CN101357817A - 一种加快吹填淤泥排水固结速度的立体网络状排水装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种加快吹填淤泥排水固结速度的立体网络状排水装置。该装置由波纹管、塑料排水板、抽排水管组成，波纹管的侧壁上均匀布设进水孔，外部包裹土工滤布，波纹管的底部装填50cm至60cm的中粗砂，塑料排水板与波纹管采用土工滤布包扎连接，抽排水管的下部加工成花管，插入波纹管底部的中粗砂中，抽排水管的上部通过接头与外部抽排水系统相连，形成立体网络状排水装置，在淤泥吹填和固结规程中排水管网可以与外部的抽排水设备相连，实现全过程排水，使排水效率和速度提高。

Description

一种加快吹填淤泥排水固结速度的立体网络状排水装置
技术领域
本发明涉及土力学工程中一种加快吹填淤泥排水固结速度的立体网络状排水装置，使淤泥的排水固结速度加快，以达到加快沉积淤泥排水固结的目的。
背景技术
目前国内外采用淤泥进行吹填造地时，一般都是采用先建围堰，然后用吹填设备向围堰中吹填泥水浆液，让土颗粒在自重作用下沉积在围堰中，为保证有足够的土颗粒沉积到围堰中，就需要不断向围堰中吹填泥水浆液。为了加快土颗粒的沉积速度、增加土颗粒的沉积数量，一般是采用在围堰的入口一端吹填泥水浆，在围堰的另一端开一个泥水出逸口，这样使泥浆中的土颗粒从入口流向出逸口的过程中沿程逐步沉积，有一部分未沉积的土颗粒在出逸口随泥水流失，在围堰大小相同的情况下，土颗粒平均粒径越小、流速越大，土颗粒流失的比例也越大。这种淤泥吹填方法存在土颗粒流失量大，吹填效率低的缺点。
在吹填完成后，由于吹填的淤泥固结性能差出，吹填以后要经过很长时间才能自然沉积固结，待表面形成硬壳后方可进行加固处理。为使沉积下来的淤泥尽快固结以达到使用要求，就需要采取一定的技术措施对沉积下来的淤泥进行处理，目前采用的方法有插塑料排水板、或设置砂井，再配合真空预压、堆载预压、堆载与真空预压联合及真空降水加振动或强夯方法。这些加速固结的方法都是在吹填完成后再在沉积下来的淤泥中进行排水通道的设置，而且增设在淤泥内部的排水通道都是垂直向的，在淤泥内部没有水平向排水通道，水平方排水通道主要集中在淤泥的表面，由于淤泥的渗透系数较小，单纯的垂直向排水通道往往使沉积淤泥的排水固结时间较长，使得排水效率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种加快吹填淤泥排水固结速度的立体网络状排水装置，该装置由波纹管(1)、垂直向抽排水管(6)、纵向积水管(9)、横向积水管(10)、总积水管(12)与抽排水设备(13)、塑料排水板(5)、土工滤布(4)；其特征在于：将波纹管(1)加工成分层吹填淤泥厚度20cm至30cm的规格，并在波纹管(1)上按2cm至4cm的间距沿波纹管管壁(2)在径向和轴向打2mm至4mm的波纹管排水孔(3)，波纹管(1)的底部和侧壁用土工滤布(4)包裹好，并在波纹管(1)的底部装填50cm至60cm的中粗砂(8)，波纹管(1)以间距2m至3m按正方形布置，在围堰的吹填区域内定位、波纹管(1)的底部安放在围堰的底部(18)铺设好的粗砂(19)上，塑料排水板(5)在水平方向上按纵、横两个方向通过土工滤布(4)包扎在波纹管(1)上，，塑料排水板(5)在垂直方向的间距为60cm至120cm，垂直向抽排水管(6)的下部加工成花管(7)，插入波纹管(1)底部的中粗砂(8)中，垂直向抽排水管(6)的上部通过管接头(11)与纵向积水管(9)及横向积水管(10)连接好，纵向积水管(9)及横向积水管(10)再与总积水管(12)连接，总积水管(12)与抽排水设备(13)相连，形成立体网络状排水通道。根据淤泥吹填的情况，可以在垂直方向不断延伸加长，采用分层、分阶段进行排水管网的架设安装。
波纹管(1)、塑料排水板(5)的尺寸可以根据要求采用不同的规格。
垂直向抽排水管(6)纵向积水管(9)、横向积水管(10)、总积水管可以采用钢管或高强度PVC管。
