CN105821888A - 接岸带的回填方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种接岸带的回填的方法和装置，将土料与固化剂构成填料注入传输管道，并由传输管道输送至接岸带以对接岸带进行回填。本发明还提供一种接岸带的回填的装置。从而减轻回填物料的自重、减少堆积效应产生的土压力以及减少下卧地基失稳滑坡的危险，并缩小基础的规模和下卧地基的处理规模，并节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及港口建设领域，尤其涉及一种接岸带的回填方法和装置。
背景技术
码头是海边或河边供大型船只可以停靠、上下旅客、装卸货物的水工建筑，是从岸边伸往深水中的长堤。人工修建码头时，在深水区修建好基础和岸壁之后，会在岸壁后至海岸之间形成一个水深逐步减少的坡状水域，称之为接岸带。需要向接岸带固化土料、平整场地以完成后续上部平台的修建。回填后的场地需要有足够的强度和变形模量。因此对固化土料即回填工艺有较高的要求。
在现有技术中，都是采用传统的砂石材料回填接岸带，砂石是一种散体材料，水下浇筑时，容易分散，粘聚性差，土样之间因颗粒散开而无法充分胶结，且因其自身较大的自重会对岸壁产生很大的土压力，同时对下卧地基也产生很大的重力荷载，从而需要加大基础的规模、进行地基处理以提高地基基础的承载力，因此增加了建造成本。而且这种堆积的砂石散体结构在地震时容易形成砂土液化而破坏整体结构，特别是在遇到强震或罕遇地震时更会造成无法修复的破坏，失去在重大灾难时“交通生命线”的使用功能。回填砂石时往往采用车、船一类单程载物量有限的运输工具，严重影响施工效率、延长工期。目前，砂石资源以相当匮乏，特别是对环境保护的要求，已不允许开山获取砂石。
发明内容
本发明的接岸带的回填方法与装置，解决了现有技术中的材料容易分散，粘聚性差，且因其自身较大的自重会对岸壁产生很大的土压力，同时对下卧地基也产生很大的重力荷载，从而需要加大基础的规模、进行地基处理以提高地基基础的承载力，因此增加了建造成本的问题。
本发明一方面提供一种接岸带的回填方法，包括：
S1.将土料与固化剂构成填料注入传输管道，并由传输管道输送至接岸带以对接岸带进行回填。
根据本发明的一个实施例，在步骤S1中还包括：对土料与固化剂进行初步拌合以形成初拌合浇注固化土，然后将初拌合浇注固化土作为填料注入传输管道；或者将土料与固化剂分别注入传输管道；或者对土料与固化剂进行充分拌合以形成充分拌合浇注固化土，然后将充分拌合浇注固化土作为填料注入传输管道。
根据本发明的一个实施例，在步骤S1中还包括：将压缩气体输入传输管道，以使压缩气体将土料与固化剂传输至接岸带，在传输的过程中土料与固化剂进行充分混合。
根据本发明的一个实施例，土料与固化剂形成的浇注固化土中的砂率为0-35wt.％，粉土率为0-60wt.％，粘土率为0-70wt.％。
根据本发明的一个实施例，填料中含固量为2～9wt.％，其中含固量为填料在105℃充分烘干后与原填料中所含水的质量百分比；填料以JG3021混凝土坍落度仪测得的塌落度为100～280mm；并且填料以GBT_2419-2005水泥胶砂流动度测定方法测得的流动度为105～150mm。
根据本发明的一个实施例，土料为天然土、沉积后的淤泥、人工土及无污染的工业废弃物中的一种或多种。
根据本发明的一个实施例，固化剂至少包括无机或有机胶黏剂、以及增稠剂，且固化剂在土料与固化剂形成的浇注固化土中的掺入总量为10wt.％-40wt.％。
根据本发明的一个实施例，传输管道内的压力维持在50-1500kN/m2。
根据本发明的一个实施例，在步骤S1中还包括：在由传输管道输送至接岸带进行水下浇注之前，使土料与固化剂形成的浇注固化土与传输管道中的气体进行气固分离。
根据本发明的另一个方面，还提供一种接岸带的回填装置，包括：
传输管道，传输管道包括用于接收以土料与固化剂构成的填料的进料口以及将填料输送至接岸带的出料口。
根据本发明的一个实施例，上述接岸带的回填装置还包括用于对土料与固化剂进行拌合的搅拌装置，搅拌装置的出口与进料口连接。
