專利名稱：利用疏浚土充灌筑堤的大型充灌袋筑堤方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用吹填土進(jìn)行筑堤的大型充灌袋筑堤方法，以及這種方法所使用的吹填土充灌袋的充灌設(shè)備。國家高科技研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)資助(課題編號(hào)2012AA112509)。
背景技術(shù)：
目前圍海工程和航道建設(shè)工程中圍堤、防波堤的筑堤一般采用拋石擠淤、爆破擠淤或者采用充灌砂的大型充灌袋技術(shù)開展，采用拋石擠淤、爆破擠淤將需要大量開采山石，對(duì)區(qū)域環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，也將損耗大量的資源，嚴(yán)重背離了我國當(dāng)前以轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式中的資源節(jié)約型和環(huán)境保護(hù)型經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，采用充灌砂的大型充灌袋筑堤技術(shù)也將消耗大量砂石資源，同樣嚴(yán)重背離了我國當(dāng)前以轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式中的資源節(jié)約型和環(huán)境保護(hù)型經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，并且將大量增加筑堤成本。而在圍海工程和航道建設(shè)工程的圍海疏浚造地和航道疏浚工程中，將產(chǎn)生大量的疏浚土，很大部分疏浚土為海底底層殘積土，尤其在航道建設(shè)工程中疏浚產(chǎn)生的殘積土儲(chǔ)量大，部分疏浚土將成為棄土。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用吹填土進(jìn)行筑堤的大型充灌袋筑堤方法，以及這種方法所述使用的利用吹填土進(jìn)行筑堤的大型充灌袋筑堤設(shè)備，該設(shè)備包括；吹填土充灌袋的充灌袋的充灌設(shè)備，以及堤下的抽真空裝置。這種技術(shù)所要解決的技術(shù)問題，是利用工程建設(shè)中的疏浚土解決當(dāng)前圍海工程和航道建設(shè)工程中圍堤、防波堤的傳統(tǒng)筑堤材料缺乏問題，同時(shí)降低筑堤建設(shè)成本，保護(hù)環(huán)境。完成上述發(fā)明任務(wù)的技術(shù)方案是，一種利用吹填土進(jìn)行筑堤的大型充灌袋筑堤方法，其特征在于，步驟如下，
(1).設(shè)計(jì)計(jì)算堤下軟土地基塑料排水板深度和間距離，按設(shè)計(jì)要求完成排水板施工并安裝軟土地基中監(jiān)測(cè)設(shè)施；
(2).完成砂被層和軟土排各一層施工；
(3).按設(shè)計(jì)計(jì)算所需充灌袋大小和數(shù)量采用設(shè)計(jì)要求的滌綸機(jī)織布加工大型充灌袋備
用；
(4).安裝疏浚土充灌設(shè)備，包括料倉或料池，和泥漿泵、濃漿泵和剛性輸料管線的相互連接和安裝調(diào)試試運(yùn)行，疏浚土充灌設(shè)備連接；如圖2所示。(5).安裝抽真空裝置。本申請(qǐng)推薦，該抽真空裝置由離心泵，射流真空腔和循環(huán)水箱組成。抽真空裝置按設(shè)計(jì)位置布置安裝在排水溝內(nèi)，整個(gè)抽真空裝置的安裝高程在允許的情況下應(yīng)盡量降低，尤其是循環(huán)水箱，有利于抽出水的排出。抽真空裝置安裝示意圖如圖I所示。(6).鋪設(shè)疏浚土充灌袋下抽真空排水管網(wǎng)。抽真空排水管網(wǎng)包括主管、濾管,主管、濾管均為C>76mmPVC管,濾管上分布均勻的05mm孔洞以利吸氣、吸水，濾管外包裹針刺無紡?fù)凉げ?，主管和濾管一起構(gòu)成真空預(yù)壓法中吸水管，主管和濾管的加長連接接頭均采用螺紋鋼絲橡膠軟管制成的兩通接頭連接，長度在300mm左右，兩通接頭采用的螺紋鋼絲橡膠軟管應(yīng)能適應(yīng)地面的不均勻變形情況，連接處必須密封 ，同時(shí)用10號(hào)或12號(hào)鐵絲扎牢；主管和濾管相互連接應(yīng)采用三通和四通連接，三通和四通均用76mm鋼管制成，三通和四通與各管的連接應(yīng)由兩通接頭連接。主管和濾管布置型式采用條狀、梳子狀或其它合適的形狀，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。(7).充灌疏浚土的充灌袋鋪設(shè)和充灌施工。如圖4所示工藝流程，將前期加工完成的大型充灌袋平鋪在已完成抽真空排水管網(wǎng)鋪設(shè)的堤體上并準(zhǔn)確定位后進(jìn)行疏浚土充灌施工，充灌施工同時(shí)安裝該層充灌袋體的相關(guān)監(jiān)測(cè)和檢測(cè)預(yù)埋設(shè)施；