在上述加快吹填淤泥排水固结的装置中，由于利用装置的水平向和垂直向排水通道形成的立体网络状排水通道进行吹填过程及固结过程的抽排水，使得泥浆在中的水分排出渠道更多，且均匀，因此可以使泥水分离速度大大加快，土颗粒沉降速度也相应加快。此外，由于该加快吹填淤泥排水固结的装置垂直向排水通道是采用包裹有土工滤布的波纹管，波纹管在其轴向可以伸缩，用作水平向排水通道的塑料排水板采用土工滤布包扎在波纹管外壁上，因此，在垂直向对吹填淤泥的固结沉降产生约束作用较小，而且在垂直向抽排水管抽出后还可以向波纹管内装填中粗砂，形成复合砂井，使垂直向排水通道继续保持畅通。
水平向排水通道在吹填前与垂直向排水通道形成有效的连接，这种结构加工简单，排水效果容易保证。
为避免在排水管网的外壁在淤泥吹填过程中形成较厚的泥皮而增大井阻，在淤泥吹填过程中可以振动排水管架，使附着在排水管网外壁多余的土颗粒脱离而沉降到围堰中。
由于排水管网是在淤泥吹填前安设好，避免了常规方法在后期设置排水体时涂抹作用。
采用水平向与垂直向排水通道相结合的立体式抽排水网架，一方面会使吹填的淤泥浆流速均匀化，另一方面还会加速土颗粒的沉降，通过排水管网的排水作用还加速了水分的排出，减少土颗粒的流失。实现全过程排水，使排水效率和速度提高。
立体式抽排水网架还可以根据淤泥吹填的情况在垂直方向不断延伸加长，可以采用分层、分阶段进行排水管网的架设安装。
附图说明
图1是本发明一种加快吹填淤泥排水固结的立体网络状排水装置平面图。
图2是本发明一种加快吹填淤泥排水固结的立体网络状排水装置剖视图。
如图所示：波纹管1、波纹管管壁2、波纹管排水孔3、土工滤布4、塑料排水板5、垂直向抽排水管6、花管7、中粗砂8、纵向积水管9、横向积水管10、管接头11、总积水管12、抽排水设备13、波纹管与排水管连接件14、淤泥浆15、土颗粒16、水17、围堰底部18、粗砂19、沉积淤泥20。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。图1是本发明一种加快吹填淤泥排水固结的立体网络状排水装置按正方形布置的平面图，图2是本发明一种加快吹填淤泥排水固结的立体网络状排水装置剖视图。在淤泥吹填前，在围堰的底部17铺设5cm至10cm的粗砂18，再根据预先定好的淤泥分层吹填厚度，将波纹管1加工成较分层吹填淤泥厚度20cm至30cm的规格，并在波纹管1上按2cm至4cm的间距沿波纹管管壁2在径向和轴向打2mm至4mm的波纹管排水孔3，然后将波纹管1的底部和侧壁用土工滤布4包裹好，并在波纹管1的底部装填50cm至60cm的中粗砂8，波纹管1以间距2m至3m按正方形布置，在围堰的吹填区域内定位、布置好，波纹管1的底部与围堰的底部18事先铺设好的粗砂19保持良好接触，塑料排水板5在水平方向上按纵、横两个方向通过土工滤布4包扎在波纹管1上，并保证塑料排水板5与波纹管1的侧壁接触良好，塑料排水板5在垂直方向的间距为60cm至120cm，然后在波纹管1内的中粗砂8中插入带花管7的垂直向抽排水管6，垂直向抽排水管6的上部通过管接头11与纵向积水管9及横向积水管10连接好，纵向积水管9及横向积水管10再与总积水管12连接，总积水管12与抽排水设备13相连。
在进行淤泥吹填时，淤泥浆15吹填到围堰中，淤泥浆15中直径较大的土颗粒16会较快地沉降到围堰底部，而直径较小的土颗粒16则沉降速度较慢，仍然和水17混合在一起，以淤泥浆15的形式存在。由于塑料排水板5和包裹有土工滤布4、并在波纹管管壁2上设有波纹管排水孔3的波纹管1都是较好的透水材料，在淤泥浆15中的水17很容易进入塑料排水板5和波纹管1中，而土颗粒16则不能进入塑料排水板4和波纹管1中。此时开启抽排水设备13，进入波纹管1中的水17通过中粗砂8和花管7进入垂直向抽水管6中，进入垂直向抽水管6中的水17在抽排水设备13所现成的负压作用下，向上汇集到纵向积水管9和横向积水管10中，再汇集到总积水管12中，由抽排水设备13排出到围堰外。