根据本发明的一个实施例，上述接岸带的回填装置还包括压缩气体注入设备，压缩气体注入设备与传输管道的进料口相邻设置以向传输管道中输送压缩气体。
根据本发明的一个实施例，传输管道包括传输管道段和浇注管道段，传输管道段末端的顶部设置有开口并且底部连接浇注管道段以构成传输管道的气固分离装置。
根据本发明的一个实施例，压缩气体注入设备通过支管与传输管道连接，且支管与传输管道成角度设置。
根据本发明的一个实施例，上述接岸带的回填装置还包括与出料口连接的集料斗和水下浇筑导管，集料斗包括将填料输送至接岸带的物料出口，水下浇筑导管一端与物料出口连接，并且水下浇筑导管另一端通入接岸带。
根据本发明的一个实施例，传输管道还增设至少一个二级压缩空气注压管，二级压缩空气注压管设置在传输管道的管体上。
本发明的接岸带的回填方法与装置的有益效果在于：
本发明的接岸带的回填方法，通过将土料与固化剂形成的浇注固化土作为填料注入传输管道，并由传输管道输送至接岸带以对接岸带进行回填。从而减轻回填物料的自重、减少堆积效应产生的土压力以及减少下卧地基失稳滑坡的危险，并缩小基础的规模和下卧地基的处理规模，并节约成本。
附图说明
图1为本发明的接岸带的回填方法的实施例流程示意图；
图2为本发明的接岸带的回填装置的实施例的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的接岸带的回填方法的实施例流程示意图。如图1所示，本发明的接岸带的回填的方法包括如下步骤。
S1.将土料与固化剂构成填料注入传输管道3，并由传输管道3输送至接岸带4以对接岸带4进行回填。
具体地，土料与固化剂混合成固化土料，由于是在水下浇筑固化土料，为了保证固化土料在穿过水层下沉过程不分散，土的物理性质及固化剂的组分需满足一定的要求，固化剂除使固化土硬化后可以满足所需的强度外，还需保证混合料下水中下沉时不分散、不离析。该固化土料密度低，约等同于地基土的密度；且固化土料在水下不分散、不离析，可适用于水下浇筑，同时是一种胶结为整体的材料，因此可以减轻回填物料的自重、减少堆积效应产生的土压力、减少下卧地基失稳滑坡的危险，从而可以缩小基础的规模和下卧地基的处理规模。
在实际应用中，可以在传输管道3内部安装拌合输送的组件，也可以在输送管道端部设置推动组件将固化土料推送至接岸带4。
在现有技术中，载重为55吨的大型平板货车一次最多可运输砂石33m3左右，且受水上输送货船载重的限制导致传输效率较低，而本实施例的方法可以使传送效率高达到1000m3/h，且无需依赖货车与货船，不受天气影响可连续施工。
本实施例的接岸带的回填的方法，通过将土料与固化剂形成的浇注固化土作为填充料注入传输管道3，并由传输管道3输送至接岸带4以对接岸带4进行回填。从而减轻回填物料的自重、减少堆积效应产生的土压力以及减少下卧地基失稳滑坡的危险，并缩小基础的规模和下卧地基的处理规模，并节约成本。
在上述的图1所示的接岸带的回填的方法的实施例的基础之上，进一步还可以包括如下具体内容。
根据本发明的一个实施例，在步骤S1中还包括：对土料与固化剂进行初步拌合以形成初拌合浇注固化土，然后将初拌合浇注固化土作为填料注入传输管道3；或者将土料与固化剂分别注入传输管道3；或者对土料与固化剂进行充分拌合以形成充分拌合浇注固化土，然后将充分拌合浇注固化土作为填料注入传输管道3。
根据本发明的一个实施例，在步骤S1中还包括：将压缩气体输入传输管道3，以使压缩气体将土料与固化剂传输至接岸带4，在传输的过程中土料与固化剂进行充分混合。
根据本发明的一个实施例，土料与固化剂形成的浇注固化土中的砂率为0-35wt.％，粉土率为0-60wt.％，粘土率为0-70wt.％。
根据本发明的一个实施例，填料中含固量为2～9wt.％，其中含固量为填料在105℃充分烘干后与原填料中所含水的质量百分比；填料以JG3021混凝土坍落度仪测得的塌落度为100～280mm；并且填料以GBT_2419-2005水泥胶砂流动度测定方法测得的流动度为105～150mm。
根据本发明的一个实施例，土料为天然土、沉积后的淤泥、人工土及无污染的工业废弃物中的一种或多种。
