CN104278686A - 高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统，该系统包括侧壁排水防渗复合体，若干垂直排水体、第一排水支管和第二排水支管；所述的侧壁排水防渗复合体包括滤网、塑料密封膜、土工布和多孔透水板，土工布和滤网分别粘结至塑料密封膜的两面，滤网和密封膜的粘合面设置有未粘带，互相粘合的滤网和密封膜在未粘带处分离形成管袋，所述管袋中设置有多孔透水板；所述的垂直排水体竖直设置于堆场内；所述第一排水支管连通若干多孔透水板的底部；所述第二排水支管连通若干垂直排水体的底部，第一排水支管和第二排水支管和设置在围堰底部的排水主管连接。

Description

高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统
技术领域
本发明涉及一种高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统，属于水利、航道工程技术领域。
背景技术
河湖清淤以及港口、航道的建设工程不可避免产生大量的疏浚泥，国内的疏浚工程中通常采用绞吸等水力方式疏浚，疏浚出的淤泥含水率极高，呈稀泥浆状态。对这种高含水率疏浚泥的处置方法通常是就近征用土地，修筑围堰，排放到堆场中存储。由于疏浚泥高含水率的特点必然会给围堰的防渗安全带来隐患。一是由于土地资源紧张，为了多存泥，少征地，疏浚泥堆场的围堰往往建的很高，有些堆场堆高甚至达到8～10m，致使疏浚泥在堆场内形成非常高的水头，易造成围堰渗流破坏；二是堆场围堰在实际填筑时，土方压实往往很难达到设计要求，围堰中易存在渗流通道，同时为了取土方便，很多围堰还经常采用渗透性较好的粉质土填筑围堰，无疑增大了围堰渗流的不稳定性。三是疏浚泥中往往含有较多的细颗粒成分，其排水性能较差。实践表明，高含水率、高粘粒含量的疏浚泥堆场，即使经过2～3年的自然固结，仍呈沼泽地状，堆场围堰的渗流状态长时间威胁当地群众的生命财产安全。综上，如何有效解决高含水率疏浚泥堆场围堰的渗流稳定问题是实际工程的迫切需要。
针对设计中不能满足围堰渗流安全的堆场，在实际工程中一般采用在围堰内边坡和底部铺设不透水的密封层来满足堆场围堰的渗流安全，但是这种方法在实际应用中存在以下几个问题，一是密封层在阻隔水分往围堰中渗流的同时，也关闭了堆场内疏浚泥向下排水的通道，使堆场成为一个底部密闭且高于地面的“泥池”，这种只注重防水、不注重排水的处理方法，使堆场围堰成为一个长期的安全隐患，没有根本解决堆场的渗流稳定问题；二是密封层通常采用的是1～2层很薄的塑料膜，在大面积施工条件下，现场工况一般比较复杂，密封层很难保证不被戳破形成渗水集中点。
通过对已有文献检索发现，垃圾填埋场为了做好防渗处理，一般在做好防渗的同时也兼顾到排水，通常是组合设置防渗衬垫、导流层，但是需要说明的是，由于垃圾填埋场的特殊性，其防排系统包含了复杂的多层组合，使用的防渗、排水材料均为具有防腐蚀性的专用材料，不仅工艺复杂，且价格昂贵，不适用于大面积疏浚泥堆场围堰的防渗处理。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于针对上述现有技术存在的不足和缺陷，提供一种操作简单、能够起到“防排兼顾”的高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统，从根本性的解决堆场围堰渗流安全问题。
技术方案：本发明所述的高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统包括侧壁排水防渗复合体，若干垂直排水体、第一排水支管和第二排水支管；所述的侧壁排水防渗复合体包括滤网、塑料密封膜、土工布和多孔透水板，土工布和滤网分别粘结至塑料密封膜的两面，滤网和密封膜的粘合面设置有未粘带，互相粘合的滤网和密封膜在未粘带处分离形成管袋，述管袋中设置有多孔透水板；所述的垂直排水体竖直设置于堆场内；所述第一排水支管连通若干多孔透水板的底部；所述第二排水支管连通若干垂直排水体的底部。
进一步地，在沿垂直于未粘带长度方向上，所述未粘带区域内的滤网的长度长于所述塑料密封膜的长度。
进一步地，侧壁排水防渗复合体在多孔透水板处用铆钉固定在所述围堰的侧壁。
进一步地，垂直排水体为包裹有透水滤膜的蜂窝状结构的塑料滤管。
