CN102561307B - 基于地下大通水量排水系统的排水通道防淤堵方法 - Google Patents

Abstract

基于地下大通水量排水系统的排水通道防淤堵方法，其特征在于包括以下步骤：将大通水量排水体上端开口连接软式透水管后，压入待处理超软土中直至设计深度或硬壳层，预留一段软式透水管高于地面；将软式透水管与排水分管连接，并将排水分管统一连接至排水总管，然后将排水总管连接至沉积箱的进水口，沉积箱的出水口连接另一段排水总管后连接至泵、排水管；并在打设排水体的区域铺设密封膜、压槽；开启泵抽真空；根据超软土表面沉降速率及预计处理效果，选择停止抽真空的时间。可满足对施工工期及排水固结处理后土体强度均匀性增强的要求，实现“细颗粒疏导”新思路下的防淤堵处治。

Description

基于地下大通水量排水系统的排水通道防淤堵方法

技术领域

本发明是一种基于地下大通水量排水管道体的排水通道防淤堵方法，适用于吹填土、疏浚淤泥及泥浆等超软土的快速水土分离或固结排水预处理工程。

背景技术

随着我国滩涂围垦建设事业的发展，尤其是在我国“十二五”规划纲要提出推进海洋经济发展后，对于临海陆域面积及开发速度的要求必然提升，其中围垦造地是主要措施之一。以浙江围垦工程情况为例，“十一五”期间，围垦总投入202亿元，完成围垦圈围面积63.1万亩，是“十五”的162％，同时计划在“十二五”期间滩涂围垦超100万亩，其工程量是非常可观的。其中海洋滩涂围垦所用的大部分吹填土具有含水量高、强度低及渗透性差等特点，所以在围垦陆域内进行基础建设时必须做出相应的地基处理，但由于新近围垦吹填土表层承载力难以满足基建地基处理所需的人员、机械的要求，因此须待吹填土表层固结形成一定厚度及强度的硬壳层后，方可进行基建所需的地基处理。但吹填土表面自然沉积固结形成硬壳层的过程往往需要数月乃至数年时间方可完成。为满足围垦陆域的快速开发，加快围垦投入资金的回收再利用，需对吹填土进行浅层预处理以期在短期时间内形成硬壳层，进而满足基础建设所需人员、机械的承载力要求。

目前已有的吹填土浅层预处理技术是通过向吹填土表层加铺宕渣形成硬壳层，或使用真空预压联合塑料排水板进行吹填土的浅层处理。其中，采用加铺宕渣法可实现硬壳层的快速形成，但由于开采宕渣对周边环境的破坏及宕渣的区域资源性，致使在部分围垦区域内不适用加铺宕渣法；采用真空预压联合竖向排水体法是目前最为常用的吹填土浅层处理方法，随着细砂资源的短缺及土工织物技术的不断发展，塑料排水板已渐渐代替砂井作为真空预压所用的竖向排水体。由于部分吹填土含有大量粘性细颗粒，在真空预压过程中随水流迁移并在塑料排水板表层或芯板内富集导致塑料排水板的淤堵，致使处理区域内竖向排水通道不畅，影响施工工期及处理效果。

目前塑料排水板（PVD）防淤堵方法的主要措施集中在对塑料排水板的板芯、滤膜及其粘合方式进行改进，以期推迟并缓解淤堵发生的时间及程度。但在塑料排水板抗拉强度要求下，其板芯及滤膜的改进也受到一定限制，未能很好解决处治排水板的淤堵问题；对于塑排板的成型及粘合方式的改进，在一定程度上解决了因其本身成型缝隙等因素造成的板芯内淤堵，但就粘性细颗粒含量较多的超软土而言，此种改进对滤膜淤堵的影响较小。总体而言，传统塑排板防淤堵方法是在地下预防淤堵情况，主要考虑的是排水通道的无缝成型、滤膜表层结构的合理调整以期减少板型淤堵及滤膜细颗粒的依附，其技术要求较为复杂且处理效果难以保证，不能满总工程的实际要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于地下大通水量排水体的排水通道防淤堵方法，借助大通水量排水体，调整滤膜等效孔径的，使部分粘性细颗粒经大通水量排水体的内径输运至地面，并经地面二次过滤设备过滤，从传统的“地下防堵”转变为“地下疏导地上过滤”，从而解决排水固结过程中排水通道的淤堵问题。

为了实现上述的目的，发明采用了以下技术方案：

基于地下大通水量排水体的排水通道防淤堵方法，所述的地下大通水量排水体包括竖向排水体，在竖向排水体上部接口依次连接软式透水管、排水分管及总管，地面沉积箱及排水泵，并且在竖向排水体的外壁设有滤孔，外围设置滤膜；竖向排水体的底部为锥形，便于打设，且竖向排水体上可设置横向排水体；排水体可为圆管、方管及多边形管，排水体长度选取与处理泥浆的含水率及其排水压缩特性有关，其材料选取采用铁质、钢质或塑料（PVC、PE或者HDPE）。