根据本发明的一个实施例，固化剂至少包括无机或有机胶黏剂、以及增稠剂，且固化剂在土料与固化剂形成的浇注固化土中的掺入总量为10wt.％-40wt.％。
可以理解，在另一个可选实施例中，固化剂包括无机或有机胶黏剂、分散剂、絮凝剂和增稠剂中的两种以上，无机或有机胶黏剂可以是市售的硅酸盐水泥等胶凝材料，分散剂可以为聚羧酸系减水剂等，絮凝剂可以为无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂、复合絮凝剂等，如硫酸铝、聚丙烯酰胺等，增稠剂可以为无机增稠剂、纤维素醚、天然高分子及其衍生物、合成高分子、络合型有机金属化合物等，如膨润土、硅藻土、甲基纤维素、淀粉、明胶、聚丙烯酰胺等。固化土按重量份由下述组分的原料制备而成：干土60-90份；水10-40份；胶黏剂1-30份；分散剂1-15份；絮凝剂1-15份；增稠剂1-15份。为采用标准《GBT_2419-2005水泥胶砂流动度测定方法》中的方法测定的流动度在105-150mm区间内的经调解后的水下淤泥。且粘聚性与保水性符合《混凝土坍落度仪》JG3021中的要求。
根据本发明的一个实施例，传输管道内的压力维持在50-1500kN/m2。
根据本发明的一个实施例，在步骤S1中还包括：在由传输管道3输送至接岸带4进行水下浇注之前，使土料与固化剂形成的浇注固化土与传输管道3中的气体进行气固分离。
在本发明的一个实施例中，上述接岸带4的回填的方法还包括在所述传输管道上增设至少一个二级压缩空气注压管，以向所述传输管道3中注入压缩空气。
图2为本发明的接岸带的回填装置的实施例的结构示意图。如图2所示，本实施例的接岸带的回填的装置可以包括传输管道3，传输管道3包括用于接收以土料与固化剂构成的填料的进料口1以及将填料输送至接岸带4的出料口5。本实施例的装置可节省大量运费，设备简单检修简便，且可减轻下卧地基的承载力，有课缩短工期，节约建材成本。
在上述图2所示的接岸带的回填的装置的实施例的基础之上，进一步还可以包括如下具体内容。
根据本发明的一个实施例，上述接岸带的回填装置还包括用于对土料与固化剂进行拌合的搅拌装置，搅拌装置的出口与进料口1连接。
根据本发明的一个实施例，上述接岸带的回填装置还包括压缩气体注入设备2，压缩气体注入设备2与传输管道3的进料口1相邻设置以向传输管道3中输送压缩气体。本发明中的压缩气体注入设备2可以为压缩气体注入器2，且接口作密封处理，用于将土料与固化剂进行拌合并传输至气压低的接岸带4，本发明中的压缩气体注入器2可以为压缩空气或其他种类的气体的压缩机及连接支管，连接支管的材质可以为金属或合金等刚性材料。
根据本发明的一个实施例，传输管道3包括传输管道段Ⅰ和浇注管道段Ⅱ，传输管道段Ⅰ末端的顶部设置有开口并且底部连接浇注管道段Ⅱ以构成传输管道的气固分离装置6，如图2所示。在实际应用中，气固分离装置6的上方还可以设置分管，压缩气体则从分管中排出，通常分管的方向为竖直向上，以推动固化土料的压缩空气从分管中溢出，还可以在过渡段设置气固分离器。
根据本发明的一个实施例，压缩气体注入设备2通过支管与传输管道3连接，且支管与传输管道成角度设置。在实际应用中，支管与传输管道3的夹角为10°-80°，以便于压缩空气进入传输管道3。
根据本发明的一个实施例，上述接岸带的回填装置还包括与出料口5连接的集料斗7和水下浇筑导管，集料斗7包括将填料输送至接岸带4的物料出口，水下浇筑导管一端与物料出口连接，并且水下浇筑导管另一端通入接岸带4。
根据本发明的一个实施例，传输管道还增设至少一个二级压缩空气注压管，二级压缩空气注压管设置在传输管道的管体上。
在图1和图2所示的实施例的基础之上，下面以具体实施例对本发明的接岸带的回填的方法与装置进行进一步地说明。
在本发明的接岸带的回填方法与装置的实施例一中，例如，某码头接岸带，使用本发明的回填施工装置，具体包含的装置及各装置的规格参数如下：
进料口1：带金属搅拌叶片的漏斗，底部与传输管道3相连。
压缩气体注入器2：空气压缩机及连接支管。空气压缩机的压送压力为1100kN/m2，压缩空气量为15m3/min。连接支管的材质为钢材，与传输管道3的顶端连接，接口用密封胶做密封处理，支管与传输管道3的输送方向的夹角为30°。