同時(shí)，用河砂或海砂充灌若干砂袋；堤體結(jié)構(gòu)采用一層充灌疏浚土袋、再碼放一層砂袋；形成疏浚土土層與砂層相互交替的結(jié)構(gòu)型式；
(8).安裝堤表密封系統(tǒng)。該堤表密封系統(tǒng)由雙層針刺無紡?fù)凉げ己头罎B土工膜以及密封體組成，堤表密封系統(tǒng)安裝示意圖如圖I所示；
⑶.疏浚土充灌袋充灌完成后開啟抽真空系統(tǒng)加速疏浚土充灌體的排水固結(jié)，同步開展相關(guān)監(jiān)測(cè)和檢測(cè)工作，下一層充灌袋體施工時(shí)間根據(jù)監(jiān)測(cè)和檢測(cè)資料確定；
CO).利用疏浚土充灌筑堤的堤體升高全過程及時(shí)完成外海側(cè)護(hù)面結(jié)構(gòu)和內(nèi)海側(cè)的護(hù)坡結(jié)構(gòu)以加強(qiáng)對(duì)堤體的保護(hù)。完成本申請(qǐng)第二個(gè)發(fā)明任務(wù)的方案是，以上利用吹填土進(jìn)行筑堤的大型充灌袋筑堤方法所使用的吹填土充灌袋的充灌設(shè)備，設(shè)有存放疏浚土的料倉或料池，其特征在于，在該料倉或料池上設(shè)有泥漿泵吸料管和濃漿泵進(jìn)料管；所述的泥漿泵吸料管與泥漿泵進(jìn)料口連接，該泥漿泵的出料口通過泥漿泵輸料管與濃泥漿泵進(jìn)料口連接；所述的濃漿泵進(jìn)料管也與濃漿泵進(jìn)料口連接，該濃漿泵出料口通過濃漿泵輸料管與充灌袋連接。本發(fā)明的利用疏浚土充灌筑堤的大型充灌袋筑堤技術(shù)，包含以下幾個(gè)部分
1、疏浚土(袋)和砂(袋)互層的堤體結(jié)構(gòu)。利用疏浚土充灌筑堤的大型充灌袋筑堤技術(shù)中堤體結(jié)構(gòu)采用充灌疏浚土的充灌袋和充灌砂的充灌袋互層的結(jié)構(gòu)型式，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖I所示。如圖I所示利用疏浚土充灌筑堤的大型充灌袋筑堤技術(shù)的堤體結(jié)構(gòu)包括堤下軟土地基排水板，原地面線上為砂被，其上為軟體排，軟體排以上采用一層充灌疏浚土的充灌袋和一層充灌砂的充灌袋互層結(jié)構(gòu)型式作為堤體，堤身外海側(cè)隨堤身升高采用無紡?fù)凉げ?袋裝碎石+開山石(或二片石)+2t四腳空心方塊的護(hù)面結(jié)構(gòu)進(jìn)行防沖保護(hù)，堤身內(nèi)海側(cè)隨堤身升高采用無紡?fù)凉げ?袋裝碎石+開山石(或二片石)的護(hù)坡結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)；
2、疏浚土充灌設(shè)備。疏浚土充灌采用大功率濃漿泵以降低充填袋內(nèi)的含水量，提高充填袋內(nèi)固體物的比例，配套設(shè)備包括料倉(池)和泥漿泵，料倉(池)以保重疏浚土充灌袋充灌施工全過程有足夠料源供應(yīng)，配套泥漿泵是在濃漿泵不能自動(dòng)從料倉(池)吸入疏浚土的水土混合體時(shí)用泥漿泵將其泵送進(jìn)入濃漿泵進(jìn)料口 ；濃漿泵出口接直徑不小于10英寸剛性輸料管道，剛性輸料管道出口末端插入充灌袋預(yù)留袖口，疏浚土充灌設(shè)備連接及工作方式示意圖如圖2所示；利用疏浚土充灌筑堤的大型充灌袋筑堤技術(shù)中灌砂充灌袋的充灌施工仍采用高壓水槍加泥漿泵的水沖泵送施工方式進(jìn)行；
