CN103628465A - 一种对淤泥抽气与充气循环排水防淤堵的装置及方法 - Google Patents

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周源
张凌云
高玉峰
陆志浩
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Abstract

本发明提出一种抽气与充气循环排水防淤堵的装置及方法，该装置主要由真空泵、空气压缩机、真空罐集水装置、气体交换装置、自动控制阀门和排水体组成。该装置突破了传统单一抽真空排水方法的限制，采用抽真空和压缩气体循环作用的方法，通过充气疏通在排水体外部周围聚集的细颗粒，防止长时间抽气作用下排水体周围细颗粒聚集造成的排水体外部滤膜空隙的淤堵，提高了真空排水的效率。该装置用于含水率较高的流态淤泥真空排水加固地基，通过自动控制阀门交替进行抽气和充气，使排水体周围淤堵情况得到有效改善。本发明装置操作简便，自动化程度高，排水效率高。

Description

一种对淤泥抽气与充气循环排水防淤堵的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种抽气与充气循环排水防淤堵的装置及方法，是特别针对于高含水率淤泥快速排水固结，降低土体含水率而发明的加速排水防止排水体淤堵的设备，该装置通过自动控制阀门系统对各部件的工作进行有序控制，自动化程度高，采用抽气与充气循环的方式防止淤堵，排水效率高，属于岩土工程及环境工程等相关技术领域。 
背景技术
在河道疏浚清淤工程和围海造田工程中，都会遇到高含水率土体的吹填固结问题。对于吹填了高含水率淤泥的场地来说，若是场地的排水不畅或是吹填土体粘粒含量较高，则排水固结将是一个漫长的过程。对于急于用地开展进一步工程的项目和尽快复耕的征地工程来说，如何快速地降低堆场中高含水率淤泥的含水率是关键的问题，因此需要采用人为手段加快排水过程。传统的排水加固地基方法一般采用抽真空排水或堆载预压排水，其中堆载预压排水方法需要堆载物，堆载后还需卸载，增加施工工程量，一般真空排水方法应用较为广泛。真空排水方法在施工初期效果明显，随着淤泥颗粒的迁移，排水通道容易发生淤堵，影响排水效率。水流带动细颗粒在滤层材料或相邻土体中聚集，影响滤层及附近土体的渗透能力造成机械淤堵，在淤堵形成之前，通过充气破坏细颗粒的聚集，从而使排水顺畅。为了解决淤堵问题，急需开发出一种在淤泥堆场和吹填场地中能够持续有效地排出水分的仪器，以解决工程中实际的问题。 
发明内容
本发明的目的在于提出一种对淤泥抽气与充气循环排水防淤堵的装置及方法，在淤泥抽真空排水过程中能够持续有效地排出水分，通过充气疏通在排水体外部滤膜周围聚集的细颗粒，以解决淤泥含水率较高，难以排出，容易造成排水体淤堵的问题。本发明主要适用于淤泥抽真空排水加固地基工程。 
为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现： 
一种对淤泥抽气与充气循环排水防淤堵的装置，包含：1 真空泵，2 空气压缩机，3 排水口，4 排水阀门，5 水位触发器，6 浮球，7真空罐集水装置，8 通气阀门，9 计时触发器，10通电导线，11真空表，12气体交换管道，13 加固地基，14真空罐集水装置接口，15不锈钢螺旋卡箍，16 排水体，17 砂垫层，18排水管，19密封膜。
其特征是：排水管18套接在真空罐集水装置接口14上，在真空罐集水装置7内部安装水位触发器5，水位触发器5连接弹簧驱动控制排水口3的阀门。水位触发器5由浮球6的位置控制，当浮球6位置到达水位触发器5高度时，水位触发器5启动带动驱动弹簧将真空罐集水装置7的下部排水阀门4提起，进行排水，当浮球6高度位置到达排水口4位置时，水位触发器5关闭，排水阀门4落下，停止排水。真空表11安装在真空罐集水装置7上部，真空罐集水装置7的另外两个接口通过两根气体交换管道12分别与真空泵1以及空气压缩机2的通气接口连接，真空罐集水装置7与真空泵1以及空气压缩机2连接的接口处分别安装通气阀门8，通气阀门8由计时触发器9进行控制，各连接处用不锈钢螺旋卡箍15卡紧密封。 
连接好各个部件后，设置计时触发器9时间，将自动控制阀门通电导线10连接电源，通电后计时触发器9启动，真空泵1的阀门开启，开始计时，计时触发器9达到设置的时间时真空泵1的控制阀门关闭，同时空气压缩机2的控制阀门开启，计时触发器9再次计时，当计时触发器9再次达到设置的时间时，空气压缩机2的控制阀门关闭，同时真空泵1的控制阀门开启。如此反复，实现抽气与充气循环排水。持续工作直至满足排水要求，关闭电源 
一种对淤泥抽气与充气循环排水防淤堵的装置的操作方法：
1）、排水体16选用塑料排水板或者竖向砂井，打设排水体16，排水体16间隔距离与深度根据现场地基具体情况经计算确定；
2）、在打设好排水体16的地基上铺设砂垫层17，埋入排水管18，铺设密封膜19；
3）、将排水管18与真空罐集水装置接口14连接，排水管18套接在真空罐集水装置接口14上，连接处用不锈钢螺旋卡箍15卡紧；
4）、在真空罐集水装置7内部安装水位触发器5，水位触发器5连接弹簧驱动控制排水口3的阀门；
5）、密封连接各管道及部件后，设置计时触发器9时间，将自动控制阀门通电导线10连接电源，持续工作直至满足排水要求，关闭电源。
  