由于抽排水设备13在淤泥吹填过程中不断将水17抽排出围堰，进入波纹管1中的水17的水面就可以维持在不超过中粗砂8的表面，这样就在围堰中淤泥浆15和波纹管1中形成水头差，淤泥浆15中的水17就会通过塑料排水板5和设在波纹管管壁2上的波纹管排水孔3加入波纹管1中，再汇集到中粗砂8内，泥浆15中的土颗粒16由于絮凝作用，泥水进一步分离，水17不断排出，而土颗粒16则不断沉降到围堰中，使得淤泥在吹填过程中的排水速度大大加快。沉降到围堰底部18粗砂19上的沉积淤泥20中的水17也会在固结过程中通过塑料排水板5和设在波纹管管壁2上的波纹管排水孔3加入波纹管1内，使土体排水固结的速度大大加快。
如果需要吹填的淤泥厚度较大，还可以分多层进行吹填，一层吹填完成后，对表面进行简单的处理，使施工人员能够进入围堰内部，将纵向积水管9和横向积水管10与垂直向抽水管6的管接头11拆开，再将垂直向抽水管6加长到预定长度，将波纹管1在垂直向加长，并将接头处用土工滤布4包裹好，塑料排水板5在水平方向上按纵、横两个方向通过土工滤布4包扎在波纹管1上，然后再重复前述的吹填加固方法对吹填淤泥进行初步排水固结，待吹填到预定的高度后，即可进行采用真空预压、堆载、堆载与真空预压联合及真空降水加振动或强夯方法，对沉积淤泥20进行进一步的加固处理。
采用上述加快吹填淤泥排水固结的立体网络状排水装置，一方面不需要额外加工特殊的材料就可以形成加快水从泥浆中排出的通道，从而以十分简单的结构实现了水迅速从泥浆中排出；另一方面由于水平向和垂直向的排水通道都是在淤泥吹填前安设好，解决了在吹填好的淤泥内部设置水平向排水通道的难题，并避免了后期设置垂直向排水体时涂抹作用造成已沉积土层渗透系数进一步下降的情况出现；再者，垂直向积排水通道采用波纹管，用作水平向排水通道的塑料排水板采用土工滤布包扎在波纹管外壁上，不但可以减小对土层固结沉降的约束作用，还可以在波纹管内装填砂石等透水性强的材料形成复合砂井，便于和真空预压、堆载、堆载与真空预压联合使用，或真空降水加振动或强夯方法等进一步的加固处理方法相配，以达到加快沉积淤泥排水固结的目的。

Claims (4)

1.一种加快吹填淤泥排水固结速度的立体网络状排水装置，其包括波纹管(1)、垂直向抽排水管(6)、纵向积水管(9)、横向积水管(10)、总积水管(12)与抽排水设备(13)、塑料排水板(5)、土工滤布(4)；其特征在于：将波纹管(1)加工成分层吹填淤泥厚度20cm至30cm的规格，并在波纹管(1)上按2cm至4cm的间距沿波纹管管壁(2)在径向和轴向打2mm至4mm的波纹管排水孔(3)，波纹管(1)的底部和侧壁用土工滤布(4)包裹好，并在波纹管(1)的底部装填50cm至60cm的中粗砂(8)，波纹管(1)以间距2m至3m按正方形布置，在围堰的吹填区域内定位、波纹管(1)的底部安放在围堰的底部(18)铺设好的粗砂(19)上，塑料排水板(5)在水平方向上按纵、横两个方向通过土工滤布(4)包扎在波纹管(1)上，，塑料排水板(5)在垂直方向的间距为60cm至120cm，垂直向抽排水管(6)的下部加工成花管(7)，插入波纹管(1)底部的中粗砂(8)中，垂直向抽排水管(6)的上部通过管接头(11)与纵向积水管(9)及横向积水管(10)连接好，纵向积水管(9)及横向积水管(10)再与总积水管(12)连接，总积水管(12)与抽排水设备(13)相连，形成立体网络状排水通道。
2.根据权利要求1所述的一种加快吹填淤泥排水固结速度的立体网络状排水装置，根据淤泥吹填的情况，可以采用分层、分阶段进行排水管网的架设安装。
3.根据权利要求1所述的一种加快吹填淤泥排水固结速度的立体网络状排水装置，其特征在于波纹管(1)、塑料排水板(5)的尺寸可以根据要求采用不同的规格。
4.根据权利要求1所述的一种加快吹填淤泥排水固结速度的立体网络状排水装置，其特征在于：垂直向抽排水管(6)纵向积水管(9)、横向积水管(10)、总积水管可以采用钢管或高强度PVC管。
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