CN110468784A - 一种流动化处理疏浚淤泥的装置及制备植物边坡的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流动化处理疏浚淤泥的装置及制备植物边坡的方法，包括破碎装置、与破碎装置相连的搅拌装置；破碎装置用于疏浚淤泥进行搅拌、传送，并打碎其中掺杂的杂质；搅拌装置用于对混入其他物质的疏浚淤泥进行搅拌混合，得到能够直接用于现此喷射的淤泥混合物。本发明提供的流动化处理疏浚淤泥是将具有一定含水量的淤泥，通过与固化材料、水和外加剂混合形成具有一定流动度浆体。搅拌时，向搅拌筒内加入固化材料、草籽以及外加剂等，搅拌混合得到最终的淤泥混合物，可以直接喷涂在边坡的表面，将极大的减少人工用工量。

Description

一种流动化处理疏浚淤泥的装置及制备植物边坡的方法

技术领域

本发明涉及护坡处理装置及方法，特别是涉及一种流动化处理疏浚淤泥的装置及制备植物边坡的方法。

背景技术

目前，在修建高速公路、铁路和水利等基础设施过程中，由于大量的填方和开山挖方，在很大程度上改变了原始地貌和植被，形成了很多裸露的土坡和岩石边坡，造成公路、铁路沿线植被破坏、水土流失、生态失去平衡，甚至造成山体坍塌和滑坡。这些工程所形成的边坡靠自然界自身的力量恢复生态平衡需要较长时间，往往留下永久的伤痕，不能自然恢复。我国很多区域由于植被破坏严重，水土流失对环境造成非常大的危害，坡度较大区域的表层土壤非常容易受到雨水的侵蚀而流失，公路土质和风化岩石边坡易产生滑坡而给交通和人民生命财产带来巨大安全隐患，因此必须对边坡进行护坡处理。

传统护坡材料种类繁多，主要特征如下：虽强度高、耐久性好，但质地脆硬，视觉效果差，绿色植物无法在该护坡中生长，违背绿色宗旨。但这一方面植物护坡具有重大优势，它能为植被生长提供稳定环境，若坡面种植植物后，植物的根系能增强坡面表层稳定，因而对边坡稳定起到重要作用。所以目前学术界和工程界在考虑植被护坡时，不仅仅是单方面做到坡面绿化或坡面加固，而是将工程防护和植被防护有机结合起来，形成稳固而又有生态景观效应的防护结构体系，而其中工程设计的趋势是设计出更合理的工程结构，使得坡面上看不见工程结构，全部显现植被和优美的景观。

淤泥是静水或缓慢的流水环境中沉积、经生物化学作用形成、天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土。在有微生物参与作用的条件下形成近代沉积物，富含有机物，通常呈灰黑色。

疏浚游泥的处理问题己成为约沿海地区海洋空间开发等工程建设的重要因素。国内外对疏浚游泥的有效处理和利用展开了大量研究，使用游泥固化处理技术将废弃疏浚泥变成再生土工材料，其中应用最为广泛的是以水泥、石灰及与一些其他物质如工业废渣等混合固化处理，对于大量的高含水量的疏浚游泥更显示出非常好的经济、环保等优点就目前研究应用现状来看，在日本、美国等国家，疏浚游泥的固化处理时水泥或石灰用量一般都在以上，甚至有的高达或更高在经济上来说费用相对较高。同时对于我国的大体积疏浚游泥来说，研究一种快速的处理方法也显得十分迫切。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种流动化处理疏浚淤泥的装置，能够将疏浚淤泥处理为适合边坡处理、帮助边坡植物生长的淤泥混合物；本发明的另一个目的是提供一种利用流动化处理疏浚淤泥的装置制备植物边坡的方法。

技术方案：本发明提供的流动化处理疏浚淤泥的装置包括破碎装置、与破碎装置相连的搅拌装置；所述破碎装置包括破碎筒，破碎筒上设有进料口，破碎筒内设有传动轴，传动轴沿破碎筒轴向设置，所述传动轴的一端穿过破碎筒与第一驱动组件相连，破碎筒的远离第一驱动组件的一端设有第一出料口，传动轴上设有破碎组件；所述搅拌装置包括搅拌筒，搅拌筒上设有连接口、加料口、第二出料口；搅拌筒的连接口与第一出料口相连通，搅拌筒内设有搅拌轴，搅拌轴上设有搅拌组件，搅拌轴的一端穿过搅拌筒与第二驱动组件相连。破碎组件可以为连续或不连续设置的螺旋叶片或螺旋刀片。加料口的数量根据需要设置，加料口上设有开关，不用时可以关闭开关。