    本发明采用抽真空和压缩气体循环作用的方法，抽气一段时间后，利用充气作用疏通在排水体外部周围聚集的细颗粒，防止传统抽真空方法在长时间抽气作用下排水体周围细颗粒聚集造成的排水体外部滤膜空隙的淤堵。本发明有效改善了排水体在长期抽真空作用下排水滤膜空隙的淤堵情况，提高了真空排水的效率，缩短了工期，具有良好的效益。
本发明的优点
本发明提出的用于高含水率淤泥堆场真空排水的抽气与充气循环排水防淤堵装置，可以快速降低淤泥堆场或淤泥吹填场地中土体的含水率，采用抽真空和压缩气体循环作用的方法，通过充气疏通在排水体外部周围聚集的细颗粒，防止长时间抽气作用下排水体周围细颗粒聚集造成的排水体外部滤膜空隙的淤堵，提高了真空排水的效率。该装置采用自动控制阀门系统，自动化程度高，操作简便，工作效率高，具有良好的效益。
  
附图说明
附图1为仪器装置连接图 
附图2为气体交换管道接口示意图
附图3为计时触发器连接示意图
图中：1 真空泵，2 空气压缩机，3 排水口，4 排水阀门，5 水位触发器，6 浮球，7真空罐集水装置，8 通气阀门，9 计时触发器，10通电导线，11真空表，12气体交换管道，13 加固地基，14真空罐集水装置接口，15不锈钢螺旋卡箍，16 排水体，17 砂垫层，18排水管，19密封膜。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明：
实施例一：
一种对淤泥抽气与充气循环排水防淤堵的装置，包括：1 真空泵，2 空气压缩机，3 排水口，4 排水阀门，5 水位触发器，6 浮球，7真空罐集水装置，8 通气阀门，9 计时触发器，10通电导线，11真空表，12气体交换管道，13 加固地基，14真空罐集水装置接口，15不锈钢螺旋卡箍，16 排水体，17 砂垫层，18排水管，19密封膜。排水体16选用塑料排水板，将套管带着塑料排水板沉到预定深度，剪断排水板，拔出套管，排水板间隔距离与深度根据现场地基具体情况经计算确定，塑料排水板在地面上留有一定长度，在打设好塑料排水板的地基上铺设砂垫层17，埋入排水管18，铺设密封膜19。
将排水管18与真空罐集水装置7连接，排水管18套接在真空罐集水装置接口14上，在真空罐集水装置7内部安装水位触发器5，水位触发器5连接弹簧驱动控制排水口3的阀门。水位触发器5由浮球6的位置控制，当浮球6位置到达水位触发器5高度时，水位触发器5启动带动驱动弹簧将真空罐集水装置7的下部排水阀门4提起，进行排水，当浮球6高度位置到达排水口4位置时，水位触发器5关闭，排水阀门4落下，停止排水。真空表11安装在真空罐集水装置7上部，以便观测真空罐集水装置7内部的真空度，真空罐集水装置7的另外两个接口通过两根气体交换管道12分别与真空泵1以及空气压缩机2的通气接口连接，真空罐集水装置7与真空泵1以及空气压缩机2连接的接口处分别安装通气阀门8，通气阀门8由计时触发器9进行控制，各连接处用不锈钢螺旋卡箍15卡紧密封。 
连接好各个部件后，设置计时触发器9时间，将自动控制阀门通电导线10连接电源，通电后计时触发器9启动，真空泵1的阀门开启，开始计时，计时触发器9达到设置的时间时真空泵1的控制阀门关闭，同时空气压缩机2的控制阀门开启，计时触发器9再次计时，当计时触发器9再次达到设置的时间时，空气压缩机2的控制阀门关闭，同时真空泵1的控制阀门开启。如此反复，实现抽气与充气循环排水。持续工作直至满足排水要求，关闭电源。 
实施例二： 
与实施例一基本相同，不同之处在于排水体的选用及施工方法，如下：
排水体16选用竖向砂井，将套管沉到预定深度，然后在管内灌砂后，拔出套管，形成砂井，砂井间隔距离与深度根据现场地基具体情况经计算确定，在打设好竖向砂井的地基上铺设砂垫层17，埋入排水管18，铺设密封膜19，连接各管道，设置计时触发器9，起动抽气与充气循环排水防淤堵装置，实现抽气与充气循环排水，直至满足排水要求，关闭电源。
  
