專利名稱：管道淤泥固化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種淤泥固化方法，適用于吹填淤泥的處理，屬于地基處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，港口工程、航道工程、水利工程等建設(shè)項(xiàng)目迅速增加，在各種航道的疏浚過程和港口新建、擴(kuò)建工程中，通常會(huì)產(chǎn)生大量的疏浚泥土。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國每年廢棄的疏浚淤泥達(dá)到10000萬m3以上，疏浚淤泥處理的工程量是非?？捎^的。目前經(jīng)常采用的淤泥處理方法有兩種，一是把淤泥拋入海中，二是在近岸處圍堰沖填造陸。拋泥處理的主要問題在于現(xiàn)有傾倒區(qū)使用多年，容量日趨飽和，難以容納未來大型工程淤泥的傾倒，而且回流作用使得清淤效果大打折扣。另外直接拋泥處理會(huì)污染周圍的水域或陸上環(huán)境，目前拋泥方法已越來越多的受到各方面的限制。在近岸處圍堰沖填造陸經(jīng)常出現(xiàn)沖填淤泥大量泄漏、嚴(yán)重回流現(xiàn)象。由于淤泥的工程性質(zhì)，吹填淤泥固結(jié)時(shí)間很長，通常需要幾年甚至更長時(shí)間，而且在沖填后需要花費(fèi)大量的費(fèi)用對(duì)地基進(jìn)行處理。另一方面，隨著我國交通港口和灘涂設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)，海堤、路基、場(chǎng)地建設(shè)需要大量的筑堤材料，目前主要是通過開采周圍的山體來解決，既影響山體的生態(tài)環(huán)境，石料的重度大又加大了地基處理的費(fèi)用和難度。如能將附近的淤泥處理成為筑堤材料，可變廢為寶，通過對(duì)淤泥進(jìn)行固化處理用于工程中既可節(jié)省大量的砂石料，又可保護(hù)環(huán)境，減少地基處理的費(fèi)用和難度。
為此，對(duì)淤泥進(jìn)行固化處理，使之成為一種技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理的新型填土材料。國外(如日本)的淤泥固化多采用專用的駁船，其設(shè)備要求高，自動(dòng)化程度高，成本也很高。這種淤泥的固化成本大于每立方米200元人民幣，這種工藝不適合于我國的國情。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種施工方便、操作簡單，能夠快速有效的淤泥固化技術(shù)操作方法。因而該工法一方面可以省去淤泥的二次處理，進(jìn)而簡化淤泥的固化程序，另一方面可以利用固化淤泥形成一種新型填土材料，應(yīng)用于工程建筑，節(jié)省大量的砂石料。
技術(shù)方案本方法結(jié)合我國的實(shí)際情況，利用管道內(nèi)輸送淤泥過程產(chǎn)生的剪切作用，直接在管道運(yùn)輸過程對(duì)淤泥添加固化劑進(jìn)行拌和固化，保護(hù)環(huán)境，變廢為寶。疏浚淤泥的運(yùn)輸采用管道運(yùn)輸，其距離一般到2～3km。管道淤泥固化工法就是在淤泥的管道運(yùn)輸過程中，向管道中加入固化劑(如水泥漿液)，利用高壓空氣的推動(dòng)作用，使得淤泥和水泥的混合物在管道內(nèi)剪切滾動(dòng)和攪拌。在運(yùn)輸管道的出口可以得到攪拌均勻的水泥固化土，從而得到一種新型填筑材料。
該項(xiàng)發(fā)明主要是利用淤泥在管道內(nèi)的運(yùn)輸過程進(jìn)行淤泥固化，形成一種新型的淤泥固化處理技術(shù)。具體施工操作步驟如下1)將待固化的淤泥進(jìn)行室內(nèi)固化試驗(yàn)，確定待固化淤泥的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu與總水灰比W/C的關(guān)系qu=k1(W/C)k2,]]>根據(jù)固化淤泥的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度即目標(biāo)強(qiáng)度qu確定目標(biāo)總水灰比W/C及其目標(biāo)含水量W；2)將疏浚淤泥經(jīng)過1cm規(guī)格的篩子，除去淤泥中的漂石、動(dòng)植物遺骸等的直徑大于1cm顆粒；3)測(cè)定過篩后的淤泥含水量，保證淤泥在運(yùn)輸管道內(nèi)的流動(dòng)性能，如需要根據(jù)目標(biāo)含水量的要求加入的水，調(diào)節(jié)淤泥的流動(dòng)性能；4)向運(yùn)輸管道內(nèi)輸入水泥漿液，根據(jù)目標(biāo)總水灰比和目標(biāo)含水量調(diào)節(jié)水泥漿液的水灰比；5)在高壓氣體的作用下，淤泥加水泥漿混合物向前流動(dòng)并充分混合，在管道出口得到攪拌均勻的水泥固化淤泥；隨齡期的增加，固化淤泥強(qiáng)度增加，從而得到一種新型填筑材料。
無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu與總水灰比W/C的關(guān)系qu=k1(W/C)k2]]>中，k1和k2是與土性參數(shù)和水泥特性相關(guān)的參數(shù)，由室內(nèi)固化試驗(yàn)確定得到，k1的范圍為10～200kPa，k2的范圍為0.5～1.0。
有益效果管道淤泥固化處理工法施工方便、操作簡單。其優(yōu)點(diǎn)主要有(1)該工法不需要大型的淤泥固化工廠，同時(shí)也不需要大型的淤泥固化設(shè)備，簡化淤泥固化程序，直接利用淤泥的管道運(yùn)輸過程進(jìn)行淤泥固化；(2)能夠變廢為寶，不僅可以減少環(huán)境污染，保護(hù)環(huán)境，還可以通過淤泥固化生產(chǎn)一種新型填土材料，應(yīng)用于工程建筑，節(jié)省大量的砂石料。


