CN105155511A - 一种转筒式涡旋固化搅拌装置及疏浚淤泥吹填方法 - Google Patents

Abstract

一种转筒式涡旋固化搅拌装置，包括挖泥船、圆柱形搅拌筒和电机，挖泥船内设有储泥箱，储泥箱底部连接有吸泥管、端部连接有出泥管，出泥管端部设有泥浆泵，泥浆泵出口连接有输泥管；圆柱形搅拌筒内部设有螺旋推泥器、后端设有轴承、前端连接有吹泥管，螺旋推泥器后端与电机驱动连接，吹泥管端部设有投料嘴；圆柱形搅拌筒后端上侧面设有与输泥管相邻的固化剂投料管，其结构合理，便于制作，设备造价低，便于拆装，操作简单。本发明利用转筒式涡旋固化搅拌装置的疏浚淤泥吹填方法，步骤设置合理，工艺简单，便于实施，能够在进行疏浚淤泥与固化剂、辅料固化搅拌的同时进行吹填施工，可有效缩短吹填施工的工期。

Description

一种转筒式涡旋固化搅拌装置及疏浚淤泥吹填方法

技术领域

本发明属于疏浚淤泥吹填的施工装置与施工方法技术领域，特别涉及一种转筒式涡旋固化搅拌装置及疏浚淤泥吹填方法。

背景技术

目前，随着沿海城市经济的飞速发展和城市基本建设的蓬勃开展，国内的一些沿海城市存在着陆域严重不足的现状。将疏浚淤泥用于填海造陆已成为沿海城市土地开发的重要手段，不但能有效降低近海抛泥弃淤对海洋环境的污染，同时对缓解沿海城市土地资源紧张的局面也有相当积极的意义，具有显著的经济效益和社会效益。

在利用疏浚淤泥填海造陆的过程中，对疏浚淤泥地基处理技术的研究，已成为改善投资环境、科学合理利用现有土地资源的重要研究课题。传统的疏浚淤泥地基处理方法多从固化材料入手，以提高地基处理的质量和效果；但是，向高含水率、富含有机质的淤泥加入水泥和其他固化剂时，仍存在搅拌不均匀的问题，导致固化淤泥强度达不到设计标准，并且极易形成“泥皮”，影响吹填淤泥固化效率和效果，延长地基处理工期。

为解决上述问题，一些新型吹填装置与施工方法应运而生，有的是单纯考虑疏浚淤泥的吹填技术，而现有工程为了缩短工期多将疏浚淤泥固化，这导致吹填出来的淤泥需要重新搅拌再进行使用，增加了工程造价，延长了施工工期；有的仅是单纯的搅拌装置，即搅拌装置与吹填设备分离，无法达到固化搅拌与吹填同步进行的目的，进而也无法保证吹填土体的稳定性与长期安全性。

因此，在我国吹填造陆蓬勃发展的背景下，急需一种可以同时进行疏浚淤泥与固化材料搅拌和进行固化后土体的吹填的设备及其施工方法，以缩短吹填施工工期、提高吹填土体稳定性和长期安全性。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构合理、施工方便、安全可靠的转筒式涡旋固化搅拌装置和施工工期短、吹填出的土体强度高、无污染的疏浚淤泥吹填方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种转筒式涡旋固化搅拌装置，包括挖泥船、圆柱形搅拌筒和电机，圆柱形搅拌筒下方设有支架；所述挖泥船内设有储泥箱，储泥箱底部连接有伸向挖泥船下方的吸泥管、端部连接有出泥管，出泥管端部设有泥浆泵，泥浆泵出口连接有端部与圆柱形搅拌筒后端相连的输泥管；所述圆柱形搅拌筒内部设有螺旋推泥器、后端设有轴承、前端连接有吹泥管，螺旋推泥器后端穿过轴承与电机驱动连接，吹泥管端部设有投料嘴；圆柱形搅拌筒后端上侧面设有与输泥管相邻的固化剂投料管。