一种对淤泥抽气与充气循环排水防淤堵的装置的操作方法：
1）、排水体16选用塑料排水板或者竖向砂井，打设排水体16，排水体16间隔距离与深度根据现场地基具体情况经计算确定；
2）、在打设好排水体16的地基上铺设砂垫层17，埋入排水管18，铺设密封膜19；
3）、将排水管18与真空罐集水装置接口14连接，排水管18套接在真空罐集水装置接口14上，连接处用不锈钢螺旋卡箍15卡紧；
4）、在真空罐集水装置7内部安装水位触发器5，水位触发器5连接弹簧驱动控制排水口3的阀门；
5）、密封连接各管道及部件后，设置计时触发器9时间，将自动控制阀门通电导线10连接电源，持续工作直至满足排水要求，关闭电源。
本发明采用抽真空和压缩气体循环作用的方法，抽气一段时间后，利用充气作用疏通在排水体外部周围聚集的细颗粒，防止传统抽真空方法在长时间抽气作用下排水体周围细颗粒聚集造成的排水体外部滤膜空隙的淤堵。 

Claims (2)

1.一种对淤泥抽气与充气循环排水防淤堵的装置，包含：1 真空泵，2 空气压缩机，3 排水口，4 排水阀门，5 水位触发器，6 浮球，7真空罐集水装置，8 通气阀门，9 计时触发器，10通电导线，11真空表，12气体交换管道，13 加固地基，14真空罐集水装置接口，15不锈钢螺旋卡箍，16 排水体，17 砂垫层，18排水管，19密封膜，其特征是：排水管18套接在真空罐集水装置接口14上，在真空罐集水装置7内部安装水位触发器5，水位触发器5连接弹簧驱动控制排水口3的阀门，水位触发器5由浮球6的位置控制， 真空表11安装在真空罐集水装置7上部，真空罐集水装置7的另外两个接口通过两根气体交换管道12分别与真空泵1以及空气压缩机2的通气接口连接，真空罐集水装置7与真空泵1以及空气压缩机2连接的接口处分别安装通气阀门8，通气阀门8由计时触发器9进行控制，各连接处用不锈钢螺旋卡箍15卡紧密封。
2.    一种基于权利要求1所述的对淤泥抽气与充气循环排水防淤堵装置的操作方法：其特征是包括如下步骤：
1）、排水体16选用塑料排水板或者竖向砂井，打设排水体16，排水体16间隔距离与深度根据现场地基具体情况经计算确定；
2）、在打设好排水体16的地基上铺设砂垫层17，埋入排水管18，铺设密封膜19；
3）、将排水管18与真空罐集水装置接口14连接，排水管18套接在真空罐集水装置接口14上，连接处用不锈钢螺旋卡箍15卡紧；
4）、在真空罐集水装置7内部安装水位触发器5，水位触发器5连接弹簧驱动控制排水口3的阀门；
5）、密封连接各管道及部件后，设置计时触发器9时间，将自动控制阀门通电导线10连接电源，持续工作直至满足排水要求，关闭电源。
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