專利名稱：疏浚泥漿直接筑堤法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水利或建筑領(lǐng)域中的堤身建筑施工方法，尤其是一種適用于缺少土或砂石地區(qū)使用的、利用疏浚泥漿作為主要筑堤材料時(shí)的施工方法，具體地說是一種疏浚泥漿直接筑堤法。
背景技術(shù)：
目前，用疏浚泥漿筑堤的技術(shù)有多種如砂袋壩筑堤、袋裝固化淤泥的堤壩填筑方法、疏浚淤泥排水固結(jié)筑堤技術(shù)以及低位真空預(yù)壓法等。其中“低位真空預(yù)壓法”通過真空負(fù)壓對(duì)淤泥漿進(jìn)行加固，完成清淤和筑堤兼得的“套裁”功能，具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。但該工藝方法也有一些明顯的不足之處，以致在很大程度上限制了該工藝的實(shí)施和推廣，其主要缺點(diǎn)有1、工法中的圍堰材料必須用大量砂(或土、石等)，而不能直接用以粘粒等細(xì)顆粒為主的疏浚泥漿充填堆筑。這對(duì)少(缺)土、砂區(qū)域的工程是困難的。2、利用低位真空預(yù)壓法處理后的堤身土的抗剪強(qiáng)度仍較低。3、利用低位真空預(yù)壓法處理后的堤身土的含水量?jī)r(jià)仍在液限附近，即土的含水量較高。這給后續(xù)的削坡、分層碾壓等工藝造成困難。4、工法造價(jià)相對(duì)較高、工期偏長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)目前利用泥漿筑堤中存在的需要大量砂石、且抗剪強(qiáng)度低、造價(jià)高、周期長(zhǎng)的問題，發(fā)明一種可直接利用清淤泥漿(粘粒為主)填筑堤身(包括圍堰)且所筑的堤身具有較高的抗剪強(qiáng)度，在最不利荷載組合作用下能夠滿足堤身的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定要求的疏浚泥漿直接筑堤法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種疏浚泥漿直接筑堤法，其特征是它主要由以下步驟組成
第一步，進(jìn)行土袋圍堰施工，即在設(shè)計(jì)圍堰所在場(chǎng)地上直接逐層鋪設(shè)灌裝有疏浚泥漿的泥漿土工袋，或先在設(shè)計(jì)圍堰所在場(chǎng)地上先鋪1～2層裝有中粗砂或粗粒料的土工袋并用中小型振動(dòng)器碾壓使之平整壓實(shí)，然后再在平整壓實(shí)的中粗砂或粗粒料的土工袋層上逐層鋪設(shè)灌裝有疏浚泥漿的泥漿土工袋，每鋪設(shè)一層或用中小型振動(dòng)碾碾壓，直至達(dá)到設(shè)定高度，鋪設(shè)過程中同一層相鄰泥漿土工袋之間應(yīng)通過連接帶相連，相鄰層之間的泥漿土工袋呈錯(cuò)位搭接布置；第二步，圍堰施工結(jié)束后，將疏浚泥漿吹入圍堰中至設(shè)計(jì)標(biāo)高；第三步，利用真空井點(diǎn)降水法對(duì)圍堰中的泥漿進(jìn)行脫水固化處理；真空井點(diǎn)降水時(shí)間為5～7天，當(dāng)平衡系數(shù)大于0.75時(shí)即可結(jié)束真空井點(diǎn)降水；第四步，在真空井點(diǎn)降水結(jié)束后，利用真空電滲降水法對(duì)圍堰中的泥漿作進(jìn)一步的脫水固化處理，真空電滲降水時(shí)間為15～20天，當(dāng)場(chǎng)地土泛白并在靠近正極電滲管處的土出現(xiàn)裂縫時(shí)即可結(jié)束電滲降水；第五步，去除真空井點(diǎn)降水及真空電滲降水過程中安裝的設(shè)施，然后進(jìn)行低能量強(qiáng)夯，直至圍堰中的軟土的固結(jié)強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為止。
在圍堰的外側(cè)表面設(shè)置有一層帶有草籽的生態(tài)型土袋，其尺寸通常為0.4m×0.4m×0.1m。
在低能量強(qiáng)夯結(jié)束后進(jìn)行削坡回填筑堤頂作業(yè)，每次削坡筑堤的厚度控制在0.3～0.5m，并利用振動(dòng)碾壓進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，使壓實(shí)系數(shù)和干容重滿足碾壓筑堤指標(biāo)要求，直至堤頂，完全整個(gè)削坡筑堤頂工作。