所述支架包括设置在圆柱形搅拌筒两端的第一支架和第二支架；固化剂投料管包括相邻设置的第一固化剂投料管和第二固化剂投料管。

所述圆柱形搅拌筒前端连接有输气管，输气管端部设有空气压缩机。

所述圆柱形搅拌筒后端面内壁设有与轴承相对应的橡胶护垫，橡胶护垫套设在螺旋推泥器的转轴上。

所述圆柱形搅拌筒内部设有橡胶阻隔筒，橡胶阻隔筒内壁与螺旋推泥器外沿相接触。

所述电机与螺旋推泥器之间设有减速器。

所述螺旋推泥器的叶片的螺距为20cm；第一固化剂投料管与输泥管端部相距100cm，第二固化剂投料管与第一固化剂投料管相距150cm。

利用转筒式涡旋固化搅拌装置的疏浚淤泥吹填方法，依次包括如下步骤：1、抽取淤泥，利用挖泥船和泥浆泵，通过吸泥管将疏浚淤泥从河底或海底吸出，暂存于储泥箱内；2、设备就位，选择吹填位置，将转筒式涡旋固化搅拌装置摆放在吹填池一旁，并使投料嘴对准吹填池；3、泵送疏浚淤泥，利用泥浆泵将暂存于储泥箱中的疏浚淤泥通过出泥管、输泥管输送至圆柱形搅拌筒中，伴随着疏浚淤泥的输送过程，通过第一固化剂投料管向圆柱形搅拌筒中投放如水泥、石灰等的固化剂，通过第二固化剂投料管向圆柱形搅拌筒中投放如砂料等的辅料；4、搅拌固化，开启电机，带动螺旋推泥器转动，以促使疏浚淤泥、固化剂和辅料旋转搅拌；5、气压泵送，开动空气压缩机向圆柱形搅拌筒内输送气压，在圆柱形搅拌筒前后两端分别形成高压区和低压区，从而将搅拌好的疏浚淤泥通过吹泥管压送至投料嘴；6、吹填，移动投料嘴将搅拌好的疏浚淤泥吹填至吹填池。

在步骤4中，如果搅拌后的疏浚淤泥强度达不到要求，可将吹泥管连接到输泥管上将疏浚淤泥投入到圆柱形搅拌筒内进行二次搅拌，直至疏浚淤泥强度达标。

与现有技术相比，本发明的优点为：

1、本发明的装置包括挖泥船、圆柱形搅拌筒和电机，圆柱形搅拌筒下方设有支架；所述挖泥船内设有储泥箱，储泥箱底部连接有伸向挖泥船下方的吸泥管、端部连接有出泥管，出泥管端部设有泥浆泵，泥浆泵出口连接有端部与圆柱形搅拌筒后端相连的输泥管；所述圆柱形搅拌筒内部设有螺旋推泥器、后端设有轴承、前端连接有吹泥管，螺旋推泥器后端穿过轴承与电机驱动连接，吹泥管端部设有投料嘴；圆柱形搅拌筒后端上侧面设有与输泥管相邻的固化剂投料管，其结构合理，便于制作，设备造价低，便于拆装，操作简单，无需专业技术人员操作，可减少人力物力投入，降低使用成本，且安全稳定；且能够在进行疏浚淤泥与固化剂、辅料固化搅拌的同时进行吹填施工，可有效缩短吹填施工的工期。

2、电机与螺旋推泥器之间设有减速器，可通过减速器调节螺旋推泥器的搅拌速度，进而调整螺旋推泥器的推进速度和搅拌功效。

3、在圆柱形搅拌筒后端面内壁设有与轴承相对应的橡胶护垫，橡胶护垫套设在螺旋推泥器的转轴上，橡胶护垫用于阻止疏浚淤泥在轴承与圆柱形搅拌筒连接处发生泄漏。

4、在圆柱形搅拌筒内部设有橡胶阻隔筒，橡胶阻隔筒的内壁与螺旋推泥器外沿相接触，橡胶阻隔筒与螺旋推泥器紧密贴合在一起，橡胶阻隔筒可避免螺旋推泥器与圆柱形搅拌筒内壁的摩擦，减少设备磨损，同时保证疏浚淤泥只会向投料嘴方向运送，而不会产生“倒流”现象。

5、本发明利用转筒式涡旋固化搅拌装置的疏浚淤泥吹填方法，步骤设置合理，工艺简单，便于实施，能够在进行疏浚淤泥与固化剂、辅料固化搅拌的同时进行吹填施工，可有效缩短吹填施工的工期；采用螺旋搅拌的方法可使疏浚淤泥与固化剂及辅料充分混合，且在高气压作用下吹填，吹填出的土体可以均匀落在吹填池内，减少形成“泥皮”的现象，从而可显著提高吹填土体的承载力；吹填过程中，疏浚淤泥均处在输泥管路和圆柱形搅拌筒中，与外界隔绝，不会对环境造成二次污染。