所述的沉积箱为长方体或圆柱形密封箱体，在箱体相对的两侧壁上设置进水口与出水口，进水口低于出水口；箱体内部水流横截面方向设置滤板卡口，滤板经该卡口可拆卸式地安装在箱体内，等效孔径较小的滤膜，滤膜可采用普通塑排板外包滤膜；

箱体侧壁开有观察窗和活动门，观察窗及活动门与箱体之间设置橡胶密封条；

所述的竖向排水体的材料为铁质、钢质或塑料，所述的塑料为PVC、PE或者HDPE；

基于地下大通水量排水体的排水通道防淤堵方法，其特征在于，包括以下的步骤：

（1） 人工或机械牵引下将大通水量排水体按设计要求放置在预定打设位置，采用人工静压法将其压入待处理超软土中直至设计深度或硬壳层，预留一段软式透水管高于地面；

（2） 待一定区域大通水量排水体集中打设完毕后，将软式透水管与排水分管连接，并将排水分管统一连接至排水总管，然后将排水总管连接至沉积箱的进水口，出水后连接另一段排水总管后连接至泵，在打设区域铺设密封膜及压槽工作；

（3） 开启泵抽真空，开始抽水；随固结排出水流产生迁移的部分粘性细颗粒，通过大通水量排水体外部的滤膜进入排水体内，并经其中空排水体的内腔及软式透水管、排水分管及总管输运至地面沉积箱，含细颗粒的浑浊泥水在沉积箱内经滤板过滤沉淀，经排水管排出；根据出水管出水量及沉积箱内滤膜前后区域的浑浊情况，定期更换沉积箱内的滤膜并进行冲洗；

（4） 根据超软土表面沉降速率及预计处理效果，选择停止抽真空的时间。

在大通水量排水体骨架结构外部通过人工捆扎或热熔成型的方式使滤膜及滤布固定在排水体的骨架，在两者连接处的缝隙通过化学粘合剂进行密封，以防大粒径颗粒进入排水体骨架堵塞排水内腔。大通水量排水体上部结构与软式透水管相连，软式透水管与地面的排水分管及总管相连，形成排水通道系统；排水总管与沉积箱连接后，再与抽真空设备连接，形成真空预压负压传递系统。泥水在沉积箱内过滤沉积，实现二次过滤，并对地表沉降箱内的滤板进行拆卸冲洗，保证排水通道的长期畅通，同时保证真空设备的安全性。

    排水体可为单向竖向排水体或带有横向排水通道的竖向排水体，骨架结构的长度选取与处理泥浆的含水率及其排水压缩特性有关，其材料选取采用铁质、钢质或塑料（PVC、PE或者HDPE）。

沉积箱箱体侧面开有观察窗，其材料可为钢化玻璃或有机玻璃；在观察窗后一定距离设置活动门，观察窗及活动门周边采用橡胶密封条进行处理。可通过减小箱内压力的方式打开活动门打开，滤板可通过带槽固定卡口取出。

大通水量排水体因其自身骨架材料的抗拉强度大，不会发生类似塑排板因抗拉强度不足而造成的拉裂现象，故其滤膜强度及等效孔径的选择范围有所扩大。可满足对施工工期及排水固结处理后土体强度均匀性增强的要求，实现“细颗粒疏导”新思路下的防淤堵处治。

附图说明

图1单向竖向大通水量排水体正视图及剖面图；

图2是图1的俯视图；

图3带有横向排水通道的竖向排水体正视图及剖面图；

图4是图3的俯视图；

图5是沉积箱正视图；

图6是图5的俯视图；

图7是图5的左视图；

图8基于竖向单向大通水量排水体防淤堵系统施工方法的示意图；

图9是基于地下大通水量排水体的排水通道防淤堵布置示意图。

图中：1-上部接口、2-排水体骨架、3-排水体内腔、4-滤孔、5-滤膜、6-尖底、7-竖向排水体、8-横向排水体、、10-进水口、11-箱体侧壁、12-滤板卡口、13-橡胶密封条、14-出水口、15-滤板、16-观察窗、17-活动门、18-沉积箱、19-软式透水管、20-排水分管、21-排水总管、22-真空泵、23-排水管。

具体实施实例

图1为单向竖向大通水量排水体正视图及剖面图、图2是图1的俯视图、图3带有横向排水通道的竖向排水体正视图及剖面图；图4是图3的俯视图；参照图1-4所示，基于地下大通水量排水体的排水通道防淤堵方法，其中所提及的地下大通水量排水体包括竖向排水体骨架2，排水体的骨架材料可选用铁质、钢质或塑料（如PVC、PE或者HDPE），并将选定一定等效孔径的滤布或滤膜通过人工捆扎或热熔成型方式使其依附于排水体的骨架，形成竖向单向大通水量排水体7，在竖向排水体7上部接口1连接软式透水管19，然后将地下排水管道体人工或机械压入待处理的高含水率超软土中，然后将软式透水管依次连接排水分管20及排水总管21，沉积箱18及排水泵22形成排水通道防淤堵系统。并且在竖向排水体的外壁设有滤孔4，外围设置滤膜5；竖向排水体7的底部设置锥形尖底6，便于打设，且竖向排水体上可设置横向排水体8。

