘性和高渗透性，吹填土工袋管和人造地基的排水固结快，在工程建设中较为简便。

但是，在缺乏沙质土的滩涂，只能吹填淤泥粘性土筑堤和造地，由于其渗透性差，在工程建设过程中要想尽快获得足够的强度，则十分困难。同时，吹填淤泥粘性土时，为便于长距离泵送而在取土环节采用了搅吸泵送工艺，这种以水力吹填获得的吹填土实际上是一种沉积软土，含水量巨高，相应的工程特性一般也较差。其原因在于疏浚淤泥的黏粒含量高，大多呈薄片状，其比表面积大，且表面往往带有负电荷，会吸附带极性的水分子和水合阳离子，以致在其表面形成一定厚度的吸附水层，而吸附水的黏滞性较大、能动性较小，比较难以脱除。因此，如何改善粘性淤泥的物理性质对吹填造地工程具有重要的实用价值。

吹填过程常需要排放大量退水，传统工艺的外排水中含有大量的淤泥颗粒，特别是在后期，50%以上的淤泥会随退水流出吹填场，从而导致在施工过程中不得不停止吹填，等淤泥颗粒自然沉降后再排出上层清水。这样不仅耽误了施工进度，污染了环境，还造成较大的经济损失。因此，加速吹填淤泥的固液分离过程并提高其分离效果，在实际吹填过程中具有显著的经济和环境效益。

吹填后的淤泥因具有含水率高、孔隙比大、压缩系数大、抗剪强度低、透水性差等特点，使得其工程性质更差，必须对其进行处理后，才能用于造地等后续工程。排水固结法常用于对软基的处理，其中应用最多的又是堆载预压及真空预压法。而堆载预压和真空预压法需要吹填土地基经过自然固结，目前一般是对吹填进行蒸发晾晒，在其表层形成较厚的硬壳层，待表层有一定的承载力后再进行施工，当淤泥颗粒较细时需适当延长吹淤体的晾晒时间，致使工期时间长和工程费用高。因此促使泥浆尽快转变为具有一定承载力的地基，可为围海造陆工程建设带来巨大的效益。此外，淤泥颗粒过细和过粘容易造成排水板淤堵、排水失效的问题。因此，在吹填过程中能够改变淤泥特性，使细小颗粒聚集成大颗粒有助于排水固结处理，有助于解决排水板淤堵的问题。

本发明针对吹填泥浆在吹填区内自由沉降时间长、退水排放带走大量淤泥、吹填土地基自然固结时间长和预压法排水固结中出现的排水板淤堵等问题，开发一种高效吹填淤泥排水固结方法。

发明内容

本发明目的在于克服吹填泥浆中含水率高、泥水分离困难等问题，进而导致退水带走大量淤泥、排水板淤堵、排水固结耗时较长等问题，提供一种提高吹填淤泥排水固结效果和速度的方法。

本发明吹填淤泥排水固结的方法主要由吸泥、泵送、投加分离助剂、排水、预压固结与投加分离助剂的流程组成，分离助剂主要包括混凝剂、助凝剂和团聚剂。本发明的吹填淤泥排水固结的方法包括以下步骤：

1、对吹填区域隔墙分块；

2、溶解稀释分离助剂，在吹填泥浆输送管道上设置分离助剂投加点，依靠管道内的泥浆快速流动实现分离助剂的分散均匀；

3、将混合泥浆喷入吹填区并尽量避免人为扰动，然后停止泥浆吹填并排干上层清水；

4、采用预压法进一步排水固结形成地基。

所述的配制分离助剂的混凝剂主要是硫酸铝、明矾、聚合氯化铝、硫酸亚铁、硫酸铁、氯化铁、氯化亚铁、聚合硫酸铁、聚合硅酸、聚合氯化铁、硫酸镁；助凝剂是聚丙烯酸钠、聚乙烯吡烯盐、苯乙烯磺酸盐、木质磺酸盐、聚丙烯酰胺；团聚剂是淀粉、树胶、动物胶、酸碱调节剂、有机合成高分子团聚剂；分离助剂由其中两种或多种配制而成。

所述的分离助剂投加点可以设置于管道排泥口处及泥泵至排泥口之间，投加点的位置相对固定，一般距离输送泥浆出口端为30—200 m。

所述的溶解稀释的分离助剂由计量泵控制投加系统完成注入淤泥输送管道中，注入量小于吹填泥浆量的5%。

所述的吹填淤泥排水固结方法的吹填、排水、预压固结步骤分块进行，混合泥浆进入吹填区后细小颗粒在分离助剂的作用下碰撞、凝聚、絮凝、聚集成大颗粒，分离沉降明显快速，淤泥特性得以改善，提升了预压法的排水固结效果，因此适用于吹填造地，特别针对海底、港口、湖泊的淤泥粘性土。

本发明的有益效果是：