进一步地，还包括主管，所述第一排水支管和第二排水支管汇合连通至主管排水。
进一步地，垂直排水体由竹竿或者木桩竖直固定。
进一步地，多孔透水板的宽度为0.1～0.3m，相邻多孔透水板间的间距为0.5～1.5m。
进一步地，垂直排水体的顶部高程与所述围堰顶部高程之差为-10～10cm。
进一步地，垂直排水体自围堰四边向堆场中心布设，布设纵深为3～15m，相邻垂直排水体9的间距为3～5m，所述透水滤膜10孔径为60～200目。
进一步地，主管为钢管或硬质塑料管，每个根主管的汇水面积为500～2000平方米，所述主管为虹吸管或自围堰内向围堰外排水的自流管。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：与现有技术相比，本发明采用了排水防渗复合体替代了传统的直接铺设防渗膜的方式，不仅可以起到围堰边坡防渗作用，而且对边坡附近疏浚泥可以起到固结排水作用，降低水头高度，有利于围堰的渗流稳定。同时，排水防渗复合体的两面分别采用了土工布和滤网，大大提高了对中间防渗膜的保护作用，避免局部出现刺破而产生渗流集中点。另外，为了加快围堰内周边疏浚泥的固结排水，提高靠近边坡疏浚泥工程力学性质，使其和围堰共同发挥整体的防渗作用，本发明在靠近围堰的堆场内布设了垂直排水系统，和布设于边坡上的排水防渗复合体组成空间排水体系，对围堰附近疏浚泥进行立体式的固结排水，并可以及时排除堆场的表面水，有利于围堰的长期渗流稳定性；此外，本专利的排水系统下部设置了第一排水支管、第二排水支管和主管，且主管穿过了围堰底部，整个空间排水体系完全是利用自重和地势条件进行自排，可以全天候、不间断、不耗能的发挥排水作用，确保即使在暴雨等复杂天气条件下围堰的渗流稳定安全。此外，在设置形成滤网、防渗膜复合结构时，选择性地让滤网适当延长形成管袋，这样尽管滤网会卷曲但是防渗膜保持了平整，从而减小防渗膜卷曲时导致强度变低或易于内挂扯而导致防渗膜破裂漏水；进一步地，通过设置侧壁排水防渗复合体在多孔透水板处用铆钉固定在所述围堰的侧壁固定侧壁排水防渗复合体，增大了复合体膜固定的受力面积，使得该复合体固定地更加牢固，避免了直接固定在防渗体膜上可能出现的膜撕扯破裂的问题。
附图说明
图1为本发明高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统结构示意图；
图2为图1中的侧壁横断面示意图；
图3为图1中的侧壁排水防渗复合体断面结构示意图；
图4为图1中的排水防渗复合体平面结构示意图；
图5为图1中的垂直排水体结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。本发明中所述的实施例中的内边坡即为侧壁。
实施例1：
如图1所示，本实施例的高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统在某个堆场内实施，堆场围堰2就近采用粉质土填筑，填筑高度4m，顶宽2m，外边坡1：2，内边坡1：1.5，围堰2土体渗透系数为10-4cm/s，疏浚泥为粉质粘土，若围堰2不采用防渗处置，设计不满足渗流稳定要求，参考图1～5，本实施例中的高含水率疏浚泥堆场围堰2空间排水防渗系统结构说明如下：
根据堆场围堰2内边坡的宽度，分别裁剪宽度为7.2m的土工布3、塑料密封膜4和滤网5，采用热接的方式将土工布3粘于密封膜4的一面，并沿着长度方向将滤网5每隔0.2m的未粘带宽度距离粘于密封膜4的另一面，每次热接的长度为1.0m，在滤网5和密封膜4之间形成一条垂直于密封膜长度方向、宽度为0.2m、间距1.0m的管带6，然后在管袋6中插入宽度15cm、厚度2cm的塑料制的多孔的多孔透水板7，和密封膜4、土工布3以及滤网5组成兼具排水和防渗性能的侧壁排水防渗复合体1；沿着堆场围堰2四周，侧壁排水防渗复合体1铺设于围堰2四围的内边坡上，并在多孔透水板7位置采用铆钉8固定，在锚固点上涂上固体密封胶，避免发生渗水；此外在高度为4m、直径为0.2m、具有蜂窝状结构的塑料滤管外面包裹一层孔径为100目的滤膜10作为垂直排水体。将垂直排水体按照间距3m从内边坡脚向堆场内布设2排，布设纵深6m，垂直排水体采用竹竿12固定。本实施例还利用第一排水支管13将排水防渗体1的多孔透水板7在坡脚位置串联起来，同时利用第二排水支管14在垂直排水体9的底部将每排垂直排水体串联起来，将第一排水支管13和第二排水体支管14和设置在围堰2底部的钢管主管15连接，每个主管15控制的汇水面积为1500m2，并从堆场里面向围堰2外形成一个向下的坡度，以便充分利用地势条件主动排水。