传输管道3：具有一定长度的刚性管道，材质为钢材，内部刷漆，管径为1000mm。
本实施例的接岸带的回填施工工艺为：回填料为天然土和人工土，获得颗粒机配为：砂率：25wt.％、粉土率：60wt.％、粘土率：15wt.％，将其调整到适宜的含水量25wt.％，将已进行初步混合的土料与固化剂的混合物经进料口1传入传输管道3中，经压缩气体注入器2向传输管道3中注入压缩气，通过压缩气体混合和输送混合物料至接岸带。混合物为采用标准《GBT_2419-2005水泥胶砂流动度测定方法》中的方法测定的流动度在120mm区间内。粘聚性和保水性满足要求。外掺剂为普通硅酸盐水泥、膨润土、硅藻土、淀粉、聚丙烯酰胺，掺量为12％、1％、1％、1％、2％。填筑深度为水下10m。
在本发明的接岸带的回填方法与装置的实施例二中，例如，某码头接岸带，使用本发明的回填施工装置，具体包含的装置及各装置的规格参数如下：
进料口1：带聚四氟乙烯搅拌叶片的漏斗，底部与传输管道3相连。
压缩气体注入器2：空气压缩机及连接支管。空气压缩机的压送压力为900kN/m2，压缩空气量为12m3/min。连接支管的材质为钢材，与传输管道3的顶端连接，接口用密封胶做密封处理，支管与传输管道3的输送方向的夹角为25°。
传输管道3：具有一定长度的刚性管道，材质为钢材，内部刷漆，管径为800mm。
本实施例的接岸带的回填施工工艺为：回填料为人工土和沉积淤泥，获得颗粒机配为：砂率：10wt.％、粉土率：50wt.％、粘土率：40wt.％，将其调整到适宜的含水量30wt.％，将已进行初步混合的土与外掺剂的混合物经进料口1传入传输管道3中，经压缩气体注入器2向传输管道3中注入压缩气，通过压缩气体混合和输送混合物料至接岸带。土为采用标准《GBT_2419-2005水泥胶砂流动度测定方法》中的方法测定的流动度在130mm区间内，粘聚性和保水性满足要求。外掺剂为矿渣硅酸盐水泥、聚氨酯胶黏剂、硅藻土、硫酸铝、微生物絮凝剂掺量各为11％、3％、1％、2％、1％。填筑深度为水下12m。
在本发明的接岸带的回填方法与装置的实施例三中，例如，某码头接岸带，使用本发明的回填施工装置，具体包含的装置及各装置的规格参数如下：
进料口1：不含搅拌叶片的漏斗，底部与传输管道3相连。
压缩气体注入器2：空气压缩机及连接支管。空气压缩机的压送压力为600kN/m2，压缩空气量为8m3/min。连接支管的材质为钢材，与传输管道3的顶端连接，接口用密封胶做密封处理，支管与传输管道3的输送方向的夹角为28°。
传输管道3：具有一定长度的刚性管道，材质为钢材，内部刷漆，管径为650mm。
本实施例的接岸带的回填施工工艺为：回填料为天然土和沉积淤泥，获得颗粒机配为：砂率：16wt.％、粉土率：50wt.％、粘土率：34wt.％，将其调整到适宜的含水量28wt.％，将已进行初步混合的土与外掺剂的混合物经进料口1传入传输管道3中，经压缩气体注入器2向传输管道3中注入压缩气，通过压缩气体混合和输送混合物料至接岸带。土为采用标准《GBT_2419-2005水泥胶砂流动度测定方法》中的方法测定的流动度在130mm区间内，粘聚性和保水性满足要求。外掺剂为粉煤灰硅酸盐水泥、聚氨酯胶黏剂和纤维素醚，掺量各为10％、5％、2％。填筑深度为水下7m。
在本发明的接岸带的回填方法与装置的实施例四中，例如，某码头接岸带，使用本发明的回填施工装置，具体包含的装置及各装置的规格参数如下：
进料口1：不含搅拌叶片的漏斗，底部与传输管道3相连。
压缩气体注入器2：空气压缩机及连接支管。空气压缩机的压送压力为1000kN/m2，压缩空气量为14m3/min。连接支管的材质为钢材，与传输管道3的顶端连接，接口用密封胶做密封处理，支管与传输管道3的输送方向的夹角为35°。
传输管道3：具有一定长度的刚性管道，材质为钢材，内部刷漆，管径为1200mm。