进一步地，该流动化处理疏浚淤泥的装置还包括分块装置，所述分块装置包括滚筒，滚筒内部设有滚动轴，滚筒的外表面设有格栅结构。通过分块装置滚动碾压在已经喷射淤泥混合物并固化后的边坡上，能够将干燥后的淤泥混合物压制分割成一个个块状的结构，既能够起到美化的作用，还能够在淤泥混合物在干裂前制造人工分割线，防止面积裂纹的出现。

进一步地，该流动化处理疏浚淤泥的装置还包括进料装置，所述进料装置包括进料斗，进料斗底部设有进料输送管，进料输送管与破碎筒的进料口连接。进料装置用于向所述流动化处理疏浚淤泥的装置不断送入原始(待处理)的疏浚淤泥，进料斗的设置可以提高工作效率。

进一步地，该流动化处理疏浚淤泥的装置还包括喷射单元，所述喷射单元包括与第二出料口连接的喷射管，喷射管的另一端为喷射口，喷射到现场的边坡上。同时，也可以增加现有技术中的负压装置产生负压，产生引流作用，将搅拌筒内的淤泥混合物抽出，提高喷射的效率。

优选地，所述格栅结构的每小格的形状、大小相同。每一个格子均匀地设置在分块装置的外表面上。且可以根据需要，将每个格栅设置成所需的形状，如矩形。

优选地，所述搅拌组件为螺旋叶片，第二出料口的高度高于连接口、加料口的高度，连接口设置在搅拌筒的下部，第二出料口设置在搅拌筒的上部，加料口设置在搅拌筒的底部。螺旋叶片在第二驱动组件的带动下，带动搅拌筒内的混合物螺旋上升，第二出料口、连接口、加料口位置的高低设置可以得到混合均匀的淤泥混合物。

本发明利用所述的流动化处理疏浚淤泥的装置制备植物边坡的方法，包括如下步骤：

(1)原材料准备和配比设计：挖取河道中的疏浚淤泥，确定制备边坡的其他原料及配比，其他原料包括水泥、植物种子、孔隙调节物质；

(2)将疏浚淤泥从装置的进料口加入，将其他原料从加料口加入，搅拌得到制备边坡的淤泥混合物；

(3)将步骤(2)制备得到的淤泥混合物铺设到边坡的坡面上；

(4)待边坡上铺设的淤泥混合物固化后，对其进行分块。

其中步骤(1)中，制备边坡的其他原料可以是水泥、草籽以及孔隙调节物质，也可以根据实际需要添加其他物质，如植物营养液；水泥作为固化材料，孔隙调节物质可以为发泡剂、引气剂、泡沫球等能够改变淤泥混合物孔隙率的物质，能够增加混合物的孔隙率，为草籽提供良好的生成环境，有利于被喷射到边坡上的淤泥中的草籽进行顺利成长。

其中步骤(1)中，其他原料配比的确定可以提前试验进行，依据强度、流动性、孔隙率指标确定其他原料的种类和各组分之间的配比；后在项目现场，按照实验室配合比进行配料，通过该装置将混合料喷射在边坡上，监测混合料的强度、流动性、孔隙率是否满足指标，如不满足，重复试验过程和实际制备边坡过程，直至满足施工要求。

优选地，所述步骤(1)还包括对挖取的疏浚淤泥进行初筛。对疏浚淤泥进行初步筛分，并剔除其中尺寸较大的杂质以及无用的杂质(如较大的石块、垃圾等)，以得到初筛淤泥，然后再加入至破碎筒进行破碎，可以得到破碎程度较高的均匀混合物；

优选地，所述步骤(4)的分割工序为：将分块装置置于边坡上，滚动分块装置碾压边坡进行分块。采用分块装置，使得其将坡面分割成一个个规则的小块，防止干缩裂纹的大幅出现，影响美观。