在本实施例完成空间排水防渗排水系统的布设后，堆场开始吹填，通过安装在围堰2内的含水率测试探头采集的数据发现，在吹填期间围堰2中土体的含水率没有发生明显的升高，疏浚泥中的水分没有大量渗入围堰2中；另外，堆场内的表面水可以及时被垂直排水系统快速排除，堆场内水头高度被显著降低。吹填后2个月围堰附近10m范围内的疏浚泥已经固结，承载力达到了5吨，和堆场围堰形成共同作用，确保了围堰的稳定安全。
实施例2
本实施例的高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统在某个堆场内实施，堆场围堰2就近采用粉质粘土填筑，填筑高度5m，外边坡1：2，内边坡1：1.5，围堰2土体渗透系数为10-4～10-5cm/s，疏浚泥为砂壤土，若围堰2不采用防渗处置，设计不满足渗流稳定要求，参考图1～5，本实施例中的高含水率疏浚泥堆场围堰2空间排水防渗系统结构说明如下：
根据堆场围堰2内边坡的宽度，分别裁剪土工布3、塑料密封膜4和滤网5，采用热接的方式将土工布3粘于密封膜4的一面，并沿着长度方向将滤网5每隔0.35m的未粘带宽度距离粘于密封膜4的另一面，在滤网5和密封膜4之间形成一条垂直于密封膜长度方向、宽度为0.35m、间距1.5m的管带6，然后在管袋6中插入宽度30cm、厚度2cm的塑料制的多孔的多孔透水板7，和密封膜4、土工布3以及滤网5组成兼具排水和防渗性能的侧壁排水防渗复合体1；沿着堆场围堰2四周，侧壁排水防渗复合体1铺设于围堰2四围的内边坡上，并在多孔透水板7位置采用铆钉8固定，在锚固点上涂上固体密封胶，避免发生渗水；此外在高度为5m、直径为0.2m、具有蜂窝状结构的塑料滤管11外面包裹一层孔径为60目的滤膜10作为垂直排水体。将垂直排水体按照间距5m从内边坡脚向堆场内布设1排，布设纵深为3m，垂直排水体采用木桩固定。本实施例还利用第一排水支管13将排水防渗体1的多孔透水板7在坡脚位置串联起来，同时利用第二排水支管14在垂直排水体9的底部将每排垂直排水体串联起来，将第一排水支管13和第二排水体支管14和设置在围堰2底部的钢管主管15连接，每个主管15控制的汇水面积为2000m2，并从堆场里面向围堰2外形成一个向下的坡度，以便充分利用地势条件主动排水。
在本实施例完成空间排水防渗排水系统的布设后，堆场开始吹填，通过安装在围堰2内的含水率测试探头采集的数据发现，在吹填期间围堰2中土体的含水率没有发生明显的升高，疏浚泥中的水分没有大量渗入围堰2中；另外，堆场内的表面水可以及时被垂直排水系统快速排除，堆场内水头高度被显著降低。吹填后2个月围堰附近6m范围内的疏浚泥已经固结，承载力达到了5吨，和堆场围堰形成共同作用，确保了围堰的稳定安全。
实施例3
本实施例的高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统在某个堆场内实施，堆场围堰2就近采用粉质土填筑，填筑高度6m，外边坡1：3，内边坡1：2，围堰2土体渗透系数为10-4cm/s，疏浚泥为粘性土，若围堰2不采用防渗处置，设计不满足渗流稳定要求，参考图1～5，本实施例中的高含水率疏浚泥堆场围堰2空间排水防渗系统结构说明如下：
根据堆场围堰2内边坡的宽度，分别裁剪土工布3、塑料密封膜4和滤网5，采用热接的方式将土工布3粘于密封膜4的一面，并沿着长度方向将滤网5每隔0.15m的未粘带宽度距离粘于密封膜4的另一面，在滤网5和密封膜4之间形成一条垂直于密封膜长度方向、宽度为0.15m、间距0.5m的管带6，然后在管袋6中插入宽度10cm、厚度2cm的塑料制的多孔的多孔透水板7，和密封膜4、土工布3以及滤网5组成兼具排水和防渗性能的侧壁排水防渗复合体1；沿着堆场围堰2四周，侧壁排水防渗复合体1铺设于围堰2四围的内边坡上，并在多孔透水板7位置采用铆钉8固定，在锚固点上涂上固体密封胶，避免发生渗水；此外在高度为6m、直径为0.2m、具有蜂窝状结构的塑料滤管11外面包裹一层孔径为200目的滤膜10作为垂直排水体。将垂直排水体按照间距2m从内边坡向堆场内布设7排，布设纵深为15m，垂直排水体采用木桩固定。本实施例还利用第一排水支管13将排水防渗体1的多孔透水板7在坡脚位置串联起来，同时利用第二排水支管14在垂直排水体9的底部将每排垂直排水体串联起来，将第一排水支管13和第二排水体支管14和设置在围堰2底部的硬质塑料管主管15连接，每个主管15控制的汇水面积为500m2，并从讲主管15设置成虹吸管，使得主管15的出口高度低于主管15的入口高度，以便充分利用地势条件利用虹吸原理主动排水。