所述的低能量強(qiáng)夯時(shí)先在圍堰中的軟土表面鋪一層0.3～0.5m的填料，然后以500～800kNm的夯擊能進(jìn)行第一遍低能量強(qiáng)夯，各夯擊點(diǎn)呈梅花形或等邊三角形布置，每個(gè)夯擊點(diǎn)夯擊1～2擊，當(dāng)最后二擊貫入量小于100mm時(shí)，第一遍低能量強(qiáng)夯結(jié)束；然后以800～100okNm的夯擊能進(jìn)行第二遍低能量強(qiáng)夯，各夯擊點(diǎn)呈梅花形或等邊三角形布置，每個(gè)夯擊點(diǎn)夯擊2～3次；最后再以1000～1200kNm的夯擊能進(jìn)行第三遍低能量強(qiáng)夯，并使夯印搭接，每點(diǎn)夯擊1～2次。
真空井點(diǎn)降水時(shí)在泥漿中豎插的相互平行的復(fù)合井點(diǎn)管的管長(zhǎng)為6～8m，濾頭長(zhǎng)為5～7m，井點(diǎn)管之間的前后、左右間距均為2m，各豎插的井點(diǎn)管均與連接臥管相連，連接臥管與集水總管相連。
進(jìn)行真空電滲降水時(shí)首先在真空井點(diǎn)降水時(shí)使用的復(fù)合井點(diǎn)管的外圍布置鍍鋅管作為電滲管，電滲管與復(fù)合井點(diǎn)管按等腰三角形布置，且電滲管的長(zhǎng)度大于復(fù)合井點(diǎn)管不少于1m，電滲管之間用導(dǎo)電夾相連，電滲管、進(jìn)點(diǎn)管分別與相應(yīng)電滲降水儀的正、負(fù)極相連。
所述的大型土工袋的尺寸為1m×1m×0.3m，土工袋的單位重量≥100g/m3，含有1％的聚丙烯抗老化劑，其經(jīng)緯密度≥75×44的編織袋，袋的外側(cè)附有吊繩。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明除了具有低位真空預(yù)壓法直接利用疏浚泥漿筑堤的優(yōu)點(diǎn)外，還具有如下優(yōu)點(diǎn)a、本發(fā)明直接采用疏浚泥漿沖填土袋，對(duì)于缺少土(沙、石)地區(qū)，不僅解決了筑圍堰土石材料問題，而且用土袋堆筑的圍堰強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、施工進(jìn)度快，與其他筑堰方法相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
b、用真空電滲降水及低能量強(qiáng)夯加固后的堤身土的固結(jié)指標(biāo)高，含水量低，這為后續(xù)的低能量強(qiáng)夯及削坡后分層碾壓不產(chǎn)生橡皮土創(chuàng)造條件。
c、真空電滲降水及低能量強(qiáng)夯加固堤身泥漿的費(fèi)用較低位真空預(yù)壓法低、性價(jià)比高。
d、本發(fā)明施工速度快，大大縮短了工期。


圖1是本發(fā)明的疏浚泥漿直接筑堤原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
如圖1所示。
一種利用疏浚泥漿直接筑堤的施工方法，它由以下步驟組成1、土袋圍堰施工
1)在設(shè)計(jì)圍堰所在場(chǎng)地上鋪1～2層裝有中粗砂或粗粒料的土工袋11，土工袋尺寸為1m×1m×0.3m(長(zhǎng)×寬×厚)，土工袋材料為摻有抗老化劑的聚丙烯，土工袋為克重≥100g/m3、經(jīng)緯密度≥75×44的編織袋，土工袋的外側(cè)附有可吊裝用的繩子。土袋間用吊裝繩互相連接，以使形成一個(gè)整體。
2)每一層土袋鋪設(shè)結(jié)束，用中、小型平板振動(dòng)器碾壓3-4遍，使土袋平整并壓買。
3)在裝有砂或粗粒料的土袋表面，按設(shè)計(jì)圍堰2斷面鋪放土工編織袋，用泥漿泵直接將疏浚泥漿充填到土工編織袋中，充滿后封好袋口。施工完一層土工袋后，在可能的情況下，須用中小型平板振動(dòng)碾進(jìn)行一定的碾壓。然后進(jìn)行下一層的施工，直至達(dá)到設(shè)計(jì)高程。在平面位置上每層土工袋之間須錯(cuò)開設(shè)置，并用吊裝繩將土袋互相連接。