6、本发明施工方便，全程由泥浆泵、电机、空气压缩机提供动力，实现了全自动化施工，减少人力物力投入，安全可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中圆柱形搅拌筒使用状态示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示的转筒式涡旋固化搅拌装置，其包括挖泥船1、圆柱形搅拌筒19和电机5，在圆柱形搅拌筒19下方设有支架，支架包括设置在圆柱形搅拌筒19两端的第一支架13a和第二支架13b。

在挖泥船1内设有储泥箱3，储泥箱3底部连接有伸向挖泥船1下方的吸泥管2a、端部连接有出泥管2b，出泥管2b端部设有泥浆泵4，泥浆泵4出口连接有端部与圆柱形搅拌筒19后端相连的输泥管2c。

在圆柱形搅拌筒19内部设有螺旋推泥器18、后端设有轴承7、前端连接有吹泥管2d，吹泥管2d的端部设有投料嘴16；螺旋推泥器18后端穿过轴承7与电机5驱动连接，电机5与螺旋推泥器18之间设有减速器6，可通过减速器6调节螺旋推泥器18的搅拌速度，进而调整螺旋推泥器18的推进速度和搅拌功效。同时，在圆柱形搅拌筒19后端上侧面设有与输泥管2c相邻的固化剂投料管，固化剂投料管包括相邻设置的第一固化剂投料管9a和第二固化剂投料管9b；在圆柱形搅拌筒19前端连接有输气管14，输气管14端部设有空气压缩机15。

在圆柱形搅拌筒19后端面内壁设有与轴承7相对应的橡胶护垫8，橡胶护垫8套设在螺旋推泥器18的转轴上，橡胶护垫8用于阻止疏浚淤泥20在轴承7与圆柱形搅拌筒19连接处发生泄漏。在圆柱形搅拌筒19内部设有橡胶阻隔筒10，橡胶阻隔筒10的内壁与螺旋推泥器18外沿相接触，橡胶阻隔筒10与螺旋推泥器18紧密贴合在一起，橡胶阻隔筒10可避免螺旋推泥器18与圆柱形搅拌筒19内壁的摩擦，减少设备磨损，同时保证疏浚淤泥20只会向投料嘴16方向运送，而不会产生“倒流”现象。

在本实施方式中，螺旋推泥器18的叶片的螺距为20cm；圆柱形搅拌筒19的长度为5m、直径为50cm；第一固化剂投料管9a与输泥管2c端部相距100cm，第二固化剂投料管9b与第一固化剂投料管9a相距150cm。

本发明利用转筒式涡旋固化搅拌装置的疏浚淤泥吹填方法依次包括如下步骤：

1、抽取淤泥，利用挖泥船1和泥浆泵4，通过吸泥管2a将疏浚淤泥20从河底或海底吸出，暂存于储泥箱3内；

2、设备就位，选择吹填位置，固定好第一支架13a与第二支架13b，使圆柱形搅拌筒19稳定安放，从而将转筒式涡旋固化搅拌装置摆放在吹填池17一旁，并使投料嘴16对准吹填池17；

3、泵送疏浚淤泥，利用泥浆泵4将暂存于储泥箱3中的疏浚淤泥20通过出泥管2b、输泥管2c输送至圆柱形搅拌筒19中，伴随着疏浚淤泥20的输送过程，通过第一固化剂投料管9a向圆柱形搅拌筒19中投放如水泥、石灰等的固化剂，通过第二固化剂投料管9b向圆柱形搅拌筒19中投放如砂料等的辅料；

4、搅拌固化，开启电机5，带动螺旋推泥器18转动，以促使疏浚淤泥20与固化剂和辅料旋转搅拌，充分混合；

5、气压泵送，开动空气压缩机15向圆柱形搅拌筒19内输送气压，由于圆柱形搅拌筒19中的螺旋推泥器18后端为密闭区，形成筒内的低压区11，而通过空气压缩机15输送气压使螺旋推泥器18前端形成高压区12，由于吹泥管2d通过投料嘴16与外界相连通，螺旋推泥器18前端的高压区12很容易将搅拌好的疏浚淤泥20压送至投料嘴16；