在本实施例完成空间排水防渗排水系统的布设后，堆场开始吹填，通过安装在围堰2内的含水率测试探头采集的数据发现，在吹填期间围堰2中土体的含水率没有发生明显的升高，疏浚泥中的水分没有大量渗入围堰2中；另外，堆场内的表面水可以及时被垂直排水系统快速排除，堆场内水头高度被显著降低。吹填后5个月围堰附近15m范围内的疏浚泥已经固结，承载力达到了4吨，和堆场围堰2形成共同作用，确保了围堰的稳定安全。如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (10)

1.一种高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统，其特征在于，包括侧壁排水防渗复合体(1)，若干垂直排水体(9)、第一排水支管(13)和第二排水支管(14)；所述的侧壁排水防渗复合体包括滤网(5)、塑料密封膜(4)、土工布(3)和多孔透水板(7)，土工布(3)和滤网(5)分别粘结至塑料密封膜(4)的两面，滤网(5)和密封膜(4)的粘合面设置有未粘带，互相粘合的滤网(5)和密封膜(4)在未粘带处分离形成管袋(6)，所述管袋(6)中设置有多孔透水板(7)；所述的垂直排水体(9)竖直设置于堆场内；所述第一排水支管(13)连通若干多孔透水板(7)的底部；所述第二排水支管(14)连通若干垂直排水体(9)的底部。
2.根据权利要求1所述的高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统，其特征在于，在沿垂直于未粘带长度方向上，所述未粘带区域内的滤网(5)的长度大于所述塑料密封膜(4)的长度。
3.根据权利要求1所述的高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统，其特征在于，所述的侧壁排水防渗复合体(1)在多孔透水板(7)处用铆钉(8)固定在所述围堰(2)的侧壁。
4.根据权利要求1所述的高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统，其特征在于，所述的垂直排水体(9)为包裹有透水滤膜(10)的蜂窝状结构的塑料滤管(11)。
5.根据权利要求1所述的高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统，其特征在于，还包括主管(15)，所述第一排水支管(13)和第二排水支管(14)汇合连通至主管(15)排水。
6.根据权利要求1所述的高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统，其特征在于，所述的垂直排水体(9)由竹竿(12)或者木桩竖直固定。
7.根据权利要求1所述的高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统，其特征在于，所述多孔透水板(7)的宽度为0.1～0.3m，相邻多孔透水板(7)间的间距为0.5～1.5m。
8.根据权利要求1所述的高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统，其特征在于，所述的垂直排水体(9)的顶部高程与所述围堰(2)顶部高程之差为-10～10cm。
9.根据权利要求1所述的高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统，其特征在于，所述的垂直排水体(9)自围堰(2)四边向堆场中心布设，布设纵深为3～15m，相邻垂直排水体(9)的间距为3～5m，所述透水滤膜(10)孔径为60～200目。
10.根据权利要求1所述的高含水率疏浚泥堆场围堰空间排水防渗系统，其特征在于，所述的主管(15)为钢管或硬质塑料管，每个根主管(15)的汇水面积为500～2000平方米，所述主管(15)为自围堰(2)内向围堰(2)外排水的自流管。
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