优选地，所述步骤(1)的孔隙调节物质为发泡剂、引气剂、泡沫球三种中的一种或两种或三种。根据实际需要，以及现场淤泥及边坡的不同，调节其他原料的组分、配比。

发明原理：由于淤泥中所富含的有机质可以帮助护坡中的植物进行生长，且淤泥产量巨大，又淤泥位于河道之中，挖出之后可就地处理制成植物护坡，免于运输，可节约资金，因此本发明采用淤泥作为原料来制作生态护坡。进料装置用于向该流动化处理疏浚淤泥的装置不断送入原始的疏浚淤泥；破碎装置用于对来自进料装置的疏浚淤泥进行搅拌、传送，并打碎其中掺杂的杂质，使得被打碎的杂质与淤泥本身形成共同的均匀混合物。搅拌装置用于对混入其他物质的疏浚淤泥进行搅拌混合，得到能够直接用于现此喷射的淤泥混合物，该淤泥混合物具有合适的孔隙率，且其中具有用于固化的水泥以及草籽等物质。分块装置可以对边坡进行快速分块，美观实用。

流动化处理淤泥是将具有一定含水量的淤泥，通过与固化材料(水泥)、水和外加剂混合形成具有一定流动度浆体的淤泥处理工艺。因此在搅拌时，向搅拌筒内加入固化材料(水泥)、草籽以及外加剂等，搅拌混合得到最终的淤泥混合物。将淤泥混合物喷射到现场的坡面上，最后待其凝固后用分块装置对其进行分块处理。

有益效果：与现有技术相比，

(1)本发明能够将疏浚淤泥处理为适合边坡处理、帮助边坡植物生长的淤泥混合物；

(2)由于淤泥中所富含的有机质可以帮助护坡中的植物进行生长，且淤泥产量巨大，又淤泥位于河道之中，挖出之后即可就地处理制成植物护坡，免于运输，可节约资金；

(3)利用该流动化处理疏浚淤泥的装置来制备植物边坡的方法，可以形成具有一定流动度的浆体；处理后的淤泥内掺入一定草种，直接喷涂在边坡的表面，一体化程度高，极大地减少人工用工量。

附图说明

图1为流动化处理疏浚淤泥的装置的结构示意图；

图2为流动化处理疏浚淤泥的装置的剖面图；

图3为滚筒的结构示意图；

图4为分块装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步地详细描述。

如图1～4所示，本发明的流动化处理疏浚淤泥的装置包括进料装置、破碎装置、搅拌装置、分块装置。进料装置用于向该流动化处理疏浚淤泥的装置不断送入原始的疏浚淤泥，其包括进料斗16和传送组件，进料斗16底部设有进料输送管17，两者互相连通，进料输送管17与破碎筒1的进料口2连接。传送组件包括传动滚筒21、导向滚筒22以及连接两者的传送带20，传动滚筒21和导向滚筒22转动，传送带20向进料斗16的方向输送疏浚淤泥。传送带20倾斜设置，导向滚筒22略高于传动滚筒21，导向滚筒22位于进料斗16的正上方。当传送带20进行传送工作时，放于传送带20底部的疏浚淤泥能够不断被送入进料斗16。

破碎装置用于对来自进料装置的疏浚淤泥进行搅拌、传送，并打碎其中掺杂的杂质，使得被打碎的杂质与淤泥本身形成共同的均匀混合物。破碎装置包括与进料输送管17连接的破碎筒1以及设置在破碎筒1内的传动轴3，破碎筒1水平放置，传动轴3沿破碎筒1轴向设置，传动轴3上设置有破碎组件36。传动轴3的一端穿过破碎筒1的左端，并与第一驱动组件4相连，传动轴3在第一驱动组件4的驱动下进行旋转，并通过破碎组件36进行搅拌、传送以及打碎。破碎筒1为筒状，破碎筒1的右端设有第一出料口6，破碎筒1的左侧上表面设有进料口2。其中，破碎组件36为螺旋刀片或螺旋叶片，从传动轴左端34至传动轴右端35，破碎组件36呈由疏到密地设置在传动轴3上；由疏到密的方向与从左侧的进料口2至右端的第一出料口6相一致，右侧密集设置的破碎组件36能够充分旋转以打碎掺杂在疏浚淤泥内的贝壳等物质。第一出料口6与出料管27相连通，被充分搅拌和打碎的疏浚淤泥从出料管27被挤出。第一驱动组件4包括互相连接的第一电机23和第一减速机24，第一电机23能够通过第一减速机24实现变速，并驱动传动轴3进行转动。