4)待土工袋圍堰沉降基本穩(wěn)定后，在土工袋圍堰的外表面設(shè)置一層帶有草籽的生態(tài)型土袋12，其尺寸通常為40cm×40cm×10cm(長(zhǎng)×寬×厚)。其主要作用有三(1)對(duì)土袋圍堰起保護(hù)作用；(2)延長(zhǎng)土袋圍堰的使用壽命；(3)起到綠化環(huán)境作用。
2、用真空電滲降水及低能量強(qiáng)夯加固堤身疏浚泥漿1)將疏浚泥漿吹入圍堰3至設(shè)計(jì)高程，先在泥面上布置真空井點(diǎn)降水系統(tǒng)，真空井點(diǎn)降水開始即在泥面上豎插許多排相互平行的復(fù)合井點(diǎn)管4，復(fù)合井點(diǎn)管長(zhǎng)6～8m，濾頭長(zhǎng)相應(yīng)為5～7m，間距2m×2m，井點(diǎn)管和許多條橫置的連接臥管相連，連接管采用41mm×51mm×40mm內(nèi)含螺旋形鋼絲的透明呢絨管，連接臥管和集水總管相連接，集水總管采用Φ63mm的PVC管，節(jié)間用與之配套的專用接頭連接，并用三通將集水總管和總管相連，總管和真空裝置5相連。在地下水豐富地區(qū)，應(yīng)在被處理場(chǎng)地外圍設(shè)置外圍封管。真空井點(diǎn)降水時(shí)1間一般為5～7天，當(dāng)平衡系數(shù)大于0.75時(shí)，真空井點(diǎn)降水結(jié)束。
2)安裝智能電滲降水儀7(可采用申請(qǐng)人在先申請(qǐng)的相關(guān)專利加以實(shí)現(xiàn))，在復(fù)合井點(diǎn)管的內(nèi)側(cè)設(shè)置若干平行的電滲管6，開始真空電滲降水。
具體做法為在復(fù)合井點(diǎn)管內(nèi)側(cè)布置Φ32mm鍍鋅鋼管作為電滲管6，電滲管和井點(diǎn)管按等腰三角形布置，電滲管相應(yīng)比井點(diǎn)管長(zhǎng)1m左右，電滲管之間宜用鋁棒并用專用夾件相連，電滲管、井點(diǎn)管分別與智能電滲降水儀的正、負(fù)極相連，二條線路形成直流回路。電滲降水系統(tǒng)通電后即可進(jìn)行真空電滲降水。真空電滲降水時(shí)間一般15～20天，當(dāng)場(chǎng)地上泛白并在靠近正極電滲管處的土出現(xiàn)裂縫時(shí)，電滲降水結(jié)束。
3)拔除井點(diǎn)管和電滲管(外圍井點(diǎn)管不能拔除)，在泥面上鋪一層0.3～0.5m填料，進(jìn)行第一遍低能量強(qiáng)夯。第一遍低能量強(qiáng)夯的夯擊能取500～800kNm，夯點(diǎn)間距4.5m，等邊三角形布置，每點(diǎn)夯擊1～2次，當(dāng)每點(diǎn)處的最后二擊貫入量＜100mm時(shí)，第一遍低能量強(qiáng)夯結(jié)束。
4)一般經(jīng)2-3輪強(qiáng)夯施工后，場(chǎng)地軟土達(dá)到超固結(jié)，三遍低能量強(qiáng)夯的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)詳見下表

5)將圖1中9區(qū)的土經(jīng)削坡后回填筑堤頂10。每層回填厚度宜在0.3-0.5m左右，經(jīng)振動(dòng)碾壓后達(dá)到碾壓筑堤的指標(biāo)(壓實(shí)系數(shù)和干容重)直至堤頂。
本發(fā)明的工作原理為平整場(chǎng)地1，在場(chǎng)地上用泥漿泵直接將疏浚泥漿充填到土工編織袋中，充滿后封好袋口，同時(shí)制作少量排水性能良好的沙袋；圍堰2施工在設(shè)計(jì)指定的圍堰底部區(qū)域內(nèi)設(shè)置一層沙袋11，然后在其上逐層設(shè)置裝有疏浚泥漿的土袋。每層土袋之間須錯(cuò)開設(shè)置，逐層進(jìn)行一定的碾壓。如圍堰高度較大，在袋裝疏浚泥漿層中，每間隔一定高度設(shè)置一層沙袋，以利疏浚泥漿土袋的排水固結(jié)。
真空井點(diǎn)降水將疏浚泥漿吹填入圍3，在泥漿面上各鋪一層土工布和竹芭，然后在竹芭上布置真空井點(diǎn)降水系統(tǒng)5，真空井點(diǎn)降水開始。
真空電滲降水當(dāng)真空井點(diǎn)管不再排水，即可在真空井點(diǎn)管的內(nèi)側(cè)布置電滲管6、安裝電滲裝置7，使真空井點(diǎn)管4和電滲裝置的陰極相連，電滲管和電滲裝置的陽極相連，真空電滲降水開始。