3、疏浚土充灌袋下部抽真空排水管管網(wǎng)。排水管網(wǎng)由主管加濾管組成,主管、濾管的作用是傳遞真空壓力和將膜下氣、水，通過這兩種管道輸送到膜外抽真空裝置的水箱內(nèi)。濾管管璧設(shè)置吸水孔，濾管上分布均勻的05mm孔洞以利吸氣和吸水，濾管外包裹反濾土工布，主管和濾管一起構(gòu)成真空吸氣、水管。主管和濾管的加長連接接頭均采用螺紋鋼絲橡膠軟管制成的兩通接頭連接，長度在300mm左右，兩通接頭采用的螺紋鋼絲橡膠軟管應(yīng)能適應(yīng)地面的不均勻變形情況，連接處必須密封，同時(shí)用10號(hào)或12號(hào)鐵絲扎牢；主管和濾管相互連接應(yīng)采用三通和四通連接，三通和四通均用76mm鋼管或U-PVC管制成，三通和四通與各管的連接應(yīng)由兩通接頭連接。主管和濾管布置型式采用條狀、梳子狀或其它合適的形狀，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示；
4、抽氣系統(tǒng)和堤表密封系統(tǒng)。堤表密封系統(tǒng)由雙層針刺無紡?fù)凉げ己头罎B土工膜以及密封體組成；抽氣系統(tǒng)采用抽真空裝置，抽真空裝置一般由離心泵，射流真空腔和循環(huán)水箱組成，抽真空裝置設(shè)置數(shù)量按800 IOOOmVl套抽真空裝置的原則進(jìn)行設(shè)置。抽真空裝置按設(shè)計(jì)位置布置安裝在內(nèi)海側(cè)低位置的排水溝內(nèi)，整個(gè)抽真空裝置的安裝高程在允許的情況下應(yīng)盡量降低，尤其是循環(huán)水箱，有利于抽出的氣和水的排出。堤表密封系統(tǒng)和抽氣系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)示意如圖I所示。5、堤體安全監(jiān)測(cè)和檢測(cè)系統(tǒng)。堤體安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括堤體基礎(chǔ)軟土孔隙水壓力監(jiān)測(cè)、分層壓縮變形監(jiān)測(cè)、深層水平位移監(jiān)測(cè)，堤身地表沉降監(jiān)測(cè)、堤身充灌袋壓縮變形監(jiān)測(cè)、疏浚土充灌袋中孔隙水壓力消散情況監(jiān)測(cè)、疏浚土充灌袋受力和變形監(jiān)測(cè)，疏浚土充灌袋充灌壓力監(jiān)測(cè)，堤身疏浚土充灌袋中疏浚土強(qiáng)度增長情況和規(guī)律檢測(cè)，堤體基礎(chǔ)軟土強(qiáng)度增長情況檢測(cè)，堤體安全監(jiān)測(cè)和檢測(cè)系統(tǒng)如圖I所示。本發(fā)明所述疏浚土為航道建設(shè)中深層疏浚土，粘粒含量10% 60% ;所述制作大型充灌袋材料為滌綸機(jī)織布，其材料參數(shù)如表I所示。表I充填袋材料滌綸機(jī)織布技術(shù)指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種利用吹填土進(jìn)行筑堤的大型充灌袋筑堤方法，其特征在于，步驟如下， (1).設(shè)計(jì)計(jì)算堤下軟土地基塑料排水板深度和間距離，按設(shè)計(jì)要求完成排水板施工并安裝軟土地基中監(jiān)測(cè)設(shè)施； (2).完成砂被層和軟土排各一層施工； (3).按設(shè)計(jì)計(jì)算所需充灌袋大小和數(shù)量采用設(shè)計(jì)要求的滌綸機(jī)織布加工大型充灌袋備用； (4).安裝疏浚土充灌設(shè)備，包括料倉或料池，和泥漿泵、濃漿泵和剛性輸料管線的相互連接和安裝調(diào)試試運(yùn)行，疏浚土充灌設(shè)備連接； (5).安裝抽真空裝置； (6).鋪設(shè)疏浚土充灌袋下抽真空排水管網(wǎng)； (7).充灌疏浚土的充灌袋鋪設(shè)和充灌施工； (8).安裝堤表密封系統(tǒng)，該堤表密封系統(tǒng)由雙層針刺無紡?fù)凉げ己头罎B土工膜以及密封體組成； ⑶.疏浚土充灌袋充灌完成后開啟抽真空系統(tǒng)加速疏浚土充灌體的排水固結(jié)，同步開展相關(guān)監(jiān)測(cè)和檢測(cè)工作； CO).利用疏浚土充灌筑堤的堤體升高全過程及時(shí)完成外海側(cè)護(hù)面結(jié)構(gòu)和內(nèi)海側(cè)的護(hù)坡結(jié)構(gòu)以加強(qiáng)對(duì)堤體的保護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用吹填土進(jìn)行筑堤的大型充灌袋筑堤方法，其特征在于，步驟(5)所述的抽真空裝置由離心泵、射流真空腔和循環(huán)水箱組成，該抽真空裝置按設(shè)計(jì)位置布置安裝在排水溝內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用吹填土進(jìn)行筑堤的大型充灌袋筑堤方法，其特征在于，步驟(7)所述的充灌疏浚土的充灌袋鋪設(shè)和充灌施工采用以下的工藝流程將前期加工完成的大型充灌袋平鋪在已完成抽真空排水管網(wǎng)鋪設(shè)的堤體上并準(zhǔn)確定位后進(jìn)行疏浚土充灌施工，充灌施工同時(shí)安裝該層充灌袋體的相關(guān)監(jiān)測(cè)和檢測(cè)預(yù)埋設(shè)施；同時(shí)，用河砂或海砂充灌若干砂袋；堤體結(jié)構(gòu)采用一層充灌疏浚土袋、再碼放一層砂袋；形成疏浚土土層與砂層相互交替的結(jié)構(gòu)型式。