本实施例的接岸带的回填施工工艺为：回填料为粉煤灰与矿渣的混合物，获得颗粒机配为：砂率：0wt.％、粉土率：50wt.％、粘土率：50wt.％，将其调整到适宜的含水量28wt.％，将已进行初步混合的土与外掺剂的混合物经进料口1传入传输管道3中，经压缩气体注入器2向传输管道3中注入压缩气，通过压缩气体混合和输送混合物料至接岸带。土为采用标准《GBT_2419-2005水泥胶砂流动度测定方法》中的方法测定的流动度在130mm区间内，粘聚性和保水性满足要求。外掺剂为普通硅酸盐水泥、聚氨酯胶黏剂和聚丙烯酰胺，掺量各为11％、3％、1％、2％。填筑深度为水下9m。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种接岸带的回填方法，包括：
S1.将土料与固化剂构成填料注入传输管道，并由所述传输管道输送至接岸带以对所述接岸带进行回填。
2.根据权利要求1所述的回填方法，其特征在于，在所述步骤S1中还包括：
对所述土料与所述固化剂进行初步拌合以形成初拌合浇注固化土，然后将所述初拌合浇注固化土作为所述填料注入所述传输管道；或者
将所述土料与所述固化剂分别注入所述传输管道；或者
对所述土料与所述固化剂进行充分拌合以形成充分拌合浇注固化土，然后将所述充分拌合浇注固化土作为所述填料注入所述传输管道。
3.根据权利要求1所述的回填方法，其特征在于，在所述步骤S1中还包括：将压缩气体输入所述传输管道，以使所述压缩气体将所述土料与所述固化剂传输至所述接岸带，在所述传输的过程中所述土料与所述固化剂进行充分混合。
4.根据权利要求1所述的回填方法，其特征在于，所述土料与所述固化剂形成的浇注固化土中的砂率为0-35wt.％，粉土率为0-60wt.％，粘土率为0-70wt.％。
5.根据权利要求4所述的回填方法，其特征在于，所述填料中含固量为2～9wt.％，其中所述含固量为所述填料在105℃充分烘干后与原填料中所含水的质量百分比；所述填料以JG3021混凝土坍落度仪测得的塌落度为100～280mm；并且所述填料以GBT_2419-2005水泥胶砂流动度测定方法测得的流动度为105～150mm。
6.根据权利要求1所述的回填方法，其特征在于，所述土料为天然土、沉积后的淤泥、人工土及无污染的工业废弃物中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的回填方法，其特征在于，所述固化剂至少包括无机或有机胶黏剂、以及增稠剂，且所述固化剂在所述土料与所述固化剂形成的浇注固化土中的掺入总量为10wt.％-40wt.％。
8.根据权利要求1所述的回填方法，其特征在于，所述传输管道内的压力维持在50-1500kN/m2。
9.根据权利要求1所述的回填方法，其特征在于，在所述步骤S1中还包括：在由所述传输管道输送至所述接岸带进行水下浇注之前，使所述土料与所述固化剂形成的浇注固化土与所述传输管道中的气体进行气固分离。
10.一种接岸带的回填装置，包括：
传输管道，所述传输管道包括用于接收以土料与固化剂构成的填料的进料口以及将所述填料输送至接岸带的出料口。
11.根据权利要求10述的回填装置，其特征在于，还包括用于对所述土料与所述固化剂进行拌合的搅拌装置，所述搅拌装置的出口与所述进料口连接。
12.根据权利要求10述的回填装置，其特征在于，还包括压缩气体注入设备，所述压缩气体注入设备与所述传输管道的所述进料口相邻设置以向所述传输管道中输送压缩气体。
13.根据权利要求10述的回填装置，其特征在于，所述传输管道包括传输管道段和浇注管道段，所述传输管道段末端的顶部设置有开口并且底部连接所述浇注管道段以构成所述传输管道的气固分离装置。
14.根据权利要求12述的回填装置，其特征在于，所述压缩气体注入设备通过支管与所述传输管道连接，且所述支管与所述传输管道成角度设置。
15.根据权利要求10述的回填装置，其特征在于，还包括与所述出料口连接的集料斗和水下浇筑导管，所述集料斗包括将所述填料输送至所述接岸带的物料出口，所述水下浇筑导管一端与所述物料出口连接，并且所述水下浇筑导管另一端通入接岸带。
16.根据权利要求10述的回填装置，其特征在于，所述传输管道还增设至少一个二级压缩空气注压管，所述二级压缩空气注压管设置在所述传输管道的管体上。
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