搅拌装置用于对混入其他物质的疏浚淤泥进行搅拌混合，得到能够直接用于现此喷射的淤泥混合物，该淤泥混合物具有合适的孔隙率，且其中具有用于固化的水泥以及草籽等物质。搅拌装置包括与出料管27连接的搅拌筒5，搅拌筒5竖直放置，搅拌筒5左下方设有连接口7，连接口7与出料管27相连，进而接收来自破碎装置的疏浚淤泥。搅拌筒5内竖直设有搅拌轴10，搅拌轴10上设有搅拌组件11，此处搅拌组件11为螺旋叶片，螺旋叶片均匀分布在搅拌轴10上，因此不会造成疏浚淤泥的过分挤压而导致淤泥孔隙率降低的问题，有利于后期草籽的生成。搅拌轴10的上端穿过搅拌筒5的顶部，并与位于搅拌筒5顶部的第二驱动组件12相连，第二驱动组件12带动搅拌轴10进行旋转，进而对搅拌筒5内的疏浚淤泥进行搅拌混合。第二驱动组件12包括互相连接的第二电机25和第二减速机26，搅拌轴10穿出搅拌筒5的顶部，并与第二减速机26连接。第二电机25能够通过第二减速机26进行变速，带动搅拌轴10旋转，进而带动疏浚淤泥在搅拌筒5内，从底部不断上升。搅拌筒5的底部还连接两个加料口8，加料口8与加料管33相连接，加料管33上设有开关，无需加料时，可以旋紧开关。通过该加料管33，可以向搅拌筒内不断加入水泥、草籽、引气剂等物质。由于第二驱动组件12能够带动底部的疏浚淤泥不断上升，因此当通过加料管33向搅拌筒5的底部加入添加物质之后，能够实时与来自侧边出料管处的疏浚淤泥进行混合上升。搅拌筒5内能够实现新接收的疏浚淤泥与添加物质之间的直接接触混合，改善了混合搅拌的效果。搅拌筒5的上部还设置有第二出料口9，用于对搅拌均匀的淤泥混合物进行出料，以供应现场的边坡喷射。第二出料口9与喷射单元28相连，喷射单元28包括与第二出料口9连接的喷射管18，喷射管18的另一端为喷射口19。结合负压设备，可以更方便地抽出搅拌筒5内的淤泥混合物，进行喷射。

分块装置如图3、4所示，分块装置包括滚筒13、分离杆29、牵引绳30，滚筒13内部设有滚动轴14，滚筒13的外表面设有格栅结构15，格栅结构15由水平杆31、竖杆32交错排布构成，滚动轴14的两端穿过滚筒13端面，两端均连有牵引绳30；分离杆29与滚动轴14平行设置，分离杆29的长度与滚动轴14长度相同，分离杆29的两端也与牵引绳30固定连接。通过牵拉牵引绳30，滚筒13转动，分块装置滚动碾压在已经喷射淤泥混合物并固化后的边坡上，能够将干燥后的淤泥混合物压制分割成一个个块状的结构，既能够起到美化的作用，还能够在淤泥混合物在干裂前制造人工分割线，防止面积裂纹的出现。

利用本装置进行制备植物边坡时，包括如下步骤：

(1)挖取河道中的疏浚淤泥，对疏浚淤泥进行初步筛分，并剔除其中尺寸较大的杂质以及无用的杂质(如较大的石块、垃圾等)，以得到初筛淤泥；

(2)确定制备边坡的其他原料及配比，其他原料包括水泥、植物种子、孔隙调节物质；其他原料配比的确定可以提前试验进行，依据强度、流动性、孔隙率指标确定其他原料的种类和各组分之间的配比；后在项目现场，按照实验室配合比进行配料，通过该装置将混合料喷射在边坡上，监测混合料的强度、流动性、孔隙率是否满足指标，如不满足，重复试验过程和实际制备边坡过程，直至满足施工要求；