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用吹填土進(jìn)行筑堤的大型充灌袋筑堤方法，其特征在于，步驟(7)所述的灌砂充灌袋的充灌施工采用高壓水槍加泥漿泵的水沖泵送施工方式進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求廣4之一所述的利用吹填土進(jìn)行筑堤的大型充灌袋筑堤方法，其特征在于，所述的堤體結(jié)構(gòu)包括堤下軟土地基排水板，原地面線上為砂被，其上為軟體排，軟體排以上采用一層充灌疏浚土的充灌袋和一層充灌砂的充灌袋互層結(jié)構(gòu)型式作為堤體，堤身外海側(cè)隨堤身升高采用無紡?fù)凉げ?袋裝碎石+開山石或二片石+ 2t四腳空心方塊的護(hù)面結(jié)構(gòu)進(jìn)行防沖保護(hù)，堤身內(nèi)海側(cè)隨堤身升高采用無紡?fù)凉げ际b碎石十開山石或二片石的護(hù)坡結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)。
6.一種權(quán)利要求I所述的利用吹填土進(jìn)行筑堤的大型充灌袋筑堤方法所使用的吹填土充灌袋的充灌設(shè)備，設(shè)有存放疏浚土的料倉或料池，其特征在于，在該料倉或料池上設(shè)有泥漿泵吸料管和濃漿泵進(jìn)料管；所述的泥漿泵吸料管與泥漿泵進(jìn)料口連接，該泥漿泵的出料口通過泥漿泵輸料管與濃泥漿泵進(jìn)料口連接；所述的濃漿泵進(jìn)料管也與濃漿泵進(jìn)料口連接，該濃漿泵出料口通過濃漿泵輸料管與充灌袋連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的吹填土充灌袋的充灌設(shè)備，其特征在于，所述的濃漿泵出ロ接直徑不小于10英寸剛性輸料管道，該剛性輸料管道出ロ末端插入充灌袋預(yù)留袖ロ。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的吹填土充灌袋的充灌設(shè)備，其特征在于，所述的灌砂充灌袋的充灌施工采用高壓水槍加泥漿泵的水沖泵送施工方式進(jìn)行。
全文摘要
利用疏浚土充灌筑堤的大型充灌袋筑堤方法及其設(shè)備⑴．設(shè)計(jì)堤下軟土地基塑料排水板深度和間距離，完成排水板施工并安裝軟土地基中監(jiān)測(cè)設(shè)施；⑵．完成砂被層和軟土排各一層施工；⑶．采用滌綸機(jī)織布加工大型充灌袋備用；⑷．安裝疏浚土充灌設(shè)備；⑸．安裝抽真空裝置；⑹．鋪設(shè)抽真空排水管網(wǎng)；⑺．充灌袋鋪設(shè)和充灌施工；⑻．安裝堤表密封系統(tǒng)；⑼．開啟抽真空系統(tǒng)加速疏浚土充灌體的排水固結(jié)，同步開展相關(guān)監(jiān)測(cè)和檢測(cè)工作；⑽．利用筑堤的堤體升高全過程及時(shí)完成外海側(cè)護(hù)面結(jié)構(gòu)和內(nèi)海側(cè)的護(hù)坡結(jié)構(gòu)以加強(qiáng)對(duì)堤體的保護(hù)。本方法所使用的設(shè)備為吹填土充灌袋的充灌設(shè)備。本發(fā)明降低了筑堤建設(shè)成本，保護(hù)環(huán)境；保證堤體穩(wěn)定，充灌體粘粒含量<10％。
文檔編號(hào)E02D17/18GK102628273SQ20121007395
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者何寧, 何斌, 周彥章, 周榮官, 張凌, 朱群峰, 楊守華, 汪璋淳, 沈雪松, 王年香, 章為民, 鄭澄峰, 錢亞俊, 顧行文, 高長勝, 黃康理 申請(qǐng)人:水利部交通運(yùn)輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院