6、吹填，移动投料嘴16将搅拌好的疏浚淤泥20吹填至吹填池17。

在步骤4中，如果搅拌后的疏浚淤泥20强度达不到要求，可将吹泥管2d连接到输泥管2c上将疏浚淤泥20投入到圆柱形搅拌筒19内进行二次搅拌，直至疏浚淤泥20强度达标。

Claims (9)

1.一种转筒式涡旋固化搅拌装置，其特征在于，包括挖泥船、圆柱形搅拌筒和电机，圆柱形搅拌筒下方设有支架；所述挖泥船内设有储泥箱，储泥箱底部连接有伸向挖泥船下方的吸泥管、端部连接有出泥管，出泥管端部设有泥浆泵，泥浆泵出口连接有端部与圆柱形搅拌筒后端相连的输泥管；所述圆柱形搅拌筒内部设有螺旋推泥器、后端设有轴承、前端连接有吹泥管，螺旋推泥器后端穿过轴承与电机驱动连接，吹泥管端部设有投料嘴；圆柱形搅拌筒后端上侧面设有与输泥管相邻的固化剂投料管。

2.如权利要求1所述的转筒式涡旋固化搅拌装置，其特征在于：所述支架包括设置在圆柱形搅拌筒两端的第一支架和第二支架；固化剂投料管包括相邻设置的第一固化剂投料管和第二固化剂投料管。

3.如权利要求1或2所述的转筒式涡旋固化搅拌装置，其特征在于，所述圆柱形搅拌筒前端连接有输气管，输气管端部设有空气压缩机。

4.如权利要求3所述的转筒式涡旋固化搅拌装置，其特征在于，所述圆柱形搅拌筒后端面内壁设有与轴承相对应的橡胶护垫，橡胶护垫套设在螺旋推泥器的转轴上。

5.如权利要求4所述的转筒式涡旋固化搅拌装置，其特征在于，所述圆柱形搅拌筒内部设有橡胶阻隔筒，橡胶阻隔筒内壁与螺旋推泥器外沿相接触。

6.如权利要求5所述的转筒式涡旋固化搅拌装置，其特征在于，所述电机与螺旋推泥器之间设有减速器。

7.如权利要求6所述的转筒式涡旋固化搅拌装置，其特征在于，所述螺旋推泥器的叶片的螺距为20cm；第一固化剂投料管与输泥管端部相距100cm，第二固化剂投料管与第一固化剂投料管相距150cm。

8.利用如权利要求1-7所述转筒式涡旋固化搅拌装置的疏浚淤泥吹填方法，其特征在于，依次包括如下步骤：1、抽取淤泥，利用挖泥船和泥浆泵，通过吸泥管将疏浚淤泥从河底或海底吸出，暂存于储泥箱内；2、设备就位，选择吹填位置，将转筒式涡旋固化搅拌装置摆放在吹填池一旁，并使投料嘴对准吹填池；3、泵送疏浚淤泥，利用泥浆泵将暂存于储泥箱中的疏浚淤泥通过出泥管、输泥管输送至圆柱形搅拌筒中，伴随着疏浚淤泥的输送过程，通过第一固化剂投料管向圆柱形搅拌筒中投放如水泥、石灰等的固化剂，通过第二固化剂投料管向圆柱形搅拌筒中投放如砂料等的辅料；4、搅拌固化，开启电机，带动螺旋推泥器转动，以促使疏浚淤泥、固化剂和辅料旋转搅拌；5、气压泵送，开动空气压缩机向圆柱形搅拌筒内输送气压，在圆柱形搅拌筒前后两端分别形成高压区和低压区，从而将搅拌好的疏浚淤泥通过吹泥管压送至投料嘴；6、吹填，移动投料嘴将搅拌好的疏浚淤泥吹填至吹填池。

9.如权利要求8所述的转筒式涡旋固化搅拌装置疏浚淤泥吹填方法，其特征在于，在步骤4中，如果搅拌后的疏浚淤泥强度达不到要求，可将吹泥管连接到输泥管上将疏浚淤泥投入到圆柱形搅拌筒内进行二次搅拌，直至疏浚淤泥强度达标。