圖1為淤泥固化的流程示意圖。
圖2為淤泥+水泥漿混合物在運(yùn)輸管道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)模式圖。
以上的圖中有水泵1，流量計(jì)2，高壓泥漿氣泵3，淤泥漿4，淤泥運(yùn)輸管道5，水泥漿與泥漿混合物6，水泥漿泵7，攪拌器8，過濾后淤泥9。
圖3為固化土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu與總水灰比W/C關(guān)系圖。圖中k1和k2為固化淤泥的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu與總水灰比W/C的關(guān)系qu=k1(W/C)k2]]>中的系數(shù)，在圖3的log(qu)和log(W/C)坐標(biāo)中l(wèi)og(k1)為W/C為1時(shí)log(qu)值，即為該坐標(biāo)的截距，而k2為log(qu)～log(W/C)關(guān)系的斜率。
具體實(shí)施例方式
福建閩江口某近海域需要填陸造地，擬采用管道淤泥固化的方法進(jìn)行造陸。該海域的海積淤泥的含水量為105％，容重為1.5噸/m3，工程中要求固化后的淤泥90天齡期時(shí)強(qiáng)度達(dá)到200kPa。
1)經(jīng)過對(duì)該淤泥的室內(nèi)配合比試驗(yàn)測(cè)得，該淤泥經(jīng)過固化后90天齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu與總水灰比W/C的關(guān)系式中系數(shù)k1和k2分別為50和0.8，因而可以推算出滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求時(shí)，總水灰比W/C為5.6。經(jīng)過測(cè)定當(dāng)混合物的含水量在150％時(shí)，其流動(dòng)性很好，因而取目標(biāo)含水量為150％。因此，每立方米的淤泥需添加的水泥為1700*1.5/2.5/5.6＝182kg。
2)將疏浚淤泥經(jīng)過1cm規(guī)格的篩子，除去淤泥中的漂石、動(dòng)植物遺骸等的直徑大于1cm顆粒；3)過篩后淤泥的含水量為105％，在高壓泥漿氣泵的壓力作用下能流動(dòng)，因此不需要再往淤泥中添加水。
4)總目標(biāo)含水量W為150％，而海積淤泥的含水量為105％，為此每立方米的還需添加238kg的水，于是水泥漿液的水灰比為182/238＝1.25；5)在高壓氣體的作用下，淤泥加水泥漿混合物向前流動(dòng)并充分混合，在管道出口得到攪拌均勻的水泥固化淤泥；隨齡期的增加，固化淤泥強(qiáng)度增加，從而得到一種新型填筑材料。
權(quán)利要求
1.一種管道淤泥固化處理方法，特征是本方法包含如下操作步驟1)將待固化的淤泥進(jìn)行室內(nèi)固化試驗(yàn)，確定待固化淤泥的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu與總水灰比W/C的關(guān)系qu=k1(W/C)k2,]]>根據(jù)固化淤泥的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度即目標(biāo)強(qiáng)度qu確定目標(biāo)總水灰比W/C及其目標(biāo)含水量W；2)將疏浚淤泥經(jīng)過1cm規(guī)格的篩子，除去淤泥中的漂石、動(dòng)植物遺骸等的直徑大于1cm顆粒；3)測(cè)定過篩后的淤泥含水量，保證淤泥在運(yùn)輸管道內(nèi)的流動(dòng)性能，如需要根據(jù)目標(biāo)含水量的要求加入的水，調(diào)節(jié)淤泥的流動(dòng)性能；4)向運(yùn)輸管道內(nèi)輸入水泥漿液，根據(jù)目標(biāo)總水灰比和目標(biāo)含水量調(diào)節(jié)水泥漿液的水灰比；5)在高壓氣體的作用下，淤泥加水泥漿混合物向前流動(dòng)并充分混合，在管道出口得到攪拌均勻的水泥固化淤泥；隨齡期的增加，固化淤泥強(qiáng)度增加，從而得到一種新型填筑材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道淤泥固化處理方法，其特征是待固化淤泥的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu與總水灰比W/C的關(guān)系qu=k1(W/C)k2]]>中，k1和k2是與土性參數(shù)和水泥特性相關(guān)的參數(shù)，由室內(nèi)固化試驗(yàn)確定得到，k1的范圍為10～200kPa，k2的范圍為0.5～1.0。
全文摘要
管道淤泥固化處理方法是一種淤泥固化方法，適用于吹填淤泥的處理，該方法包含如下操作步驟1.)將待固化的淤泥進(jìn)行室內(nèi)固化試驗(yàn)，確定待固化淤泥的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度q
文檔編號(hào)C04B18/30GK1830850SQ20061003897
公開日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2006年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月21日
發(fā)明者洪振舜, 鄧永鋒, 沈水龍 申請(qǐng)人:東南大學(xué)