(3)将初筛淤泥放置在传送带20上，通过进料装置将初筛淤泥输送至破碎装置，后通过破碎装置将初筛淤泥进行搅拌、传送，并打碎其中掺杂的剩余杂质(如贝类)，使得被打碎的杂质与淤泥本身形成共同的均匀混合物，被打碎的贝类还能够提高均匀混合物的钙含量；破碎单元装置将打碎形成的均匀混合物输送至搅拌装置；

(4)通过搅拌装置对均匀混合物进行搅拌，并在搅拌的同时通过加料管不断向均匀混合物中添加水泥、草籽以及孔隙调节物质，得到最终的淤泥混合物；孔隙调节物质选用发泡剂、引气剂。

(5)通过喷射单元将淤泥混合物喷射到边坡的坡面上；

(6)等待淤泥混合物受到日照而凝固硬化后，通过分块装置对其进行分块处理，以防自然干裂纹的大幅出现。

Claims (10)

1.一种流动化处理疏浚淤泥的装置，其特征在于：包括破碎装置、与破碎装置相连的搅拌装置；所述破碎装置包括破碎筒(1)，破碎筒(1)上设有进料口(2)，破碎筒(1)内设有传动轴(3)，传动轴(3)沿破碎筒(1)轴向设置，所述传动轴(3)的一端穿过破碎筒(1)与第一驱动组件(4)相连，破碎筒(1)的远离第一驱动组件(4)的一端设有第一出料口(6)，传动轴(3)上设有破碎组件(36)；所述搅拌装置包括搅拌筒(5)，搅拌筒(5)上设有连接口(7)、加料口(8)、第二出料口(9)；搅拌筒(5)的连接口(7)与第一出料口(6)相连通，搅拌筒(5)内设有搅拌轴(10)，搅拌轴(10)上设有搅拌组件(11)，搅拌轴(10)的一端穿过搅拌筒(5)与第二驱动组件(12)相连。

2.根据权利要求1所述的流动化处理疏浚淤泥的装置，其特征在于：还包括分块装置，所述分块装置包括滚筒(13)，滚筒(13)内部设有滚动轴(14)，滚筒(13)的外表面设有格栅结构(15)。

3.根据权利要求1所述的流动化处理疏浚淤泥的装置，其特征在于：还包括进料装置，所述进料装置包括进料斗(16)，进料斗(16)底部设有进料输送管(17)，进料输送管(17)与破碎筒(1)的进料口(2)连接。

4.根据权利要求1所述的流动化处理疏浚淤泥的装置，其特征在于：还包括喷射单元，所述喷射单元(28)包括与第二出料口(9)连接的喷射管(18)，喷射管(18)的另一端为喷射口(19)。

5.根据权利要求2所述的流动化处理疏浚淤泥的装置，其特征在于：所述格栅结构(15)的每小格的形状、大小均相同。

6.根据权利要求1所述的流动化处理疏浚淤泥的装置，其特征在于：所述搅拌组件(11)为螺旋叶片，连接口(7)设置在搅拌筒(5)的下部，第二出料口(9)设置在搅拌筒(5)的上部，加料口(8)设置在搅拌筒(5)的底部。

7.一种利用权利要求1所述的流动化处理疏浚淤泥的装置制备植物边坡的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)原材料准备和配比设计：挖取河道中的疏浚淤泥，确定制备边坡的其他原料及配比，其他原料包括水泥、植物种子、孔隙调节物质；

(2)将疏浚淤泥从装置的进料口加入，将其他原料从加料口加入，破碎、搅拌得到制备边坡的淤泥混合物；

(3)将步骤(2)制备得到的淤泥混合物铺设到边坡的坡面上；

(4)待边坡上铺设的淤泥混合物固化后，对其进行分块。

8.根据权利要求7所述的制备植物边坡的方法，其特征在于：所述步骤(1)还包括对挖取的疏浚淤泥进行初筛。

9.根据权利要求7所述的制备植物边坡的方法，其特征在于：所述步骤(4)的分块工序为：将分块装置置于边坡上，滚动分块装置碾压边坡进行分块。

10.根据权利要求7所述的制备植物边坡的方法，其特征在于：所述步骤(1)的孔隙调节物质为发泡剂、引气剂、泡沫球三种中的一种或两种或三种。