图5是沉积箱正视图，图6是图5的俯视图，图7是图5的左视图，参照图5、6、7所示，沉积箱18为长方体或圆柱形密封箱体，可采用钢质或铁质材料，开口处可采用玻璃胶进行密封处理。在箱体相对的两侧壁上设置进水口10与出水口14，进水口10低于出水口14；箱体内部水流横截面方向设置滤板卡口12，滤板15经该卡口12可拆卸式地安装在箱体内，滤板15所含的滤膜可采用普通塑排板外包滤膜；沉积箱箱体侧壁11开有观察窗16和活动门17，观察窗16及活动门17与箱体之间设置橡胶密封条13。可透过观察窗16观察箱内滤板15前后区域的泥浆稠密情况，并联合抽水量的变化，适时减压使得活动门17打开，将箱内滤板15从滤板固定卡口12中滑动抽出冲洗，同时对箱内沉降稀泥进行清理。 

图8基于竖向单向大通水量排水体防淤堵系统施工方法的示意图；图9是基于地下大通水量排水体的排水通道防淤堵布置示意图。参照图8、9所示，基于竖向单向大通水量排水体防淤堵系统施工方法，包括以下的步骤，其中超软土的处理深度为2.5m。

（1） 根据排水体的相关设计参数，取长度1.5m、内径50mm、圆管壁厚为5mm的PE管。在PE管管壁上开直径为3mm的滤孔，成梅花桩形式布孔，孔间距为60mm。采用土工布在PE管外进行人工包囊捆扎，形成竖向单向大通水量排水体7。

（2） 采用长为1m，直径φ80mm软式透水管19与大通水量排水体的上部接口1相连，形成地下排水管道体。

（3） 将地下排水管体使用人工或机械的方式压入超软土中，使排水体尖底6嵌入下部硬壳层。

（4） 待设计数量的排水体打设完毕后，将软式透水管与排水分管20及排水总管21连接固定，在其上铺设密封膜。其中排水分管与排水总管分别为直径为50mm和80mm的PVC管。

（5） 将排水总管21与沉积箱进水口10连接，进水口10和出水口14管口直径70mm。其中，沉降箱18由铁板焊接而成，尺寸为2m×1m×1m,壁厚3mm；箱内滤板13采用双层O₉₅为0.075mm的滤膜。

（6） 将沉积箱出水口14与真空泵22连接，完毕后开启真空泵进行抽水。

（7） 抽真空一段时间后，根据出水管出水量及沉积箱内滤膜前后区域浑浊情况，对沉积箱内的滤板15进行拆卸清洗。

根据超软土表面沉降速率及预计处理效果，选择停止抽真空的时间，完成高含水率超软土的快速处理。

Claims (4)

1.基于地下大通水量排水系统的排水通道防淤堵方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）人工或机械牵引下将大通水量排水体按设计要求放置在预定打设位置，在排水体的上端开口连接软式透水管，采用人工静压法将排水体压入待处理超软土中直至设计深度或硬壳层，预留一段软式透水管高于地面；

（2）待需打设区域大通水量排水体集中打设完毕后，将软式透水管与排水分管连接，并将排水分管统一连接至排水总管，然后将排水总管连接至沉积箱的进水口，沉积箱的出水口连接另一段排水总管后连接至泵和排水管；并在排水体处理区域铺设密封膜及压槽工作；

（3）开启泵抽真空，随固结排出水流迁移的部分粘性细颗粒，经过大通水量排水体外部包囊的滤膜后，通过排水体上的滤孔进入排水体内腔，并经软式透水管、排水分管及排水总管输运至地面沉积箱，含细颗粒的浑浊泥水在沉积箱内经滤板过滤沉淀后，经排水管排出；根据排水管出水量及沉积箱内滤膜前后区域的浑浊情况，定期更换沉积箱内的滤膜并进行冲洗；

（4）根据超软土表面沉降速率及预计处理效果，选择停止抽真空的时间。

2.根据权利要求1所述的基于地下大通水量排水系统的排水通道防淤堵方法，其特征在于所述的大通水量排水体为竖向排水体或者设置横向排水体的竖向排水体，且排水体的外壁设有滤孔，外围设置滤膜；竖向排水体的底部为锥形。 

3.根据权利要求1所述的基于地下大通水量排水系统的排水通道防淤堵方法，其特征在于所述的沉积箱为长方体或圆柱形密封箱体，在箱体相对的两侧壁上设置进水口与出水口，进水口低于出水口；箱体内部水流横截面方向设置滤板卡口，滤板经该卡口可拆卸式地安装在箱体内，滤板中部设置的滤膜；箱体侧壁开有观察窗和活动门，观察窗及活动门与箱体之间设置橡胶密封条。

4.根据权利要求1或2所述的基于地下大通水量排水系统的排水通道防淤堵方法，其特征在于所述的排水体的材料为铁质、钢质或塑料；滤板中部设置的滤膜为普通塑排板外包滤膜。