低能量強(qiáng)夯真空電滲降水結(jié)束后，拔除井點(diǎn)管和電滲管。然后進(jìn)行第一遍低能量強(qiáng)夯施工。經(jīng)2～3輪的低能量強(qiáng)夯后，使堤身軟土達(dá)到超固結(jié)狀態(tài)。
振動(dòng)碾壓、平整場(chǎng)地、進(jìn)行堤頂施工低能量強(qiáng)夯結(jié)束后，進(jìn)行削坡9。將削坡土分層回填至堤頂10，并按碾壓式土堤的施工方法分層壓實(shí)，直至堤頂設(shè)計(jì)標(biāo)高。
本發(fā)明的加固原理為a、疏浚泥漿直接充填土袋圍堰的原理利用土工編織袋只透水而不透泥砂的反濾特性，泥漿中的水分被濾掉，而泥砂則保留在土袋內(nèi)；同時(shí)，土袋內(nèi)的泥砂在碾壓、上覆荷重等共同作用下，在泥漿中水分逐步被濾出的同時(shí)，土袋形狀趨于扁平，土袋周長(zhǎng)會(huì)伸長(zhǎng)，其結(jié)果必然在袋子中產(chǎn)生一個(gè)張力(稱袋子張力)。袋子張力又反過來約束袋子中的土體，使土體問的接觸力增大，從而使袋內(nèi)土體的強(qiáng)度較大幅度地得到提高。
b、疏浚泥漿直接筑堤的加固原理1)吹填入圍的疏竣泥漿在真空井點(diǎn)降水所對(duì)應(yīng)的降水預(yù)壓荷載作用下，泥漿中相當(dāng)一部分自由水排出，含水量降低，泥漿得到初步固結(jié)。
2)真空井點(diǎn)降水結(jié)束后，真空電滲降水開始。得到初步固結(jié)的泥漿在電泳、電滲和烘烤及真空吸力的共同作用下，將大部分孔隙水經(jīng)由真空管排出，土體含水量大幅度降低，最終達(dá)到強(qiáng)夯(低能量)所需的最佳含水量，為下一輪的低能量強(qiáng)夯創(chuàng)造條件。
3)真空電滲降水結(jié)束后，低能量強(qiáng)夯開始，堤身土在夯擊能下被動(dòng)力擠密達(dá)到超固結(jié)，最終使堤身土的抗剪強(qiáng)度提高到滿足在最不利荷載組合下的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的要求。
4)低能量強(qiáng)夯結(jié)束后，即可削坡分層碾壓筑堤至設(shè)計(jì)標(biāo)高。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際工程檢測(cè)知，真空電滲降水處理后的堤身土含水率已接近塑限，這為削坡后分層碾壓達(dá)到碾壓筑堤所需要求而不產(chǎn)生橡皮土創(chuàng)造了條件。
本發(fā)明未詳述部分如真空井點(diǎn)降水、真空電滲降水等均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種疏浚泥漿直接筑堤法，其特征是它主要由以下步驟組成第一步，進(jìn)行土袋圍堰施工，即在設(shè)計(jì)圍堰所在場(chǎng)地上直接逐層鋪設(shè)灌裝有疏浚泥漿的泥漿土工袋，或先在設(shè)計(jì)圍堰所在場(chǎng)地上先鋪1～2層裝有中粗砂或粗粒料的土工袋并用中小型振動(dòng)器碾壓使之平整壓實(shí)，然后再在平整壓實(shí)的中粗砂或粗粒料的土工袋層上逐層鋪設(shè)灌裝有疏浚泥漿的泥漿土工袋，每鋪設(shè)一層用中小型振動(dòng)碾碾壓，直至達(dá)到設(shè)定高度，鋪設(shè)過程中同一層相鄰泥漿土工袋之間應(yīng)通過連接帶相連，相鄰層之間的泥漿土工袋呈錯(cuò)位搭接布置；第二步，圍堰施工結(jié)束后，將疏浚泥漿吹入圍堰中至設(shè)計(jì)標(biāo)高；第三步，利用真空井點(diǎn)降水法對(duì)圍堰中的泥漿進(jìn)行脫水固化處理；真空井點(diǎn)降水時(shí)間為5～7天，當(dāng)平衡系數(shù)大于0.75時(shí)即可結(jié)束真空井點(diǎn)降水；第四步，在真空井點(diǎn)降水結(jié)束后，利用真空電滲降水法對(duì)圍堰中的泥漿作進(jìn)一步的脫水固化處理，真空電滲降水時(shí)間為15～20天，當(dāng)場(chǎng)地土泛白并在靠近正極電滲管處的土出現(xiàn)裂縫時(shí)即可結(jié)束電滲降水；第五步，去除真空井點(diǎn)降水及真空電滲降水過程中安裝的設(shè)施，然后進(jìn)行低能量強(qiáng)夯，直至圍堰中的軟土的固結(jié)強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏浚泥漿直接筑堤法，其特征是在圍堰的外側(cè)表面設(shè)置有一層帶有草籽的生態(tài)型土袋，其尺寸通常為0.4m×0.4m×0.1m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏浚泥漿直接筑堤法，其特征是在低能量強(qiáng)夯結(jié)束后進(jìn)行削坡回填筑堤頂作業(yè)，每次削坡筑堤的厚度控制在0.3～0.5m，并利用振動(dòng)碾壓進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，使壓實(shí)系數(shù)和干容重滿足碾壓筑堤指標(biāo)要求，直至堤頂，完成整個(gè)削坡筑堤頂工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏浚泥漿直接筑堤法，其特征是所述的低能量強(qiáng)夯時(shí)先在圍堰中的軟土表面鋪一層0.3～0.5m的填料，然后以500～800kNm的夯擊能進(jìn)行第一遍低能量強(qiáng)夯，各夯擊點(diǎn)呈梅花形或等邊三角形布置，每個(gè)夯擊點(diǎn)夯擊1～2擊，當(dāng)最后二擊貫入量小于100mm時(shí)，結(jié)束第一遍低能量強(qiáng)夯結(jié)束；然后以800～1000kNm的夯擊能進(jìn)行第二遍低能量強(qiáng)夯，各夯擊點(diǎn)呈梅花形或等邊三角形布置，每個(gè)夯擊點(diǎn)夯擊2～3次；最后再以1000～120okNm的夯擊能進(jìn)行第三遍低能量強(qiáng)夯，并使夯印搭接，每點(diǎn)夯擊1～2次。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏浚泥漿直接筑堤法，其特征是在真空井點(diǎn)降水時(shí)在泥漿中豎插的相互平行的復(fù)合井點(diǎn)管的管長(zhǎng)為6～8m，濾頭長(zhǎng)為5～7m，井點(diǎn)管之間的前后、左右間距均為2m，各豎插的井點(diǎn)管均與連接臥管相連，連接臥管與集水總管相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的疏浚泥漿直接筑堤法，其特征是在進(jìn)行真空電滲降水時(shí)首先在真空井點(diǎn)降水時(shí)使用的復(fù)合井點(diǎn)管的外圍布置鍍鋅管作為電滲管，電滲管與復(fù)合井點(diǎn)管按等腰三角形布置，且電滲管的長(zhǎng)度大于復(fù)合井點(diǎn)管不少于1m，電滲管之間用導(dǎo)電夾相連，電滲管、進(jìn)點(diǎn)管分別與相應(yīng)電滲降水儀的正、負(fù)極相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏浚泥漿直接筑堤法，其特征是所述的大型土工袋的尺寸為1m×1m×0.3m，土工袋的單位重量≥100g/m3，含有1％的聚丙烯抗老化劑，其經(jīng)緯密度≥75×44的編織袋，袋的外側(cè)附有吊繩。
全文摘要
一種疏浚泥漿直接筑堤法，屬于筑堤技術(shù)領(lǐng)域，其特征是它主要由土袋圍堰施工、吹泥入圍堰、真空井點(diǎn)降水、真空電滲降水及低能量強(qiáng)夯等步驟組成。它解決了現(xiàn)有的利用泥漿筑堤中存在的需要大量砂石、且抗剪強(qiáng)度低、造價(jià)高、周期長(zhǎng)的問題，具有所筑圍堤強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、施工進(jìn)度快工期短的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E02B3/10GK101078207SQ200710024390
公開日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月15日
發(fā)明者張志鐵, 劉斯宏 申請(qǐng)人:張志鐵, 劉斯宏